1、第第五五章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用第第5.4.15.4.1节节捕获光能的色素和结构捕获光能的色素和结构学习目标说出叶绿体中色素的种类和作用说出叶绿体的结构和功能。了解提取和分离叶绿体中色素的基本方法。课堂导入1p靠人工光源生产蔬菜有什么好处？想一想，议一议避免外界环境影响光合作用可根据植物生长情况调节光源，以提高农产品产量：二氧化碳浓度，营养液成分和温度是影响植物生长的重要外界条件。p为什么要控制二氧化碳浓度，营养液成分和温度等条件？课堂导入p生命活动的最终能量来源为太阳能p光合作用(photosynthesis)是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。（p97）p植物捕获光
2、能要依靠特定的物质和结构。一、捕获光能的色素和结构p叶片是进行光合作用的主要器官；p绿色的色素是绿色植物呈现绿色的原因；p白化苗（叶片中不含绿色色素）白化苗不能进白化苗不能进行光合作用，行光合作用，无法制造有机无法制造有机养料。养料。正常幼苗能进行正常幼苗能进行光合作用制造有光合作用制造有机养料。机养料。一、捕获光能的色素和结构p叶片是进行光合作用的主要器官；p绿色的色素是绿色植物呈现绿色的原因；p白化苗（叶片中不含绿色色素）p叶片中的色素可能与光能的捕获有关。提取：提取：绿叶中的绿叶中的色素都能溶解于色素都能溶解于有机溶剂有机溶剂无水乙醇无水乙醇中。中。分离：分离：分离方法：分离方法：纸层析
3、法纸层析法方法步骤：方法步骤：见教材见教材 P98-99P98-99绿叶中的绿叶中的色素色素不只有一种，它们都能不只有一种，它们都能溶解在层析液中溶解在层析液中，但，但不同的不同的色素溶解度不同色素溶解度不同。这样，绿叶中的色素就随着层析液在滤纸上的扩散而分开。这样，绿叶中的色素就随着层析液在滤纸上的扩散而分开。探究探究实践实践绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离1.1.提取绿叶中的色素称取5g5g的绿叶，剪碎，放入研钵中。放入少许二氧化硅和碳酸钙 再放入10 mL10 mL无水乙醇碳酸钙可防止研磨中色素被破坏二氧化硅有助于研磨得充分，防止无水乙醇挥发迅速、充分地研磨叶绿体能够被充分破
4、坏，使得色素能充分被释放出来将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤。用单层尼龙布过滤，过滤叶脉及二氧化硅等并且不吸附色素。收集滤液, ,封口。盛放滤液的试管用橡胶塞塞紧，防止无水乙醇的挥发剪碎CaCO3 SiO2 无水乙醇，研磨过滤I I. .提取绿叶中的色素问题：问题：研磨时加入研磨时加入SiO2 、CaCO3、和无水乙醇的、和无水乙醇的作用分别是什么？作用分别是什么？碳酸钙可防止研磨中色素被破坏二氧化硅有助于研磨得充分溶解色素. .绿叶中色素的分离制备滤纸条画滤液细线纸层析问题：问题：1.1. 画滤液细线的要点是什么？画滤液细线的要点是什么？2.2. 为什么层析液不能浸没滤液细线？为什么层析液
5、不能浸没滤液细线？要求：细、直、齐 ；重复2323次防止色素溶解在层析液中，无法分离4.4.结果分析结果分析（蓝绿色（蓝绿色) )（黄绿色）（黄绿色）（橙黄色）（橙黄色）（黄（黄 色）色）色素种类颜色含量溶解度 扩散速度胡萝卜素橙黄色最少最高最快叶黄素黄色较少较高较快叶绿素a蓝绿色最多较低较慢叶绿素b黄绿色较多最低最慢实验结果实验结果 如果如果在圆形滤纸的中央点开始，对叶绿体的色素进行层析，在圆形滤纸的中央点开始，对叶绿体的色素进行层析，会看到什么现象？会看到什么现象？会出现四个会出现四个同心圆的色素带同心圆的色素带，从外往里从外往里依次为：依次为：胡萝卜素胡萝卜素( (橙黄橙黄色色) )、叶
6、黄素、叶黄素( (黄色黄色) )、叶绿素、叶绿素a( a(蓝绿色蓝绿色) )、叶绿素叶绿素b b( (黄绿色黄绿色) )。 阳光是由不同波长的光组成组合成的复合光，在穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带，称为光谱。6.色素的吸收光谱光谱三棱镜这4种色素吸收的光波长有差别，但是都可以用于光合作用。分别让不同颜色的光照射色素溶液就可以得到色素溶液的吸收光谱。实验结果表明：叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光特别注意：因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片才呈现绿色。 1、温室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜或补充光源？选
7、选无色透明的塑料薄膜；无色透明的塑料薄膜；大棚内照明灯在大棚内照明灯在功率相同的情况功率相同的情况下，最下，最好选好选蓝紫光和红光蓝紫光和红光。2、叶片呈现绿色的原因绿叶中的色素绿叶中的色素对绿光吸收最少对绿光吸收最少，绿光反射进入眼睛的量最多，所，绿光反射进入眼睛的量最多，所以叶片看起来是绿色的。以叶片看起来是绿色的。3、秋季为什么变黄了？秋季温度降低，叶绿素分子在低温下被破坏，而类胡萝卜素较稳秋季温度降低，叶绿素分子在低温下被破坏，而类胡萝卜素较稳定，所以显出类胡萝卜素的颜色。定，所以显出类胡萝卜素的颜色。一、捕获光能的色素和结构（二）叶绿体的结构适于进行光合作用p电子显微镜下，叶绿体由双
8、层膜包被，内含许多基粒（由类囊体堆叠而成），基粒和基粒之间充满基质；p吸收光能的色素分布在类囊体薄膜上。叶绿体内由众多的基粒和类囊体，极大地扩展了受光面积；一、捕获光能的色素和结构（三）叶绿体的功能恩格尔曼的实验一恩格尔曼的实验二问题：1.恩格尔曼第一个实验的结论是什么？2. 恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？氧气是叶绿体释放的叶绿体是绿色植物进行光合作用的主要场所。 水绵：叶绿体呈螺旋或带状，便于观察； 好氧细菌：可确定释放氧气的部位； 没有空气的黑暗环境：排除氧气和光的干扰； 极细的光束：叶绿体上有光和无光部位形成对照试验 装片暴露阳光下：再次验证试验结果。恩格尔曼的实验一恩格尔曼
9、的实验二一、捕获光能的色素和结构（三）叶绿体的功能3.在第二个实验中，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，为什么？4. 你认为叶绿体有什么功能？水绵叶绿体的光合色素主要吸收红光和蓝紫光在此波长照射下，叶绿体会释放氧气光合作用的场所可以吸收特定波长的光一、捕获光能的色素和结构（三）叶绿体的功能（逻辑分析）叶绿体是光合作用的场所叶绿体能吸收光能用于光合作用释放氧气恩格尔曼的实验其他实验证据（如有机物的合成部位在叶绿体）不能说明说明说明1954年科学家才确认叶绿体是光合作用的场所一、捕获光能的色素和结构（二）叶绿体的结构适于进行光合作用p巨大的膜表面（类囊体膜）上，分布着许多吸收光能的色素分子；p在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。这是叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础。一、捕获光能的色素和结构（四）练习与运用3.海洋中的藻类,习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布大致依次是浅、中、深。这种现象与光能的捕获有关吗? 不同颜色的藻类吸收不同波长的光。 藻类本身的颜色是反射出来的光所形成的，即红藻反射出红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄色的光。 水对红、橙光的吸收比对蓝、绿光的吸收要多，即到达深水层的光线是短波长的光。 因此，吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方。
