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叶子概念车
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。
5.4 光合作用和能量转化
一、 捕获光能的色素和结构
玉米中有时会出现白化苗，由于白化苗叶片中不含绿色色素，所以白化苗由于不能进行光合作用，待种子中的营养成分消耗完后就会死亡。
白化苗和正常苗
可见，叶片中的色素可能与光能的捕获有关
叶片中含有哪些色素？作用是什么？怎样提取这些色素呢？
证明：光合作用需要色素，有色素才能将光能转化为化学能
1.实验原理
（1）提取色素:绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂_______________中。
（2）分离色素:各种色素在___________中的__________不同,溶解度高的随层析液在滤纸条上的_____________,反之则慢。
无水乙醇
层析液
溶解度
扩散更快
2.实验目的
（1）进行绿叶中色素的提取和分离
（2）探究绿叶中含有几种色素
一、捕获光能的色素
探究实验：绿叶中色素的提取和分离
3.材料用具
新鲜的绿叶 （如菠菜的绿叶）
无水乙醇：
层析液：
二氧化硅：
碳酸钙：
溶解、提取色素
分离色素
有助于研磨得充分
防止研磨中色素被破坏
（色素含量高）
（可用体积分数95%的乙醇＋无水碳酸钠代替）
（由石油醚+丙酮+苯组成）
4.实验步骤
称取5 g菠菜叶，剪去主叶脉，剪碎，放入研钵中
加少许的二氧化硅、碳酸钙 与10 ml无水乙醇，迅速充分研磨
将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中(单层尼龙布)进行过滤
将滤液收集到试管中，用棉塞将试管口塞严
（1）提取绿叶的色素
提取方法：过滤法
（减少乙醇挥发和色素氧化）
（减少乙醇挥发充分溶解色素）
不用滤纸、纱布，因色素会吸附在上面
使层析液在滤纸上快速扩散
防止层析液在边缘扩散过快而致色素带不整齐
水性笔墨的色素也能随层析液扩散，污染从绿叶中提取的色素
细、直、匀：使分离的色素带平整不重叠
积累更多色素，使分离出的色素带清晰
（2）制备
滤纸条
（3）画滤
液细线
1cm
★要求：细、直、匀 ；重复几次
层析液
（4）分离绿叶中的色素
分离方法：纸层析法
原理：溶解度高的色素随层析液在滤纸上_____________;反之，则慢。
扩散得快
将滤纸条有滤液细线的一端插入__________。
层析液
（1）为何滤液细线不能触及层析液？
防止色素溶解在层析液而不能在滤纸上扩散
（2）为何要盖上培养皿？
防止层析液挥发，因其易挥发且有毒
分离绿叶中的色素效果图
（橙黄色）
（黄色）
（蓝绿色）
（黄绿色）
叶绿素a
叶绿素b
胡萝卜素
叶黄素
1、色素带位置不同说明什么？
2、色素带宽窄不同说明什么？
含量不同
溶解度不同
5.实验结果
实验异常现象的原因分析
1.若色素提取液颜色过浅，可能原因有：
①未选择新鲜、浓绿色的叶片，或称取绿叶过少，色素含量少；
②加入的无水乙醇过多，色素溶液浓度小；
③未加碳酸钙或加入过少，叶绿素部分被破坏；
④未加SiO2致研磨不充分，或研磨太慢使乙醇挥发，色素未能充分提取。
2.若分离得到的色素带颜色较浅，可能原因有：
⑤画滤液细线的次数太少，滤纸条上的色素含量少；
⑥层析时，部分滤液细线已触及层析液。
同以上4点
提取液
色素带
提示：可从材料选取、药品加入、实验操作等方面分析
3.若滤纸上色素带重叠：
滤纸未干燥处理,滤液细线没达细直匀的要求。
色素溶液
测定色素对不同波长光的吸收情况，而色素颜色由其反射的光所决定。
实验结论：叶绿素主要吸收蓝紫光和红光；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
400
500
600
700
叶
绿
素
a
叶
绿
素
b
类胡萝卜素
思考：4种不同色素对光的吸收有什么差别呢？
吸
收
光
能
的
百
分
比
波长/nm
树叶为什么是绿色？
叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来。
绿叶中光合色素的种类
叶绿素
（含量约占3/4）
叶绿素a（蓝绿色）
叶绿素b（黄绿色）
类胡萝卜素（含量约占1/4）
胡萝卜素（橙黄色）
叶黄素 （黄色）
（主要吸收：蓝紫光）
（主要吸收：蓝紫光和红光）
胡
黄
a
b
光合色素的功能：吸收、传递和转化光能
总结：光合色素的种类、功能
1.某同学得到叶绿体色素溶液后，取一圆形滤纸，在滤纸中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，色素随层析液扩散得到如图结果，则1、2、3、4四条色素带依次表示
A.胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b
B.叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b
C.叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素
D.叶绿素b、叶绿素a、胡萝卜素、叶黄素
A
【随堂应用】
分析：为什么植物春夏叶子翠绿 而深秋则叶片金黄呢？
由于叶绿素的含量大大超过类胡萝卜素，而使类胡罗卜素的颜色被掩盖，只显示出叶绿素的绿色
低温使叶绿素大量破坏，而使类胡萝卜素的颜色显示出来
变红是因为低温使叶绿素大量破坏，树叶中生成花青素。
二、叶绿体的结构适于进行光合作用
（1）叶绿体的形态(光镜下)
一般呈扁平的椭球形或球形。
（2）叶绿体的结构(电镜下)
基粒
叶绿体基质
类囊体
外膜
内膜
①吸收光能的色素分布在 上。
②叶绿体内有众多的基粒和类囊体，作用是
。
类囊体薄膜
极大地扩展了受光面积，提供了酶附着位点
无空气的黑暗环境，极细光束照射
暴露在光下
资料1：[德]恩格尔曼第一个实验
叶绿体的功能
第一组
第二组
现象：需氧细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中。
处理：
需氧细菌分布在叶绿体所有受光的部位。
结论：氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。
该实验中是如何形成对照的？
排除O2和光的干扰
极细光照射与不照光、
黑暗与完全曝光形成对照
分析：这一巧妙的实验说明了什么？
叶绿体主要吸收红光与蓝紫光用于光合作用放出O2。
恩格尔曼第二个实验
叶绿体是进行光合作用的场所。
处理：用三棱镜的光照射水绵临时装片
现象：需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域
2、恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？
思考·讨论
（1）选材：实验材料选择水绵和需氧细菌，
①水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察，
②用需氧细菌可确定释放氧气多的部位；
（2）设计：①没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰；
②用极细的光束照射，叶绿体上有光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验；
③进行黑暗(局部光照)和曝光对比实验，从而明确实验结果完全是光照引起的；
④临时装片暴露在光下的实验再一次验证了实验结果，等等。
(1)结构
外表：①_______
内部
②_____
③______：由_________堆叠而成
↓决定
(2)功能：进行____________的场所。
双层膜
基质
基粒
类囊体
光合作用
(3)物质基础
在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的_________。
在_____________上和____ __________中，还有许多进行光合作用所必需的酶。
色素分子
类囊体膜
叶绿体基质
总结：叶绿体的结构适于进行光合作用
(蓝绿色）
（黄绿色）
（黄色）
（橙黄色）
光合色素功能：吸收、传递、转化光能
主要吸收红光和蓝紫光
主要吸收蓝紫光
课堂总结

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