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(共32张PPT)
5.4.1捕获光能的色素和结构
1.说出绿叶中色素的提取和分离的原理和方法，简述绿叶
中色素的种类及功能。
2.说出叶绿体是进行光合作用主要场所的原因。
绿叶中含有什么色素呢？
白化玉米植株
正常玉米植株
能进行光合作用
不能进行光合作用
（含绿色色素）
（不含色素）
提取原理
绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂 。
绿叶中色素在层析液中的 不同，随层析液在滤纸上 不同，因此色素会随着 在滤纸上的扩散而分开。
分离原理
2.实验原理
无水乙醇
扩散速度
溶解度
相似相溶
纸层析法:
溶解度高→移动
溶解度低→移动
层析液
（或丙酮）
脂溶性色素
快
慢
一、探究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
3.实验材料：
新鲜的绿叶——菠菜叶片若干
干燥的定性滤纸，试管，棉塞，试管架，研钵，玻璃漏斗，
单层尼龙布，毛细吸管，剪刀，药匙，量筒，天平等。
无水乙醇（也可用95%乙醇加无水碳酸钠），二氧化硅和碳酸钙
层析液（20份石油醚2份丙酮和1份苯）
含较多叶绿素→保证实验提取到足够的色素
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
（1）提取绿叶中的色素
称取5g的绿叶，
剪碎，放入研钵中
少许二氧化硅和碳酸钙
再放入10mL无水乙醇
迅速、充分研磨
防乙醇挥发;
防叶绿素被氧化破坏；
使色素充分溶解
二氧化硅
碳酸钙
无水乙醇
——溶解色素
——防止色素被破坏
——使研磨充分
将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤。
收集滤液,封口
过滤：单层尼龙布
（用棉塞塞严）
是使用滤纸吗？
防止乙醇挥发色素氧化
实验小组得到的色素提取液颜色过浅，可能的原因有哪些？
绿叶不新鲜，色素被分解或称取绿叶过少；
研磨不充分，色素未能充分提取出来。
未加碳酸钙或加入过少，部分色素分子被破坏等；
加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小；
（2）制备滤纸条
铅笔线
（3）画滤液细线
要求：细、直、齐
待干，重复2—3次
要求：剪去一端两个角
滤液细线
防止色素带之间出现重叠；增加色素的量，使分离出来的色素带清晰
防止两侧色素扩散快，色素带不整齐；使层析液同步到达滤液细线
原理：色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。
层析液
培养皿
（4）分离色素
溶解度高→移动快
培养皿加盖防挥发
注意：层析液不能没及滤液细线
滤液细线中的色素会被层析液溶解，而不能在滤纸上扩散
滤纸条上有几条色素带？它们是按什么次序分布的？
滤纸条上色素带的分布情况说明了什么？
提示：
①滤纸条上的色素带说明了绿叶中的色素有4种，它们在层析液的溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散的快慢不同
②宽窄不同，说明不同色素含量不同。
提示：4条，从上到下依次为：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。
胡萝卜素（橙黄色）
叶黄素（黄色）
叶绿素a（蓝绿色）
叶绿素b（黄绿色）
由上往下：胡黄ab
（5）观察并记录
含量约占3/4
含量约占1/4
间隙较大
间隙较小
为什么植物春夏叶子翠绿，而秋天则叶子是金黄呢？
由于叶绿素的含量高，显示出叶绿素的绿色
由于叶绿素易受到低温破坏，秋季低温使叶绿素大量破坏，而使类胡萝卜素的颜色显示出来
阳光是由不同波长的光组合成的复合光，在穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带，称为光谱。
分别让阳光照射色素溶液，就可以得到色素溶液的吸收光谱。
三棱镜实验：
叶绿素提取液
蓝紫光和红光
色带很暗
蓝紫光色带很暗
这四种色素对光的吸收有什么区别？
类胡萝卜素
提取液
实验表明：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 。
色素作用：吸收光能
色素对 绿光 吸收最少。
为什么大多数叶子是绿色的？
绿光吸收最少，反射得多。
含有叶绿素含量高
用什么颜色大棚光合效率最高？
用什么颜色大棚光合效率最低？
绿色大棚
无色大棚
这些色素存在细胞的什么部位呢？
外膜
内膜
基粒
基质
类囊体
在电子显微镜下，观察叶绿体的结构
每个基粒都含有两个以上的类囊体，多的可达100个
二、叶绿体的结构适于进行光合作用
类囊体极大的扩展了受光面积，1g菠菜中的类囊体总面积达60m2
叶绿体的模式图
圆饼状囊状结构
叶绿体内含有众多的基粒和类囊体，极大地扩展了受光面积。吸收光能的四种色素，就分布在类囊体薄膜上。
捕获光能的结构—叶绿体
在类囊体膜上和叶绿体基质中，含有多种进行光合作用所必需的酶
叶绿体是光合作用的场所
叶绿体捕获光能、进行光合作用
色素分布在叶绿体类囊体薄膜上。
叶绿体能捕获光能
功能
色素
探究绿叶中色素的提取和分离
分布
作用
光合作用场所
极大扩展了
受光面积
叶绿素a
叶绿素b
叶黄素
胡萝卜素
（蓝绿色）
（黄绿色）
（橙黄色）
（黄色）
外膜
内膜
基粒
基质
类囊体
叶绿体的功能
（1）材料：
叶绿体呈 螺旋式带状 ，便于观察
a.水绵:
b.需氧细菌:
可以确定 释放O2 的部位
资料1：恩格尔曼的实验（1880年）
装片中需氧细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中。
装片中需氧细菌分布在叶绿体所有受光部位的周围。
现象：
现象：
没有空气黑暗的环境
极 细 光 束
完 全 光 照
实验一结论：叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。
恩格尔曼第二个实验
大量的需氧细菌聚焦在 红光 和 蓝紫光 区域
得出结论：
叶绿体是进行 光合作用 的场所，并且能吸收特定波长的光。
水绵叶绿体上的光合色素主要吸收 红光和蓝紫光 ，在此波长的照射下，叶绿体会 释放氧气 ，适于需氧细菌在此区域分布。
恩格尔曼实验设计有哪些巧妙之处？
实验材料选择 和 。
水绵的优点是 。
需氧细菌的优点是和 。
没有空气的黑暗环境排除了 和 的干扰。
用极细的光束照射，叶绿体分为了 和 的
部位，相当于一组 。
临时装片暴露在光下的实验再一次 。
水绵
好氧细菌
叶绿体呈螺旋式带状，便于观察
可确定释放氧气多的部位
氧气
光
光照多
光照少
对比试验
验证实验结果
过程 注意事项 操作目的
提取色素 选新鲜绿色的叶片
研磨时加无水乙醇
加少量二氧化硅和碳酸钙
迅速、充分研磨
盛放滤液的试管口加棉塞
分离色素 滤纸预先干燥处理
滤纸条一端剪两角
滤液细线要细、直、齐
滤液细线干燥后再重复画1~2次
滤液细线不触及层析液
使滤液中色素含量高
使分离出的色素带平整不重叠
防止色素直接溶解到层析液中
使层析液同步到达滤液细线
溶解色素
使滤液中色素含量高
使研磨充分和保护色素
防止乙醇过度挥发和色素氧化
使层析液在滤纸上快速扩散
使分离出的色素带清晰分明
1.下列关于叶绿体的描述，正确的是（ ）
A. 叶绿体中的类胡萝卜素主要吸收红光和蓝紫光
B. 光学显微镜可以观察到类囊体
C. 叶绿体外表的双层膜上具有叶绿素和酶
D. 基粒由类囊体堆叠而成
D
2.在圆形滤纸的中央点上滴一滴叶绿体的色素滤液，进行色素分析，会得到近似同心环状的四个色素圈，排在外圈的色素呈（ ）
A.橙黄色
B.黄色
C.蓝绿色
D.黄绿色
A
D
3.下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验原理的叙述，正确的是（ ）
A.加入少许二氧化硅可防止在研磨时叶绿体中的色素受到破坏
B.用无水乙醇将叶绿体中的色素进行分离
C.滤纸条最上面的色素带呈黄绿色
D.溶解度越高的色素随层析液在滤纸上扩散得越快

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