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(共34张PPT)
1、为什么有些植物的叶片在不同时期颜色不一致？
2、为什么白化苗不能进行光合作用？
光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径
——地球上最重要的化学反应
植物捕获光能要依靠特定的物质和结构
5.4 光合作用与能量转化
一、 捕获光能的色素和结构
一、捕获光能的色素
绿叶中究竟有哪些色素呢？
/
提取原理
绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂 。
不同色素在 中的溶解度不同，
因此色素会随着层析液在滤纸上的扩散而分开。
分离原理
2. 实验原理
无水乙醇
纸层析法:
溶解度高→扩散速度 ，溶解度低→扩散速度 。
/丙酮
脂溶性色素
课本98页
快
慢
探究实验：绿叶中色素的提取和分离
1.实验目的
（1）进行绿叶中的色素的提取和分离
（2）探究绿叶中含有几种色素
层析液
3. 材料用具
1、新鲜的绿叶，如菠菜的绿叶（色素含量高）
2、无水乙醇（95%+无水碳酸钠）
3、层析液（石油醚+丙酮+苯）
4.实验步骤
（1）提取绿叶中的色素
（2）制备滤纸条
（3）画滤液细线
（4）分离绿叶中的色素
（5）观察与记录
探究实验：绿叶中色素的提取和分离
称重剪碎
研磨
过滤
加试剂
一、提取色素的实验步骤：
收集
提取过程中用到的SiO2、CaCO3、无水乙醇的作用：
SiO2：
CaCO3：
无水乙醇：
有助于研磨得充分
防止研磨中色素（主要是叶绿素）被破坏
溶解并提取色素
要求：
迅速：
充分：
防止乙醇挥发
保证色素充分释放
称重剪碎
研磨
过滤
加试剂
一、提取色素的实验步骤：
收集
过滤材料：
单层尼龙布
注意：不用滤纸、纱布（滤纸、纱布会吸附色素）
称重剪碎
研磨
过滤
加试剂
一、提取色素的实验步骤：
收集
用棉塞将试管口塞严的原因：
防止乙醇挥发和色素氧化
实验结果：得到含有色素的滤液
称重剪碎
研磨
过滤
加试剂
一、提取色素的实验步骤：
收集
收集到的滤液绿色过浅可能由哪些原因造成的？
制备滤纸条
分离绿叶中的色素
画滤液细线
①干燥：
②滤纸条一端为什么要剪去两角：
③在 用铅笔画细线
使层析液在滤纸条上快速扩散
防止层析液在滤纸条边缘扩散过快，
保证色素扩散均匀
距底部1cm处
要剪去两角
二、分离色素的实验步骤：
铅笔线
1cm
探究.实践 绿叶中色素的提取和分离
分离色素的实验步骤：
制备滤纸条
分离绿叶中的色素
画滤液细线
①画滤液细线时应注意：
②干后重复画1—2次：
增加色素的浓度，使分离出的色素带清晰明显
细直齐
探究.实践 绿叶中色素的提取和分离
分离色素的实验步骤：
制备滤纸条
分离绿叶中的色素
画滤液细线
①滤液细线不能触到层析液：
②试管要塞上棉塞（烧杯要盖上培养皿）：
滤液细线中的色素会被层析液溶解，
而不能在滤纸上扩散
防止层析液挥发
层析液
培养皿
滤液细线
如图所示“绿叶中色素的提取和分离”实验的装置正确的是 (　　)
小题快练
B
实验：绿叶中色素的提取和分离
胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a＞叶绿素b
分离色素的实验结果和结论：
插滤纸条
层析液
培养皿
胡萝卜素
叶黄素
橙黄色
黄 色
蓝绿色
黄绿色
4条色素带：
代表有四种色素
排列顺序：
代表色素的溶解度及扩散速度
宽窄：
代表色素含量
叶绿素a ＞ 叶绿素b ＞叶黄素＞胡萝卜素
胡黄ab
含量最多
叶绿素b
叶绿素a
含量最少
探究.实践 绿叶中色素的提取和分离
收集到的滤液绿色过浅的原因分析：
①叶片放置过久，不新鲜等
②未加二氧化硅，研磨不充分
③未加碳酸钙或加入过少，叶绿素分子被破坏，可能会得到两条色素带
④一次加入大量的无水乙醇，提取液浓度太低
称重剪碎
研磨
过滤
加试剂
收集
(正确做法：分多次加入，每次加入少量，可保证提取效果)
探究.实践 绿叶中色素的提取和分离
分离色素实验结果异常现象分析：
(1)滤纸条无色素带：
①忘记画滤液细线
②滤液细线接触到层析液
③误将蒸馏水当作层析液
(2)滤纸条色素带不整齐：
①画滤液细线时，细线没有做到细、齐、直
②滤纸条一端未剪去两角
叶绿素
类胡萝卜素
（含量约3/4）
（含量约1/4）
叶绿素a（蓝绿色）
叶绿素b（黄绿色）
胡萝卜素（橙黄色）
叶黄素（黄色）
绿叶中的色素
1、色素的种类、含量及颜色：
（三）绿叶中色素的种类、含量、颜色及吸收光谱
四种色素对光的吸收是否有差别？
色素种类 色素颜色 色素含量 溶解度 扩散速度 吸收光谱
1 胡萝卜素
2 叶黄素
3 叶绿素a
4 叶绿素b
橙黄色
黄色
蓝绿色
黄绿色
较少
较多
最多
较快
主要吸收蓝紫光
主要吸收红光和蓝紫光
最少
最高
较高
较低
最低
最快
最慢
较慢
主要吸收蓝紫光
主要吸收红光和蓝紫光
练 一 练
色素的吸收光谱
叶绿素溶液
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
类胡萝卜素溶液
叶绿素主要吸收 .
类胡萝卜素主要吸收 .
蓝紫光和红光
蓝紫光
对其他波段吸收量较少，吸收最少的是绿光
不吸收红光、橙光、黄光
波长400-760nm的是可见光。一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光。而对红外光和紫外光等不吸收。
绿叶中色素的功能：吸收、传递、转化光能
1、温室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜或补充光源？
选无色透明的塑料薄膜；大棚内照明灯在功率相同的情况下，最好选蓝紫光和红光。
2、植物工厂里为什么不用发绿光的光源？
绿光不能被光合色素吸收，无法用于光合作用。
解释生活现象
为什么有些植物的叶片在不同时期颜色不一致？
由于叶绿素的含量大大超过类胡萝卜素，而使类胡萝卜素的颜色被掩盖，同时色素对绿光吸收最少，绿光被反射出来
秋季低温，叶绿素分子易被破坏且合成减慢或停止，类胡萝卜素较稳定，叶片显示出类胡萝卜素的颜色。
秋天降温时，植物体为适应寒冷，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，花青素在液泡酸性的细胞液中变成红色，而叶绿素逐渐降解且合成减慢或停止，叶子呈现红色
捕获光能的结构—叶绿体
（1）分布
主要分布在绿色植物的叶肉细胞
（2）形态
一般呈扁平的椭球形或球形
（3）结构
外膜
内膜
（4）功能
光合作用的场所
基粒
由两个以上的类囊体堆叠而成，含色素和酶
基质
含多种光合作用所必需的酶，
少量DNA、RNA，核糖体
透明，有利于光线的透过
1880年：美国科学家恩格尔曼用水绵进行有关实验。
把水绵和需氧细菌的临时装片放在无空气空间内。在黑暗中用极细光束照射水绵，发现细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中。若在光亮条件，则细菌分布在叶绿体所有受光部位。
恩格尔曼的实验
3、叶绿体的功能
资料分析
结论：叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。
水绵
好氧细菌
黑暗处理
极细光束照射
暴露在光下
恩格尔曼第一个实验
1880年：美国科学家恩格尔曼用水绵进行有关实验。
资料分析
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
恩格尔曼实验设计有哪些巧妙之处？
1.实验材料选择 和 。
水绵的优点是 。
需氧细菌的优点是和 。
2.没有空气的黑暗环境排除了 和 的干扰。
3.用极细的光束照射，叶绿体分为了 和 的
部位，相当于一组 实验。
4.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由光照引起的。
水绵
好氧细菌
叶绿体呈螺旋式带状，便于观察
可确定释放氧气的部位
氧气
光
光照多
光照少
对比
色素　 酶
归纳叶绿体的结构适于进行光合作用的原因：
2、在_____________上和______________中，还有许多进行光合作用所必需的酶。
叶绿体基质
带着蓝藻去火星
类囊体薄膜
1、叶绿体内有众多的基粒和类囊体，极大地扩展了受光面积，类囊体膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子；
练习与应用（P101）
1.海洋中的藻类，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布大致依次是浅、中、深。这种现象与光能的捕获有关吗？
红藻
绿藻
褐藻
不同颜色的藻类吸收不同波长的光。
藻类本身的颜色是 出来的光所形成，即红藻反射出 ，绿藻反射出 ，褐藻反射出 。
红光
绿光
黄色
反射
水对红、橙光的吸收比对蓝、绿光的吸收多，即到达深水层的光线是 波长的光。
短
吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的褐藻分布于中层，吸收蓝紫光较多的红藻分布于深层。
1．关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，不正确的是(　　)A．可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素B．叶绿体中色素能够分离的原因是各种色素在层析液中的溶解度不同C．研钵中加入二氧化硅、碳酸钙和绿叶后直接用杵棒进行研磨，不用作任何处理D．滤液细线要画得细而直，避免色素带间的部分重叠2．提取和分离叶绿体中色素的实验中，正确的操作顺序应该是（ ）。
A. 进行纸层析 —— 制取滤液 —— 在滤纸条上画线 —— 将实验材料研磨
B. 制取滤液 —— 进行纸层析 —— 在滤纸条上画线 —— 取滤液 —— 再画线
C. 将实验材料剪碎、研磨 —— 在滤纸条上画线 —— 制取滤液 —— 进行纸层析
D. 将实验材料剪碎、研磨 —— 制取滤液 —— 在滤纸条上画线 —— 进行纸层析
巩固练习
C
D
4、如图是提取绿叶中的光合色素后在滤纸条上分离后的条带,请根据有关知
识回答下列问题:
(1)提取绿叶中的色素选用的提取溶剂
是_____________,并在提取过程中加入
少量的二氧化硅和碳酸钙,其中加
入二氧化硅的目的是___________________,
加入碳酸钙的目的是_____________________________;
纸层析法分离色素的原理是__________________________
_____________________________________________________。。。。。。
　无水乙醇　
　使研磨更加充分　
　防止研磨过程中色素被破坏　
不同的色素在层析液中的溶解度
　不同，溶解度高的随层析液在滤纸条上扩散得快,反之则慢

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