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1、细胞的能量供应和利用5.4 光合作用与能量转化（一）捕获光能的色素和结构新课导入 玉米中有时会出现玉米中有时会出现白化苗白化苗。白化苗由于不能进行光合作用，待。白化苗由于不能进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。种子中贮存的养分耗尽就会死亡。捕获光能的色素参与光合作用的色素是否都是绿色的？参与光合作用的色素是否都是绿色的？树叶中的色素究竟有几种？树叶中的色素究竟有几种？各种色素在绿叶中的含量是否相同呢？各种色素在绿叶中的含量是否相同呢？绿叶中色素的提取和分离一、原理一、原理1.提取原理提取原理2.分离原理分离原理 绿叶中的色素不只一种，它们都绿叶中的色素不只一种，它们都能溶解在层析液中
2、能溶解在层析液中。然而它。然而它们们在层析液中的溶解度不同在层析液中的溶解度不同：溶解度高的随层析液在滤纸上扩散：溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。这样，几分钟后，绿叶中的得快；反之则慢。这样，几分钟后，绿叶中的色素就会随着层析色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开液在滤纸上的扩散而分开。绿叶中的色素能溶解在有机溶剂绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇无水乙醇中。中。绿叶中色素的提取和分离加入少许SiO2和碳酸钙再放入无水乙醇SiO2CaCO3无水酒精使研磨充分保护叶绿素溶解色素称取5g的新鲜绿叶，剪碎，放入研钵中。1.提取绿叶中的色素绿叶中色素的提取和分离迅速、充分的研磨将研磨液
3、迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤。收集滤液,封口。1.提取绿叶中的色素绿叶中色素的提取和分离2.制备滤纸条在距离一端1cm处用铅笔画一条线作为参照物。剪去滤纸条一端的两角，防止层析液在滤纸条边缘扩散过快3.画滤液细线用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画，待滤液干燥再画23次。要求几次都对齐、细、直。保证色素带清晰不重叠绿叶中色素的提取和分离4.色素的分离（纸层析法）将滤纸条放入层析液，层析液不能没及滤液细线。1cm层析液层析液绿叶中色素的提取和分离5.实验结果绿叶中色素的提取和分离上上下下胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b（橙黄色）（橙黄色）（黄色）（黄色）（蓝绿色）（蓝绿
4、色）（黄绿色）（黄绿色）类胡萝卜素类胡萝卜素叶绿素叶绿素1.色素带的位置说明什么问题？色素带的位置说明什么问题？2.色素带的宽窄说明什么问题？色素带的宽窄说明什么问题？5.实验结果绿叶中色素的提取和分离注意事项总结：1.选材时应注意选择鲜嫩浓绿的叶片。使得滤液中色素量高2.研钵是要放入少许的二氧化硅和碳酸钙。研磨充分和保护叶绿素3.迅速充分地研磨防止挥发，充分溶解色素4.做滤纸条末端要剪去两脚防止层析液在滤纸条边缘扩散过快5.画滤液细线时应以细、直、齐。使得色素带平整不重叠6.层析时不要让滤液细线触及层析液。防止色素直接溶解在层析液中色素的吸收光谱与分布叶绿体中的色素叶绿体中的色素提取液提取液
5、红光区、蓝紫光区出现了暗带红光区、蓝紫光区出现了暗带四种色素对光的吸收四种色素对光的吸收色素的吸收光谱与分布叶绿素主要吸收叶绿素主要吸收_ 类胡萝卜素主要吸收类胡萝卜素主要吸收_蓝紫光蓝紫光蓝紫光、红光蓝紫光、红光绿光被吸收很少色素的吸收光谱与分布旁栏思考题：旁栏思考题：温室温室/大棚种植蔬菜大棚种植蔬菜/植物工厂，为什么不用绿色的光源？植物工厂，为什么不用绿色的光源？因为色素对绿光吸收最少因为色素对绿光吸收最少,仅利用绿光植物很难进行光合作用。仅利用绿光植物很难进行光合作用。影响色素合成的因素影响色素合成的因素n光照n温度n矿质元素n水n遗传因素影响色素合成的因素影响色素合成的因素1.光照光
6、照 光是叶绿体发育和叶绿素合成必不可少的条件。植物在缺光条件下影光是叶绿体发育和叶绿素合成必不可少的条件。植物在缺光条件下影响叶绿素形成而使叶子发黄的现象，称为响叶绿素形成而使叶子发黄的现象，称为黄化现象黄化现象。正常韭菜正常韭菜韭黄韭黄影响色素合成的因素2.温度温度 最适温度是最适温度是2030，最低温度约为，最低温度约为24，最高温度为，最高温度为40左右。左右。温度过高或过低均降低合成速率，加速叶绿素降解温度过高或过低均降低合成速率，加速叶绿素降解。秋天叶子变黄和早春寒潮过后秧苗变白等现象，都与低温抑制叶绿素秋天叶子变黄和早春寒潮过后秧苗变白等现象，都与低温抑制叶绿素形成有关。形成有关。
7、4.水（了解）水（了解）植物缺水会抑制叶绿素的生物合成，且与蛋白质合成受阻有关。严重缺植物缺水会抑制叶绿素的生物合成，且与蛋白质合成受阻有关。严重缺水时，水时，叶绿素的合成减慢，降解加速叶绿素的合成减慢，降解加速，所以干旱时叶片呈黄褐色。，所以干旱时叶片呈黄褐色。3.矿质元素：矿质元素：氮、镁氮、镁：叶绿素的组分；：叶绿素的组分；铁、铜、锰、锌：叶绿素酶促合成的辅因子。铁、铜、锰、锌：叶绿素酶促合成的辅因子。叶绿体的功能现象：现象：分析：分析：在在没有空气没有空气的的黑暗黑暗环境中，环境中，用用极细的光束极细的光束照射水绵照射水绵好氧细菌只集中在好氧细菌只集中在被光被光线照射的叶绿体线照射的叶
8、绿体附近。附近。光线光线照射部位照射部位进行光进行光合作用产生了合作用产生了氧气氧气。恩格尔曼的实验一恩格尔曼的实验一叶绿体的功能在在没有空气没有空气的的光亮光亮环境中环境中现象：现象：分析：分析：产生产生氧气氧气的部位是的部位是叶绿体叶绿体。好氧细菌集中在好氧细菌集中在叶绿体所有叶绿体所有受光受光部位。部位。结论：结论：氧气氧气是是叶绿体释放叶绿体释放出来的出来的叶绿体的功能在黑暗中，用极细光束照射完全暴露在光下水绵好氧性细菌带状叶绿体便于观察确定释放氧气多的部位排除氧气和光的干扰光多和光少对照进一步验证实验结果恩格尔曼实验的巧妙之处恩格尔曼实验的巧妙之处叶绿体的功能大量好氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，说明什么？说明光合作用主要吸收的是红光和蓝紫光。结合以上资料，你觉得叶绿体有什么功能？叶绿体吸收光能并释放氧气。叶绿体吸收光能并释放氧气。其内部结构如何与光合作用相适应呢？其内部结构如何与光合作用相适应呢？叶绿体的结构外膜内膜基粒基质吸收光能的四种色吸收光能的四种色素分布在类囊体膜素分布在类囊体膜上上。叶绿体内有如此多叶绿体内有如此多的的基粒和类囊体，基粒和类囊体，极大地扩极大地扩展了受光了受光面积面积。色素分布：色素分布：类囊体膜上类囊体膜上酶分布：酶分布：类囊体膜和叶绿体基质类囊体膜和叶绿体基质