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(共37张PPT)
5.4.1捕获光能的色素和结构
学习目标
1.阐明“绿叶中色素的提取和分离”实验的原理和方法
2.简述绿叶中色素的种类及其功能
3.说明叶绿体适于进行光合作用的结构特点
4.认同叶绿体的结构和功能相适应
5.通过对“绿叶中色素的提取和分离”实验的操作，提升实验探究能力
新课导入
问：左边玉米植株中出现白色植株的原因是什么？
答：白化苗由于不能形成叶绿素，不能进行光合作用，储存的养分耗尽就会死去。正常植株（含有叶绿素）等能捕获光能的色素，能进行光合作用，可以不断生长。
（一）捕获光能的色素
探究.实践：绿叶中色素的提取和分离
5.4.1捕获光能的色素和结构
（二）叶绿体的结构适于进行光合作用
目录
绿叶中色素的提取和分离
1. 实验原理
①.绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以用无水乙醇可提取叶绿体中色素（萃取法）。
②.色素都能溶解在层析液中，但不同的色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸条上的扩散得快，反之则慢。因此，绿叶中的色素随层析液在滤纸条上的扩散速度不同，将不同的色素分离（纸层析法）。
讲授新课
（一）捕获光能的色素
新鲜的绿叶 （深绿，色素含量高。如菠菜的绿叶）
无水乙醇 （可用体积分数95%的乙醇，加入适量无水碳酸钠，除去乙醇中水分）
层析液 （石油醚∶丙酮∶苯=20∶2∶1）
二氧化硅和碳酸钙（研磨充分/防止研磨中色素被破坏）
绿叶中色素的提取和分离
2. 实验材料用具
=
讲授新课
（一）捕获光能的色素
3.1 提取色素
绿叶中色素的提取和分离
3. 实验步骤
称取5g鲜叶，剪碎，放入研钵中
加少许的二氧化硅和碳酸钙 与10ml无水乙醇，迅速研磨
将研磨液倒入玻璃漏斗中进行过滤(单层尼龙布)
将滤液收集到试管中，用棉塞塞严(防止溶剂挥发和色素分子被氧化)
（一）捕获光能的色素
3.2 制备滤纸条
将干燥的定性滤纸剪成宽度小于试管直径、长度小于试管长度的滤纸条，将滤纸条的一端剪去两个角（减少边缘效应，使滤液同时到达滤液细线），并在距这端1cm处用铅笔画一条细的横线。
1cm
铅笔线
要剪去两角
3. 实验步骤
绿叶中色素的提取和分离
讲授新课
（一）捕获光能的色素
3.3 画滤液细线
用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线。等滤液干后再画一到两次。
3. 实验步骤
绿叶中色素的提取和分离
（一）捕获光能的色素
3.4 分离色素
将适量的层析液倒入烧杯中，将滤纸条(有滤液细线的一端朝下)轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口（防止层析液挥发）。
注意：不能让滤液细线接触层析液（防止色素溶解在层析液中）
层析液
培养皿
3. 实验步骤
绿叶中色素的提取和分离
（一）捕获光能的色素
从上往下依次是：胡黄 a b 。其中相邻最近的是a和b，相邻最远的是胡和黄。色素含量从多到少依次是：a b 黄胡。
3.5 观察与记录
胡萝卜素
叶黄素
叶绿素a
叶绿素b
3. 实验步骤
绿叶中色素的提取和分离
（一）捕获光能的色素
绿叶中色素的提取和分离
4. 实验结论
绿叶中含有四种色素：
胡萝卜素
叶黄素
叶绿素a
叶绿素b
叶绿素
类胡萝卜素
叶黄素
胡萝卜素
叶绿素a
叶绿素b
（蓝绿色）
（黄绿色）
（橙黄色）
（黄色）
含量约占3/4
含量约占1/4
（一）捕获光能的色素
（一）捕获光能的色素
（一） 捕获光能的色素
1.色素的种类：叶绿素a和叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素
2.色素的功能：吸收、传递、转化光能
阳光(白光)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。
光是一种电磁波，分为可见光和不可见光。可见光的波长是400-760nm。不同波长的光，颜色不同。一般情况下光合作用利用的都是可见光。
（一） 捕获光能的色素
（一） 捕获光能的色素
3.光谱和色素的吸收光谱
太阳光穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带称为光谱。分别让不同颜色的光照射色素溶液，可以得到色素的吸收光谱。
叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱
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 。
蓝紫光和红光
蓝紫光
（一） 捕获光能的色素
色素 种类 色素 颜色 色素 含量 元素 组成 主要吸收
胡萝卜素
叶黄素
叶绿素a
叶绿素b
橙黄色
最少
C、H
蓝紫光
不吸收红光
黄色
较少
C、H、O
蓝紫光
不吸收红光
蓝绿色
最多
C、H、O、N、Mg
红光
蓝紫光
黄绿色
较多
C、H、O、N、Mg
红光
蓝紫光
（一） 捕获光能的色素
思考、不同季节，不同植物的叶片为何会呈现不同的颜色？
比较项目 光合色素 细胞液色素
存在部位 叶绿体 液泡
溶解性 脂溶性 水溶性
代表种类 类胡萝卜素和叶绿素 花青素
颜色 橙黄、黄、绿 红、蓝、紫
颜色变化 不随pH改变变化颜色 随pH改变变化颜色
（一） 捕获光能的色素
思考、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。这种现象是如何造成的？
光的波长越长，所含能量越少，穿透能力越弱
红光的穿透能力最弱，蓝紫光穿透能力最强
浅层水体的藻类主要吸收红光和蓝紫光，吸收绿光很少
深层水体的藻类主要吸收蓝紫光，吸收的红光很少
（一） 捕获光能的色素
小结：绿叶中色素的提取和分离
由于叶绿体中含有能吸收光能的色素，因此叶绿体具有吸收光能的功能，除此之外，叶绿体还有什么功能？
问题
电子显微镜下，叶绿体由双层膜包被，内含许多基粒（由类囊体堆叠而成），基粒和基粒之间充满基质。
吸收光能的色素分布在类囊体薄膜上。叶绿体内由众多的基粒和类囊体，极大地扩展了受光面积。在类囊体的薄膜上和叶绿体基质中，含有许多与光合作用有关的酶。
1g菠菜叶片中的类囊体总面积有60m2左右。
（二）.叶绿体的结构适于进行光合作用
ADP＋Pi
ATP
（二）.叶绿体的结构适于进行光合作用
极 细 光 束
均匀光照
极细光束照射
完全曝光
好氧细菌集中于叶绿体被光束照射的部位
好氧细菌分布于叶绿体所有受光部位
水 绵
好氧细菌
黑暗 无空气
结论：叶绿体吸收光能用于光合作用释放氧气
恩格尔曼的实验一
2、叶绿体的功能
（二）.叶绿体的结构适于进行光合作用
三棱镜
好氧细菌聚集在红光和蓝紫光的区域
照射 水绵
结论：叶绿体主要吸收红光和蓝紫光
综合得出：叶绿体是光合作用的场所
恩格尔曼的实验二
2、叶绿体的功能
（二）.叶绿体的结构适于进行光合作用
1、恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？
水绵：
叶绿体呈螺旋式带状，便于观察
好氧细菌：
确定释放氧气多的部位
无空气黑暗环境：
排除氧气和光的干扰
极细光束：
叶绿体上可分为光照多和光照少的部位（对比实验）
暴露于光下：
验证实验结果
问题探究
（二）.叶绿体的结构适于进行光合作用
2、在实验二中，为什么大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域？
因为水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在此波长光照射下，叶绿体释放氧气多，适于好氧细菌在此区域分布
3、光合作用的场所只能是叶绿体吗？
蓝藻、光合细菌等没有叶绿体也能进行光合作用
问题探究
（二）.叶绿体的结构适于进行光合作用
第4节 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
1.色素的提取：取材一研磨一过滤一收集
2.色素的分离
制备滤纸条一画滤液细线一分离滤液中的色素
3.色素的功能
叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光
（二）、叶体的结构适于进行光合作用
1.主要分布，叶肉细胞中
2.形态：扁平的椭球形或球形
3.功能：植物进行光合作用的场所
1.(2024·广东卷，3)银杏是我国特有的珍稀植物，其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，下列实验操作正确的是(　　)
A.选择新鲜程度不同的叶片混合研磨
B.研磨时用水补充损失的提取液
C.将两组滤纸条置于同一烧杯中层析
D.用过的层析液直接倒入下水道
C
单选题
课堂检测
三棱镜
好氧细菌聚集在红光和蓝紫光的区域
照射 水绵
结论：叶绿体主要吸收红光和蓝紫光
综合得出：叶绿体是光合作用的场所
恩格尔曼的实验二
2、叶绿体的功能
（二）.叶绿体的结构适于进行光合作用
1、恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？
水绵：
叶绿体呈螺旋式带状，便于观察
好氧细菌：
确定释放氧气多的部位
无空气黑暗环境：
排除氧气和光的干扰
极细光束：
叶绿体上可分为光照多和光照少的部位（对比实验）
暴露于光下：
验证实验结果
问题探究
（二）.叶绿体的结构适于进行光合作用
2、在实验二中，为什么大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域？
因为水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在此波长光照射下，叶绿体释放氧气多，适于好氧细菌在此区域分布
3、光合作用的场所只能是叶绿体吗？
蓝藻、光合细菌等没有叶绿体也能进行光合作用
问题探究
（二）.叶绿体的结构适于进行光合作用
第4节 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
1.色素的提取：取材一研磨一过滤一收集
2.色素的分离
制备滤纸条一画滤液细线一分离滤液中的色素
3.色素的功能
叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光
（二）、叶体的结构适于进行光合作用
1.主要分布，叶肉细胞中
2.形态：扁平的椭球形或球形
3.功能：植物进行光合作用的场所
1.(2024·广东卷，3)银杏是我国特有的珍稀植物，其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，下列实验操作正确的是(　　)
A.选择新鲜程度不同的叶片混合研磨
B.研磨时用水补充损失的提取液
C.将两组滤纸条置于同一烧杯中层析
D.用过的层析液直接倒入下水道
C
单选题
课堂检测

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