资源简介

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一 捕获光能的色素和结构
第4节
光合作用与能量转化
第5章 细胞的能量供应和利用
问题探讨
你参观或听说过植物工厂吗？植物工厂在人工精密控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成分等条件下，生产蔬菜和其他植物。有的植物工厂完全依靠LED灯等人工光源，其中常见的是红色、蓝色和白色的光源。
1、靠人工光源生产蔬菜有什么好处？
2、为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件？
用人工光源生产蔬菜，可以避免由于自然环境中光照强度不足导致光合作用强度低而造成的减产。同时，人工光源的强度和不同色光是可以调控的，可以根据植物生长的情况进行调节，以使蔬菜产量达到最大。
影响光合作用的因素很多，既有植物自身条件，也有外界环境条件。二氧化碳浓度、营养液和温度是影响植物生长的重要外部条件，因此要进行控制，以便让植物达到最佳的生长状态。
提取:
分离:
提取和分离绿叶中的色素，探究绿叶中色素的种类
绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中
不同的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越高的色素随层析液在滤纸上的扩散速度就越快，反之则慢。
纸层析法
实验目的
实验原理
探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》
一、捕获光能的色素
①研磨
材料:5g新鲜的绿叶
药品
SiO2——有助于研磨充分
CaCO3 ——防止色素被破坏
无水酒精——溶解色素
（1）提取绿叶中的色素
②过滤：获取绿色滤液（试管口加棉花防挥发）
过滤时使用单层尼龙布，不可使用纱布或滤纸
★要求：要迅速、充分
一、捕获光能的色素
实验：绿叶中色素的提取和分离
实验：绿叶中色素的提取和分离
制备滤纸条
画滤液细线
★要求：细、直、齐 ；
待滤液干后，重复1-2次
★不能让滤液细线触及层析液
铅笔线
层析液
培养皿
纸层析
（2）分离绿叶中的色素
★培养皿加盖防挥发
一、捕获光能的色素
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：使层析液扩散均匀同时到达滤液细线
（因为水在滤纸片上呈弧形扩散，即两边快，中间慢）。
一、捕获光能的色素
绿叶中色素的提取和分离
实验结果：
一、捕获光能的色素
绿叶中色素的提取和分离
橙色
黄绿色
蓝绿色
黄色
绿叶中色素的提取和分离
一、捕获光能的色素
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
一、捕获光能的色素
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
跑得最快，溶解度最大
宽度最大，含量最多
一、捕获光能的色素
A.收集到的滤液绿色过浅的原因分析
未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。
使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。
一次加入大量的无水乙醇提取浓度太低
未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。
B.滤纸条色素带重叠：
没经干燥处理，滤液线不能达到细、齐的要求，使色素扩散不一致造成的。
某科研小组根据实验步骤进行了叶绿色中色素的提取，得到提取液颜色过浅，这是什么原因？
一、捕获光能的色素
实验异常结果分析
C.滤纸条看不到色素带
忘记画滤液细线。
滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。
D.滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带：
忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”。
一、捕获光能的色素
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
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。
可见光的波长400——760nm，小于400nm紫外光，大于760nm红外光
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
对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较小。
外膜
内膜
基粒
基质
每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成。这些囊状结构称为类囊体。吸收光能的四种色素就分布在类囊体的薄膜上。
而每个基粒都含有两个以上的类囊体，多者可达100个以上。叶绿体内有如此多的基粒和类囊体，极大地扩大了受光面积。
1.叶绿体结构
色素分布：
类囊体薄膜上
酶分布：
类囊体薄膜和基质
色素　 酶
电镜照片
二、叶绿体的结构适于进行光合作用
恩格尔曼实验 一
实验材料：
水绵：
需氧细菌：
自变量：
因变量：
有无光照、光照方式
需氧菌分布情况
没有空气的黑暗环境，
极细光束照射
暴露在光下
排除O2和光的干扰
目的？
水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察。
好氧细菌可确定释放O2的部位。
结 论：
水绵(叶绿体呈螺旋带状分布)
2、探究叶绿体功能的实验(恩格尔曼实验)
光照下叶绿体能释放氧气
二、叶绿体的结构适于进行光合作用
恩格尔曼实验二
实验二 用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。
（1）实验中的变量
自变量是 ，
因变量是 。
不同波长的光
好氧细菌聚集的部位
（2）实验结论？
光合作用主要吸收红光和蓝紫光
（3）综合这两个实验，你认为叶绿体具有什么功能？
叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧
（4）恩格尔曼实验能得出“叶绿体是光合作用的 场所”这一结论吗？
不能。这一结论的得出还要结合其他的实验证据
二、叶绿体的结构适于进行光合作用

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