1、) C A P T U R E L I G H T E N E R G Y O F P I G M E N T A N D S T R U C T U R E 第5章 第4-1节 捕获光能的色素和结构 人教版 生物(高中) 课堂导入 呼吸作用： 糖类（稳定的化学能） ATP（活跃的化学能） 光合作用： 太阳能 糖类（稳定的化学能） ATPATP是直接的能源物质是直接的能源物质 太阳能是根本能源太阳能是根本能源 课堂活动 一、实验原理 提取：叶绿体色素易溶于无水乙醇等有机溶剂中，可以用无水乙醇提取绿叶中的叶绿体色素。 分离：纸层析法纸层析法 不同的叶绿体色素在层析液中溶解度不同，在滤纸上扩散速度
2、不同（溶解度越大，扩 散速度越快）。 （不同的色素会在扩散过程中分离开来不同的色素会在扩散过程中分离开来，形成条带形成条带） 课堂活动 二、实验材料 材料：菠菜绿叶 药品：混合的层析液，无水乙醇，石英砂，碳酸钙 用具：干燥滤纸，带塞层析管，研钵，玻璃漏斗，纱布，滴管，载玻片，盖玻片，剪 刀，试管，培养皿，药匙 课堂活动 三、实验步骤 提取叶绿体色素 取材：取取2 2- -3 3片菠菜叶片菠菜叶，撕去叶脉撕去叶脉，尽量剪碎尽量剪碎，放入研钵放入研钵。 研磨：向研钵中放入少量向研钵中放入少量石英砂石英砂和和碳酸钙碳酸钙，加入加入一滴管一滴管无水乙醇无水乙醇，边加无水乙醇边研磨边加无水乙醇边研磨，进
3、进 行充分地研磨至匀浆状态行充分地研磨至匀浆状态。 过滤：在玻璃漏斗上放入单层纱布在玻璃漏斗上放入单层纱布，将研磨液倒入漏斗将研磨液倒入漏斗，漏斗下端放置培养皿漏斗下端放置培养皿，过滤制备得过滤制备得 到滤液到滤液。 【 【注注】 】 加石英砂是为了使研磨充分加石英砂是为了使研磨充分 加碳酸钙是为了防止叶绿体色素被破坏加碳酸钙是为了防止叶绿体色素被破坏 加入加入CaCO3CaCO3和石英砂的量均很少和石英砂的量均很少，无水乙醇的量不应太少无水乙醇的量不应太少 思考：为何要加入石英砂和碳酸钙？ 提取叶绿体色素 备滤纸条：将干燥的定性滤纸制成如右图所示将干燥的定性滤纸制成如右图所示，用铅笔划线用铅
4、笔划线 （已准备好已准备好）。 画线：用用盖玻片盖玻片蘸取少量滤液蘸取少量滤液，沿铅笔线沿铅笔线均匀压出均匀压出细线细线。待待 滤液干后滤液干后，重复重复画线画线3 3- -4 4次次。 【 【注注】 】 画滤液线时尽量画滤液线时尽量画直画直、画细画细、画浓画浓 每次画完每次画完，要等滤液干时再重复画要等滤液干时再重复画，以防滤液扩散开使以防滤液扩散开使 滤液线过宽滤液线过宽，影响结果影响结果 提取叶绿体色素 分离叶绿体色素 固定装置：将将4mL4mL层析液层析液倒入层析管中倒入层析管中，将画好线的滤纸条固定将画好线的滤纸条固定 于右图装置中于右图装置中。 观察现象：10min10min后后，
5、将滤纸条取出将滤纸条取出，风干风干。观察色素带及其颜观察色素带及其颜 色色，作好记录作好记录。 【 【注注】 】 放滤液条时放滤液条时，要避免要避免滤液细线滤液细线浸没到浸没到层析液层析液。不要让滤纸条贴不要让滤纸条贴 在层析管壁上在层析管壁上。 层析液中一些成分易挥发层析液中一些成分易挥发，要避免开放在空气中要避免开放在空气中。 滤液细滤液细 线线 三、注意事项 实验中各种用液很多有毒实验中各种用液很多有毒（丙酮丙酮、苯等苯等）且易燃且易燃，属危险试剂属危险试剂，实验时保持通风实验时保持通风，安全操作安全操作 实验注重团队合作实验注重团队合作，组员们共同完成实验组员们共同完成实验。 提取叶绿
6、体色素 提取叶绿体色素 提取叶绿体色素 捕 获 光 能 的 色 素 1、滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？ 类胡萝卜素 (占1/4) 叶绿素 (占3/4) 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 2、滤纸上的滤液细线，为什么不能触及层析液？ 最宽最宽（最多最多）: : 最窄最窄（最少最少）: : 相邻距离最近相邻距离最近： 色素在滤纸上自上而下分布依次为色素在滤纸上自上而下分布依次为： 色素含量最多的是色素含量最多的是： 实验总结 叶绿素叶绿素a a 胡萝卜素胡萝卜素 叶绿素叶绿素a a和和叶绿素叶绿素b b 胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a a 叶绿素叶绿素b b 叶绿素
7、叶绿素a a 课堂反馈 如果没有无水乙醇和菠菜叶片，要保证分离后的色素带清晰，可以用来代替的最佳实验材料是 （ ） A丙酮和麦苗 B丙酮和大白菜 C蒸馏水和大白菜 D蒸馏水和麦苗 在叶绿体色素的提取实验中，研磨绿叶时要加入无水乙醇，其目的是（ ） A防止叶绿素被破坏 B使叶片充分磨碎 C使各色素充分溶解于乙醇 D使各色素在滤纸上扩散开来 课堂反馈 叶绿体中的色素能够在滤纸上彼此分离的原因是（ ） A色素提取液中色素已经分层 B阳光的照射使不同色素彼此分开 C乙醇有使色素溶解并彼此分离的特性 D各种色素在滤纸上随层析液扩散的速度不同 加SiO2、加CaCO3的目的分别是 ：研磨充分研磨充分；保护
8、叶绿素保护叶绿素。 为什么滤液细线越细、越齐越好？防止色素带之间部分重叠防止色素带之间部分重叠。 为什么层析液不能没及滤纸条的滤液细线？防止色素溶解在层析液中防止色素溶解在层析液中，影响实验结果影响实验结果。 色素的吸收光谱图 400 500 600 700nm 400 500 600 700nm 100100 5050 吸收光能百分比 叶绿素 类胡萝卜素 可 见 光 区 叶 绿 素 叶 绿 素 ： 吸 收 蓝 紫 光 和 红 光 吸 收 蓝 紫 光 和 红 光 类 胡 萝 卜 素 类 胡 萝 卜 素 ： 吸 收 蓝 紫 光 吸 收 蓝 紫 光 色素的主要功能：吸收、传递和转化光能 提取叶绿体
9、色素 影响叶绿素合成的因素： 1、光照 2、温度 3、矿物质元素：叶绿素含N、Mg等矿物质元素，缺乏导致叶绿素无法合成， 老叶先变黄；Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺铁叶绿素合成受阻， 幼叶先变老 叶绿体的结构 外膜 内膜 基粒 基质 类囊体 捕获光能的色素分布在 类囊体的薄膜上 叶绿体结构模式图 外膜外膜 内膜内膜 基粒基粒 基质基质 吸收光能的四吸收光能的四 种色素就分布种色素就分布 在类囊体的薄在类囊体的薄 膜上膜上。 叶绿体内有如叶绿体内有如 此多的基粒和此多的基粒和 类囊体类囊体，极大极大 地扩大了受光地扩大了受光 面积面积。 暗反应酶暗反应酶、 少量少量DNADNA、 R
10、NARNA 光反应酶光反应酶、 4 4种色素种色素 真题 1（2016春遂宁校级月考）图为叶绿体结构示意图，下列有关叶绿体结构与功能的叙述错误的 是（ ） A和具有选择透过性 B上既有光合色素又有与光合作用有关的酶 C和上都有与光合作用有关的酶 D有叶绿体的细胞才能进行光合作用有叶绿体的细胞才能进行光合作用 恩格尔曼的实验 隔绝空气隔绝空气 黑暗，用极细光 束照射 完全暴露在光下完全暴露在光下 水绵水绵和好氧细菌的和好氧细菌的 装片装片 氧是由氧是由 叶绿体叶绿体释放出来的释放出来的， 叶绿体叶绿体是光合作用的场所是光合作用的场所。 光合作用需要光合作用需要光照光照 结论： 讨论：恩格尔曼实验
11、在设计上有什么巧妙之处？ （1 1）、）、用水绵作实验材料用水绵作实验材料，有有细而长的带状叶绿体细而长的带状叶绿体，螺旋状分布在细胞中螺旋状分布在细胞中，便于观察和分析研究便于观察和分析研究。 （2 2）、）、用好氧菌进行检测用好氧菌进行检测，能准确的判断水绵能准确的判断水绵细胞中放细胞中放O O2 2 部位部位。 【课堂小结】 叶绿素叶绿素 类胡萝卜素类胡萝卜素 叶绿素叶绿素a a( (蓝绿色蓝绿色) ) 叶绿素叶绿素b b（黄绿色黄绿色） 胡萝卜素胡萝卜素（橙黄色橙黄色） 叶黄素叶黄素（黄色黄色） （吸收红光和蓝紫光吸收红光和蓝紫光） （吸收蓝紫光吸收蓝紫光） 含量约占含量约占3/43/4 含量约占含量约占1/41/4 叶绿体是进行光合作用的场所叶绿体是进行光合作用的场所，它内部的巨大膜表面上它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素不仅分布着许多吸收光能的色素 分子分子，还有许多进行光合作用所必需的酶还有许多进行光合作用所必需的酶。 光 合 作 用 的 色 素 光 合 作 用 的 色 素