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第4节 光合作用与能量转化
第五章 细胞的能量供应和利用
万物生长靠太阳。太阳光能的输入、捕获和转化是生物圈得以维持运转的基础。光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。那么植物捕获光能的特定物质和结构是什么？
问题探讨
第一课时 捕获光能的色素和结构
第4节 光合作用与能量转化
叶片中的色素可能与光能的捕获有关。
绿叶中究竟有哪些色素呢？
一、捕获光能的色素
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）。
探究 实践
（一）实验——绿叶中色素的提取与分离
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
2. 实验材料用具
（一）实验——绿叶中色素的提取与分离
3.1 提取色素
3. 实验步骤
称取5g鲜叶，去主叶脉，剪碎，放入研钵中
加少许的二氧化硅和碳酸钙 与5-10ml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）实验——绿叶中色素的提取与分离
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，使层析液在滤纸条上扩散均匀平直），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
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（细，齐，直）。等滤液干后再画一到两次（增加色素含量）。
3. 实验步骤
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
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
从上到下：
胡、黄、a、b
4.实验结果(P98)
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
（一）实验——绿叶中色素的提取与分离
色素的功能：吸收、传递、转化光能
光谱和色素的吸收光谱(P98)
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
（二）色素吸收的光谱（P99）
1、叶片呈现绿色的原因
绿叶中的色素对绿光吸收最少，绿光反射进入眼睛的量最多，所以叶片看起来是绿色的。
与生活的联系
2、秋季为什么变黄了？
秋季温度降低，叶绿素分子在低温下被破坏，而类胡萝卜素较稳定，所以显出类胡萝卜素的颜色。
3、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；
补充光源最好选蓝紫光和红光。
二、叶绿体的结构适于进行光合作用
外膜
内膜
基粒
基质
类囊体
类囊体薄膜上
光合色素分布：
1.叶绿体结构(P100)
叶绿体除了吸收光能外，还有什么功能呢？
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
恩格尔曼的实验一
2、叶绿体的功能
结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。
叶绿体呈螺旋式带状，便于观察
确定释放氧气多的部位
叶绿体上可分为光照多和光照少的部位（对比实验）
再次验证实验结果
排除氧气和光的干扰
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
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，因此好氧细菌在此区域分布
2、叶绿体是进行光合作用所必需的结构吗？
叶绿体分布有色素分子和进行光合作用有关的酶（p101）
问题探究
1、叶绿体进行光合作用的结构基础？
蓝细菌等没有叶绿体也能进行光合作用
捕获光能的色素和结构
绿叶中色素的提取和分离
叶绿体的结构适于进行光合作用
实验原理
实验过程
实验结论
无水乙醇，层析液
叶绿素
类胡萝卜素
红光
蓝紫光
蓝紫光
色素
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
形态结构:
功能: 叶绿体是进行光合作用的场所
课堂小结：
恩格尔曼的两个实验
完成《师说分册三》检测案19（P205-206）
课后作业
THANKS

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