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光合作用与能量转化
第五章 第4节 第1课时
回顾旧知
细胞呼吸的实质是什么？
C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 6 CO2+ 12 H2O +
能量
酶
？
光合作用
主要是绿色植物和蓝细菌
科学家们通过实验证明：只有绿叶的植物才能够利用光能进行光合作用，如果我们要获取得到较多的光合色素，我们应该选择什么样的实验材料呢
新鲜的绿叶(如菠菜的绿叶、麦苗等含较多色素的实验材料,但不宜选大白菜的叶)
绿叶中色素的提取和分离
绿叶中色素的提取和分离
实验原理
提取原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。
P98
分离原理：绿叶中的色素不止有一种，它们都能溶解在层析液（由20份在60~90℃下分馏出来的石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成）中，但不同的色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。这样，绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开。
“纸层析法”
任务一：看视频及P98页活动，回答下列问题
1.色素提取时所用试剂及作用？
2.过滤时用的实验用具是什么，为什么不用滤纸片？
4.层析液能否触及滤液细线，为什么？
3.滤纸条的制备有何注意事项，为什么？
5.分离后的色素有几种？有何差异？
绿叶中色素的提取和分离
实验步骤
01
03
02
04
05
提取绿叶中的色素
画滤液细线
制备滤纸条
分离叶绿体中的色素
观察与记录
绿叶中色素的提取和分离
1.色素提取时所用试剂及作用？
无水乙醇：
二氧化硅：
溶解色素
碳酸钙：
使研磨更加充分
保护色素免于被破坏（碳酸钙能中和液泡中的酸性物质)
尼龙布。滤纸片对色素具有吸附作用，若用其过滤，会导致收集到的滤液色素含量少
2.过滤时用的实验用具是什么，为什么不用滤纸片？
绿叶中色素的提取和分离
任务一：看视频及P98页活动，回答下列问题
4.层析液能否触及滤液细线，为什么？
3.滤纸条的制备有何注意事项，为什么？
预先干燥：使层析液在滤纸片上的扩散速度快
剪去两角：保证扩散起点一致，有利于得到整齐的色素带（因为水在滤纸片上呈弧形扩散，即两边快，中间慢）。
防止色素溶解在层析液中。
任务一：看视频及P98页活动，回答下列问题
绿叶中色素的提取和分离
观察与记录
①实验结果中有几条可见色素带，色素带的条数与什么有关？
②为什么色素带的宽窄不一样，与什么有关？
③为什么有的色素带高，有的色素带低，其高低与什么有关？
色素种类
色素含量
色素在层析液中的溶解度
绿叶中色素的提取和分离
类胡萝卜素（1/4）
橙色
叶绿素（3/4）
黄绿色
蓝绿色
黄色
绿叶中光合色素的种类
绿叶中色素的提取和分离
色素在层析液中的溶解度：
胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b
色素在绿叶中的含量：
叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素
绿叶中色素的提取和分离
阳光是由不同波长的光组合成的复合光，在穿过三棱镜时发生折射，不同波长的光会分散开，形成不同颜色（红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫）的光带,称为（可见）光谱。
可见光波长范围为400~760nm
光合色素的吸收光谱
太阳光的折射
在三棱镜与阳光之间，放置一色素提取液
吸收光谱上，在红光区和蓝紫光区有两个明显的吸收带（黑带），说明这两个区域色素吸收的光多，其它区域吸收的较少
400
500
600
700
波长/nm
叶绿体色素吸收光谱
叶
绿
素a
叶
绿
素
b
类胡萝卜素
吸光率
光合色素的吸收光谱
光合色素的吸收光谱
紫外区
蓝紫光区
红光区
红外区
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
为什么我们看到的叶绿体是绿色的？
光合色素吸收的可见光
色素
吸收可见的太阳光
叶绿素主要吸收红光和蓝紫光
类胡萝卜素主要吸收蓝紫光
叶绿素
类胡萝卜素
叶绿素a
叶绿素b
叶黄素
胡萝卜素
1/4
3/4
对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较小。
随堂测验
1.如图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，以下说法不正确的是
A.叶绿体中甲、乙、丙、丁四种色素都分布在类囊体薄膜_上
B.衰老叶片中甲、乙两种色素的含量显著减少
C.甲、乙、丙、丁四种色素均可溶于有机溶剂
D.丙、丁两种色素主要吸收红光和蓝紫光
随堂测验
2.某兴趣小组选择了新鲜菠菜的“绿叶”“嫩黄叶”,做绿叶中色素的提取和分离实验。色素层析结果如图,下面叙述正确的是
A.提取色素的原理是色素在层析液中溶解度不同
B.如果以“绿叶”为实验材料，实验中没加碳酸钙也可能出现和“嫩黄叶”相似的结果
C.如果将两组实验提取的色素放置在阳光和三棱镜之间，则吸收光谱最明显的差异出现在蓝紫光区域
D.甲为“嫩黄叶”乙为新鲜菠菜的“绿叶”
3.关于高等植物细胞内的色素的叙述中，错误的是( )
A.绿叶中叶绿素是类胡萝卜素的3倍，所以叶呈绿色
B.所有植物细胞内都含有四种色素
C.细胞内的叶绿体中的色素吸收光能用于光合作用
D.有的植物细胞的液泡内也含有一定量的色素
随堂测验
4.下列关于“叶绿素提取和分离”的实验描述中，不属于实验要求的是( )
A.提取高等植物叶绿体的色素
B.用纸层析法分离色素
C.了解各种色素的吸收光谱
D.验证叶绿体中所含色素的种类
随堂测验
1.叶片在春夏天是绿色的，到了秋天会变黄，为什么呢？
思考题
由于叶绿素的含量大大超过类胡萝卜素，则使类胡萝卜素的颜色被掩盖，而显示出叶绿素的绿色。
到了秋天，温度下降，叶绿素比类胡萝卜素易受低温的破坏，大量的叶绿素在低温条件下被破坏，且低温抑制叶绿素合成酶的活性，而使叶片中类胡萝卜素的含量远于叶绿素，进而呈现类胡萝卜素的黄色。
由于花青素的含量增多，而花青素在不同的PH值下会呈现不同的颜色：
ＰＨ7~ＰＨ8时，呈淡紫色；
ＰＨ＜3时，呈红色；
ＰＨ＞11时，呈蓝色。
思考题
2.为什么有些植物，例如枫树的树叶到了秋天会呈现红色呢？
叶绿体的结构适于进行光合作用
绿叶
叶片中的叶肉细胞
叶肉细胞
叶绿体
亚显微结构模式图
组成类囊体的膜称为光合膜
叶绿素及其他光合色素存在于光合膜上
无色透明
P100
光合色素
叶绿体的结构适于进行光合作用
叶绿体除吸收光能外，还有什么功能？
恩格尔曼实验
水绵是多细胞丝状结构的真核生物，叶绿体呈螺旋带状分布。
恩格尔曼实验（一）
实验组 实验方法及现象 实验结论
将载有水绵和好氧细菌的临时装片放在无氧气的小室内，黑暗条件下用极细的光束照射水棉 。 细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中 叶绿体能够吸收光能用于光合放氧。
将载有水绵和好氧细菌的临时装片放在完全曝光且无氧气的小室内。 细菌则分布在叶绿体所有受光的部位。 叶绿体是进行光合作用的场所。
实验①
实验②
用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。
结论：叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧，是光合作用的场所。
光的波长（nm）
恩格尔曼实验（二）
组成类囊体的膜称为光合膜
叶绿素及其他光合色素存在于光合膜上
类囊体膜上还含有许多进行光合作用所必须的酶
P101
酶
光合色素
叶绿体的结构适于进行光合作用
光合作用能在叶绿体中进行的原因：
①含有光合作用的酶系，这些酶分布在叶绿体基质中和类囊体薄膜上
②类囊体的薄膜上具有吸收转化光能的色素
光合色素能够捕获光能，并将光能转化为化学能
色素 酶
类囊体
光合作用的重要场所——叶绿体
海洋中的藻类，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻、红藻，它们在海水中的垂直分布大致依次是浅、中、深。这种现象是如何造成的？
教材深挖：新教材P一101，拓展应用1
藻类 色素种类 含量最多的色素
绿藻 叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素 叶绿素
主要吸收红光和蓝紫光，
反射绿光
褐藻 叶绿素a、叶绿素c、胡萝卜素、6种叶黄素 某种叶黄素
主要吸收绿光蓝紫光，
反射红黄光
红藻 叶绿素a、叶绿素d、胡萝卜素、叶黄素、 藻红素、藻蓝素 藻红素
主要吸收蓝紫光,
反射红光
扩展：藻类都必须含有的光合色素是叶绿素a,因为叶绿色a是转化光能的色素。其他色素主要是吸收和传递光能。
教材深挖：新教材P一101，拓展应用1
藻类 含量最多的色素 水层及主要存在的光
绿藻 叶绿素 主要吸收红光和蓝紫光， 反射绿光 浅水层：存在红光和蓝紫光。
褐藻 某种叶黄素 主要吸收绿光和蓝紫光， 反射红黄光 中水层：存在绿光、蓝紫光
红藻 藻红素 主要吸收蓝紫光, 反射红光 深水层：存在蓝紫光
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褐藻分布于海水中层，吸收蓝紫光较多的红藻分布于海水的深层。
教材深挖：新教材P一101，拓展应用1
藻类 含量最多的色素 水层及主要存在的光
绿藻 叶绿素 主要吸收红光和蓝紫光， 反射绿光 浅水层：存在红光和蓝紫光。
褐藻 某种叶黄素 主要吸收绿光和蓝紫光， 反射红黄光 中水层：存在绿光、蓝紫光
红藻 藻红素 主要吸收蓝紫光, 反射红光 深水层：存在蓝紫光
海洋中的藻类垂直分布是海洋群落垂直结构的体现，有效的避免的竞争，充分利用了光能。
教材深挖：新教材P一101，拓展应用1

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