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(共24张PPT)
第5章 细胞的能量供应和利用
第4节 捕获光能的色素和结构
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教学目标：
1：尝试提取和分离绿叶中的色素，简述绿叶中色素的功能及其特点。
2：清楚掌握叶绿素提取和分离的原理。
3：了解实验过程所用碳酸钠，二氧化硅，无水乙醇，层析液、尼龙布的用途以及作用原理。
在大自然中，植物的花、叶、果实、皮等往往呈现出各种各样的颜色，这与植物自身内部的天然色素有关。而不同植物合成适应自身特点的有机色素分子的能力各有差异，因此，不同的植物会表现出不同的体色及花色。那么，植物的这些有机色素分子都有哪些？它们对植物分别有什么作用？有什么研究价值和用途？今天我们一起来进行学习。
正常幼苗
正常幼苗与白化幼苗相比，白化幼苗因为无法制造养分，会在自身养分消耗殆尽以后就死掉。
白化幼苗
1.提取绿叶中的色素
实验一：绿叶中色素的提取与分离
提取原理：
实验用品及功能：
①无水乙醇：
②二氧化硅：
③碳酸钙：
④单层尼龙布：
绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中
实验步骤
1.取材：称取新鲜绿叶5克。
2.研磨：剪去较粗大叶脉，剪碎，放入研钵中，加入少数二氧化硅，碳酸钠，再加入5-10毫升无水乙醇，充分研磨。
实验步骤
3.过滤：漏斗基部放置单层尼龙布，将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中，进行过滤。
4.收集：用试管收集色素过滤以后的滤液，及时用棉塞将试管口塞紧。
2.分离绿叶中的色素
①.分离绿叶中的色素的方法：纸层析法
②.分离绿叶中的色素的原理：
不同色素在层析液中的溶解度存在差异。
溶解度高的色素，随层析液在滤纸上扩散速度快；
溶解度低的色素，随层析液在滤纸上扩散速度慢。
实验步骤
①.制备滤纸条
②.画滤液细线（可重复1-2次）
装置示意图
③.纸条尖端放入层析液中进行分离
绿叶中色素的提取和分离实验操作视频
探讨一：色素提取实验过程分析
1、 为什么要选新鲜绿色的幼嫩叶片
因为叶绿色含N﹑Mg，而老叶中这两种矿质元素很多已经分解转移，所以鲜绿色的幼叶中叶绿素的含量高，适合于实验.
2.为什么研磨时加无水乙醇或丙酮
3.为什么加入少许二氧化硅 能否用较坚硬河沙、小石子代替？
　在提取色素的过程中，要加人少许二氧化硅。原来是为了研磨得充分。二氧化硅就是石英沙子，研磨时可以增大强度，加快细胞和叶绿体的破裂，而使叶绿体中的色素释放出来。
因为色素是有机物，根据相似相溶性原理，无水乙醇或丙酮能溶解色素
　4、为什么加入少许碳酸钙
在提取色素的过程中，要加人少许碳酸钙。原来是为了防止在研磨时叶绿体中的色素受到破坏。叶绿体中的色素原本所处的环境具微碱性。在实验中，研磨会使细胞结构遭到破坏，细胞液中有机酸流出，酸性的细胞液就会接触到叶绿体中的色素，致使叶绿素的分子结构遭到破坏，使叶绿素失镁，呈黄褐色，如同我们看到到腌制的黄瓜会变色一样，而碳酸钙是强碱弱酸盐，碳酸钙在水中的溶解度很小，但还是有一部分得到溶解，中和细胞液的酸性，制造了一个弱碱环境，保护了色素
5.为什么用单层尼龙布过滤
在过滤时，漏斗基部放一块单层尼龙布，老教材中是用滤纸来过滤的。过滤的目的是去掉不需要的杂质如破碎的细胞、二氧化硅、碳酸钙等，相对而言，单层尼龙布可以让色素溶液更好地通过效果比滤纸要好。
1.为什么滤纸预先干燥处理
2.为什么滤液细线要直、细、匀
因为滤液细线只有画得细而直，才能使色素随层析液扩散的起点一致，这样使分离出的色素带平整不发生重叠.
探讨二：色素提取实验过程分析
这是因为干燥的滤纸，使层析液在滤纸上能快速扩散，所以预先干燥处理。
3.为什么滤液细线干燥后再画一两次
　这样可以分离到更多的色素，使分离出的色素带清晰分明。
4.为什么滤液细线不触及层析液
5.为什么滤液细线要直、细、匀
因为滤液细线只有画得细而直，才能使色素随层析液扩散的起点一致，这样使分离出的色素带平整不发生重叠.
探讨二：色素提取实验过程分析
这直接关系到实验的成败如否，如果发生了这种情况，实验一定是失败的.为什么滤液细线不触及层析液是为了防止色素直接溶解到层析液中，这样就彻底得不到色素带了
实验结果：
1.滤纸条上色素从上到下分布顺序代表什么？
实验结果分析：
2.色素带的宽带代表什么？
溶解度由高到低，溶解度高的扩散距离就远
色素的宽度越宽，代表该色素的含量就越多
3.色素带的颜色不同意味着什么？
不同色素吸收了不同波长的光
学科交叉：
光是一种电磁波，分为可见光和不可见光。可见光的波长是400-760 nm。不同波长的光，颜色不同。
叶绿素溶液
类胡萝卜素溶液
小探究：
叶绿素a和叶绿素b：主要吸收 ；
胡萝卜素和叶黄素：主要吸收 。
光合色素的吸收光谱
与生活的联系:结合色素的吸收光谱分析实际问题
.1.日常生活中的灯光能不能代替阳光照射到植物上呢？
是可以的。因为植物进行光合作用只是吸收了太阳光某一些波段，而这些波段在灯泡中发出来的灯光中也是含有的。
2.如果可以，大棚种植中，灯光选择什么颜色最有利于植物生长呢？
绿色植物进行光合作用主要吸收太阳光中红光和蓝紫光。所以，在我们生活中只要棚温室中的灯光调节为红光或者蓝紫光同样可以促进大棚植物进行光合作用制作有机物。
精练1：
1.(2023·辽宁沈阳高一期中)为研究光照强度对幼苗光合色素的影响，用纸层析法对正常光照和强光照条件下生长的植物叶片中的光合色素进行分离，结果如图所示(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述正确的是
A.色素Ⅳ在提取液中的溶解度最低
B.色素Ⅰ、Ⅱ主要吸收可见光中的蓝紫光和红光
C.强光照可提高类胡萝卜素含量，降低叶绿素含量
D.色素Ⅰ的颜色为橙黄色、色素Ⅳ的颜色为蓝绿色
√
精练2：
下列是两个同学进行“叶绿体色素提取和分离”实验的过程，请根据问题回答：（1）根据对教材的学习他们知道“叶绿体色素提取和分离”实验中，分离色素的原理是______ ．
（2）甲同学利用新鲜的菠菜绿色叶片进行“叶绿体色素提取和分离”实验，在滤纸上出现了四条清晰的色素带，其中呈黄绿色的色素带为______，色素带从上到下叶黄素排在第______条．
（3）甲同学改变层析液组成后继续进行实验，滤纸条上只出现了黄、绿两条色素带．他用刀片裁出带有色素带的滤纸条，用乙醚分别溶解条带上的色素，浓缩后用一光学分析仪器检测，通过分析色素溶液的______来判断条带的色素种类．（3）实验过程中，乙同学收集到的滤液绿色过浅，请你尝试分析其可能存在原因______ ．
利用各种色素在层析液中的溶解度的不同，随层析液在滤纸上扩散的速度不同而将其分离
叶绿素b
二
吸收光谱
未加石英砂，研磨不充分 或 一次加入大量的无水乙醇提取（或使用放置数天的菠菜叶）
课堂小结：
原理
过程
易溶于有机溶剂
取材→研磨→过滤→收集
在层析液中的溶解度不同，溶解度高的扩散速度快
制备滤纸条→画滤液细线→分离色素
叶绿素
类胡萝卜素
叶绿素b
叶黄素
提取
分离
基粒
内膜
色素
结果
叶绿素a
种类
3/4
1/4
胡萝卜素
叶绿素b
叶黄素
胡萝卜素
叶绿素a
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