1、第五章第第五章第4 4节节光合作用与能量转化光合作用与能量转化糖类等有机物中的化学能主要糖类等有机物中的化学能主要来源于？来源于？生命活动所需能量来源于？生命活动所需能量来源于？ATPATP中的化学能来源于？中的化学能来源于？光合作用的能量来源于？光合作用的能量来源于？谁来吸收光能吗？谁来吸收光能吗？p 捕获光能的色素和结构捕获光能的色素和结构白化苗白化苗正常苗正常苗白化苗由于不能形成叶绿素，无白化苗由于不能形成叶绿素，无法进行光合作用，待种子中贮存法进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。的养分耗尽就会死亡。夏天的银杏和秋天的银杏植物叶片在不同时期颜色不同，这植物叶片在不同时期颜色不同
2、，这与叶片中的色素有关，那植物叶片与叶片中的色素有关，那植物叶片中到底含有哪些色素？中到底含有哪些色素？p 捕获光能的色素和结构捕获光能的色素和结构 叶子概念车是一款能够充分利用太阳能、风能以及空气中的二氧化碳从而产生电能驱动的新能源汽车。车顶的大叶子是一个光电转化器，能把太阳能转化为电能。实验原理：实验原理：1、绿叶中色素的、绿叶中色素的提取提取（溶解法）（溶解法）：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙无水乙醇醇中。中。2、绿叶中色素的、绿叶中色素的分离分离（纸层析法，层析介质为滤纸）纸层析法，层析介质为滤纸）：绿叶中的色素都能溶：绿叶中的色素都能溶解在解在层
3、析液层析液中，不同的色素溶解度不同，溶解度越高的色素随层析液在滤中，不同的色素溶解度不同，溶解度越高的色素随层析液在滤纸上扩散速度越快；反之则慢。这样，绿叶中的色素就在扩散过程中分开。纸上扩散速度越快；反之则慢。这样，绿叶中的色素就在扩散过程中分开。绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离探究探究实践实践方法步骤：方法步骤：称取称取5g5g左右的鲜叶，剪碎，左右的鲜叶，剪碎，放入研钵中。加少许的放入研钵中。加少许的二氧化硅二氧化硅（有助于研磨得充分）（有助于研磨得充分）和和碳酸钙碳酸钙(防止研磨中色素被破坏防止研磨中色素被破坏)与与10ml10ml无水乙醇无水乙醇。在研钵中迅速、充分。在研
4、钵中迅速、充分地研磨。将研磨液进行过滤地研磨。将研磨液进行过滤（单（单层尼龙布）层尼龙布），及时用棉塞将试管，及时用棉塞将试管口塞严口塞严。1 1、提取绿叶中的色素、提取绿叶中的色素2 2、制备滤纸条、制备滤纸条将干燥的定性滤纸剪成宽将干燥的定性滤纸剪成宽度略小于试管直径、长度略小度略小于试管直径、长度略小于试管长度的滤纸条，再将滤于试管长度的滤纸条，再将滤纸条纸条一端剪去两角一端剪去两角（剪角的目（剪角的目的：防止两侧色素扩散快，色的：防止两侧色素扩散快，色素带不整齐。），并在距这一素带不整齐。），并在距这一端底部端底部1cm1cm处用处用铅笔铅笔画一条细画一条细的横线。的横线。3 3、画滤
5、液细线、画滤液细线用毛细吸管吸取用毛细吸管吸取少量滤液，少量滤液，沿铅笔线沿铅笔线均匀均匀地画出一条地画出一条细细线。线。待滤液干后，再重画待滤液干后，再重画一到两次（目的：增一到两次（目的：增加滤液细线中色素的加滤液细线中色素的含量）含量）。要求：要求：细直齐细直齐 干燥后重复干燥后重复1212次次防止色素带重叠而影响分离效果防止色素带重叠而影响分离效果 积累更多的色素积累更多的色素4 4、分离绿叶中的色素、分离绿叶中的色素取适量的层析液倒入小烧杯中，将滤纸条取适量的层析液倒入小烧杯中，将滤纸条(有滤液细线的有滤液细线的一端朝下一端朝下)轻轻插入层析液中（滤液细线不能触及层析液，轻轻插入层析
6、液中（滤液细线不能触及层析液，以防止色素溶解于层析液中而无法分离），随后用培养以防止色素溶解于层析液中而无法分离），随后用培养皿皿盖盖住小烧杯，防止层析液挥发。住小烧杯，防止层析液挥发。p 绿叶中色素的提取与分离绿叶中色素的提取与分离5、观察与记录黄绿色蓝绿色黄色橙黄色结果分析结果分析从色素带的位置可知各种色素在层析液中从色素带的位置可知各种色素在层析液中溶解度的高低依次是：溶解度的高低依次是：胡萝卜素叶黄素叶绿素胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素叶绿素b。从色素带的宽度可知各种色素的含量一般从色素带的宽度可知各种色素的含量一般是：是：叶绿素叶绿素a 叶绿素叶绿素b 叶黄素胡萝卜素。叶黄素胡萝卜素。
7、绿叶中的色素的种类蓝绿色橙黄色黄色黄绿色1/43/4主要吸收主要吸收蓝紫光蓝紫光主要吸收主要吸收蓝紫光和蓝紫光和红光红光1.实验中加入药品及其作用SiO2使研磨充分CaCO3 防止色素破坏无水乙醇提取色素层析液分离色素2.实验小组得到的色素提取液颜色过浅，可能的原因有哪些？绿叶不新鲜，色素被分解；研磨不充分，色素未能充分提取出来；称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小；未加碳酸钙或加入过少，部分色素分子被破坏等。叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光p 捕获光能的色素捕获光能的色素p 捕获光能的色素捕获光能的色素吸收光谱吸收光谱 实验表明：实验表明：叶片中
8、的色素会吸收特定波长范围的光。叶绿素叶绿素a和和b在蓝紫光和红光部分都有很高的吸收峰，而在蓝紫光和红光部分都有很高的吸收峰，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。思考：思考：1.1.细胞哪些结构含有色素？细胞哪些结构含有色素？2.2.叶片为什么往往是绿色的呢？叶片为什么往往是绿色的呢？3.3.为什么有些植物的叶片在不同时期颜色不同呢？为什么有些植物的叶片在不同时期颜色不同呢？4.4.根据不同色素对不同波长的光的吸收不同的特点，想一想温室或根据不同色素对不同波长的光的吸收不同的特点，想一想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？大棚种植蔬菜时，应选择什么颜
9、色的玻璃、塑料薄膜或补充光源？液泡：花青素；叶绿体：多种光合色素。只有叶绿体中的色素可以捕获光能。叶片之所以呈现绿色，是因为叶绿体中的色素对绿光吸收最少，绿光被反射了出来。叶绿素的合成需要光照和适宜的温度，秋季温度降低，光照强度变弱，再加上叶片自身衰老的原因，叶绿素逐渐被破坏，而类胡萝卜素较稳定，类胡萝卜素的颜色便显现了出来。白色或无色。叶绿体色素具有叶绿体色素具有吸收吸收光能、光能、传递传递光能、光能、转化转化光能的作用光能的作用实验中，色素滤液在透射光下和叶片一样因绿光未被吸收而呈绿色，然而色素滤液反射出的光线却不同于叶片的反射，呈现出暗红色。这是因为离体的色素无法将吸收的光能用于光合作用
10、，只能把光能重新释放出来，发出荧光。在此过程中由于能量的损失，色素溶液发出光的波长长于吸收光的波长，故呈暗红色。这也说明，只有在完整的结构中，叶绿体中的色素才能够吸收光能，驱动光合作用的发生。p 捕获光能的色素捕获光能的色素根据不同色素对不同波长的光的吸收不同的特点，想一想温室或大棚种植蔬菜时，根据不同色素对不同波长的光的吸收不同的特点，想一想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？应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜或补充光源？p 叶绿体的结构适于进行光合作用叶绿体的结构适于进行光合作用绿叶绿叶叶绿体叶绿体基粒基粒基质基质类囊体类囊体外膜外膜内膜内膜光镜下光镜下电镜下电镜下
11、外膜外膜内膜内膜基粒基粒基质基质吸收光能的四种吸收光能的四种色素分布在类囊色素分布在类囊体的薄膜上体的薄膜上。叶绿体内有如叶绿体内有如此多的此多的基粒和基粒和类囊体，极大类囊体，极大地扩地扩展了受光了受光面积面积。色素分布：色素分布：类囊体薄膜上类囊体薄膜上酶分布：酶分布：类囊体薄膜和叶绿体基质类囊体薄膜和叶绿体基质现象：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
12、尔曼的实验一p 叶绿体的功能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恩格尔曼实验的巧妙之处恩格尔曼实验的巧妙之处（1）实验材料选得妙：用水绵作为实验材料。水绵不仅具有细而长的带状叶绿体，而且叶绿体螺旋状地分
13、布在细胞中，便于观察和分析研究。（2）排除干扰的方法妙：实验成功的关键之一在于控制无关变量和减少额外变量，恩格尔曼将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了环境中光线和氧的影响，从而确保实验能够正常进行。（3）观测指标设计得妙：通过好氧细菌的分布进行检测，从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位。（4）实验对照设计得妙：进行局部光照（用极细的光束照射，叶绿体上可分为光照多和光照少光照多和光照少的部位，也相当于一组对照实验。）和完全曝光的对照实验，从而说明实验结果不同是由光照条件不同引起的。现象：现象：用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的需
14、氧细菌聚集在的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光红光和蓝紫光区域区域。结论：结论：叶绿体中的色素叶绿体中的色素主要主要通过通过吸收红光和蓝紫光吸收红光和蓝紫光来进来进行光合作用。行光合作用。叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所蓝紫光蓝紫光红光恩格尔曼的实验二恩格尔曼的实验二 叶绿体是进行光合作用的场所，它内部的巨叶绿体是进行光合作用的场所，它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。子，还有许多进行光合作用所必需的酶。叶叶绿绿体体含光合色素含光合色素所以说叶绿体是进行光合作用的结构基础。所以说叶绿体是进行光合作用的结构
15、基础。位于基粒类囊体上位于基粒类囊体上含光合酶含光合酶位于基粒上位于基粒上（少量）（少量）位于基质中位于基质中（大量）（大量）总结总结绿藻褐藻红藻不同波长的光穿透深度不同藻类的吸收光谱不同颜色的藻类吸收不同波长的光。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不同深度藻类只能吸收照射到该深度的光线，其他的都反射，即我们看到的颜色。叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素叶绿素叶绿素a(蓝绿色蓝绿色)叶绿素叶绿素b（黄绿色）（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶黄素（黄色）（吸收红光和（吸收红光和蓝紫光）蓝紫光）（吸收蓝紫光）（吸收蓝紫光）含量约占含量约占3/4含量约占含量约占1/4叶绿体是进行光合作用的场所，它内部的巨大膜表面叶绿体是进行光合作用的场所，它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。进行光合作用所必需的酶。光合作用的色素光合作用的色素课堂小结课堂小结
