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细胞的能量供应和利用
5.4 光合作用与能量转化
（一）捕获光能的色素和结构
新课导入
玉米中有时会出现白化苗。白化苗由于不能进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。
捕获光能的色素
参与光合作用的色素是否都是绿色的？
树叶中的色素究竟有几种？
各种色素在绿叶中的含量是否相同呢？
绿叶中色素的提取和分离
一、原理
1.提取原理
2.分离原理
绿叶中的色素不只一种，它们都能溶解在层析液中。然而它们在层析液中的溶解度不同：溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。这样，几分钟后，绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开。
绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中。
绿叶中色素的提取和分离
②加入少许SiO2和碳酸钙再放入无水乙醇
SiO2
CaCO3
无水酒精
—— 使研磨充分
—— 保护叶绿素
—— 溶解色素
①称取5g的新鲜绿叶，剪碎，放入研钵中。
1. 提取绿叶中的色素
绿叶中色素的提取和分离
③迅速、充分的研磨
④将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤。
⑤收集滤液,封口。
1. 提取绿叶中的色素
绿叶中色素的提取和分离
2. 制备滤纸条
在距离一端1cm处用铅
笔画一条线作为参照物。
剪去滤纸条一端的两角，
防止层析液在滤纸条边缘扩散过快
3. 画滤液细线
用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画，待滤液干燥再画2—3次。要求几次都对齐、细、直。
保证色素带清晰不重叠
绿叶中色素的提取和分离
4. 色素的分离（纸层析法）
将滤纸条放入层析液，层析液不能没及滤液细线。
1cm
层析液
绿叶中色素的提取和分离
5. 实验结果
绿叶中色素的提取和分离
上
下
胡萝卜素
叶黄素
叶绿素a
叶绿素b
（橙黄色）
（黄色）
（蓝绿色）
（黄绿色）
类胡萝卜素
叶绿素
1.色素带的位置说明什么问题？
2.色素带的宽窄说明什么问题？
5. 实验结果
绿叶中色素的提取和分离
注意事项总结：
1. 选材时应注意选择鲜嫩浓绿的叶片。
使得滤液中色素量高
2. 研钵是要放入少许的二氧化硅和碳酸钙。
研磨充分和保护叶绿素
3. 迅速充分地研磨
防止挥发，充分溶解色素
4. 做滤纸条末端要剪去两脚
防止层析液在滤纸条边缘扩散过快
5. 画滤液细线时应以细、直、齐。
使得色素带平整不重叠
6. 层析时不要让滤液细线触及层析液。
防止色素直接溶解在层析液中
色素的吸收光谱与分布
叶绿体中的色素提取液
红光区、蓝紫光区出现了暗带
四种色素对光的吸收
色素的吸收光谱与分布
叶绿素主要吸收___________ 类胡萝卜素主要吸收________
蓝紫光
蓝紫光、红光
绿光被吸收很少
色素的吸收光谱与分布
旁栏思考题：温室/大棚种植蔬菜/植物工厂，为什么不用绿色的光源？
因为色素对绿光吸收最少,仅利用绿光植物很难进行光合作用。
影响色素合成的因素
影响色素合成的因素
光照
温度
矿质元素
水
遗传因素
影响色素合成的因素
影响色素合成的因素
1. 光照
光是叶绿体发育和叶绿素合成必不可少的条件。植物在缺光条件下影响叶绿素形成而使叶子发黄的现象，称为黄化现象。
正常韭菜
韭黄
影响色素合成的因素
2. 温度
最适温度是20~30℃，最低温度约为2~4℃，最高温度为40℃左右。
温度过高或过低均降低合成速率，加速叶绿素降解。
秋天叶子变黄和早春寒潮过后秧苗变白等现象，都与低温抑制叶绿素形成有关。
4.水（了解）
植物缺水会抑制叶绿素的生物合成，且与蛋白质合成受阻有关。严重缺水时，叶绿素的合成减慢，降解加速，所以干旱时叶片呈黄褐色。
3. 矿质元素：氮、镁：叶绿素的组分；
铁、铜、锰、锌：叶绿素酶促合成的辅因子。
叶绿体的功能
现象：
分析：
在没有空气的黑暗环境中，用极细的光束照射水绵
好氧细菌只集中在被光线照射的叶绿体附近。
光线照射部位进行光合作用产生了氧气。
恩格尔曼的实验一
叶绿体的功能
在没有空气的光亮环境中
现象：
分析：
产生氧气的部位是叶绿体。
好氧细菌集中在叶绿体所有受光部位。
结论：
氧气是叶绿体释放出来的
叶绿体的功能
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
叶绿体的功能
大量好氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，说明什么？
说明光合作用主要吸收的是红光和蓝紫光。
结合以上资料，你觉得叶绿体有什么功能？
叶绿体吸收光能并释放氧气。
其内部结构如何与光合作用相适应呢？
叶绿体的结构
外膜
内膜
基粒
基质
吸收光能的四种色素分布在类囊体膜上。
叶绿体内有如此多的基粒和类囊体，极大地扩展了受光面积。
色素分布：
类囊体膜上
酶分布：
类囊体膜和叶绿体基质

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