第2节 能量的获得一.ppt

第二节能量的获得 一 细胞能量转换器 叶绿体 植物的所有绿色部分都含有叶绿体 叶绿体是将太阳能转化为化学键并储存在绿色植物体内的细胞器 对于大多数植物来说 叶片中含有的叶绿体最多 是吸收 转化太阳能的最主要场所 一 叶绿体的形态和结构 1 叶绿体的形态光学显微镜下 叶绿体的形状一般为椭圆状或球形 叶绿体在细胞内的数目 大小和形状因植物种类不同有很大差异 大多数高等植物叶肉细胞内含有50 200个叶绿体 在电子显微镜下 可以观察到叶绿体有亚显微结构 一个典型的叶绿体由叶绿体膜 基粒和基质组成 叶绿体膜 叶绿体是双层膜 由内膜和外膜组成 叶绿体膜具有控制代谢物质进出叶绿体的功能 外膜通透性较大 而内膜对物质透过的选择性较强 基粒 在叶绿体内部的结构中 最突出的特征是具有复杂的层膜系统 在电子显微镜下观察 类囊体是膜围成的扁平囊 主要成分是蛋白质和脂类 膜流动性高 在类囊体的薄膜上 有进行光合作用的色素和酶 几个类囊体垛叠形成一个圆柱体 也就是一个基粒 叶绿体的这种结构特点大大增加了叶绿体内的膜面积 基质 叶绿体内膜与类囊体之间的无定形物质称为基质 基质中含有进行光合作用所需要的酶 还含有叶绿体本身的基因组和遗传系统 一套特有的DNA RNA 核糖体 使得叶绿体在遗传上具有一定的自主性 所以 叶绿体是一种半自主性细胞器 基质 基粒 二 叶绿体中的色素 吸收 传递 转化光能 1 叶绿体中色素的种类 叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇 或丙酮 中 不同色素在有机溶剂中溶解度不同 溶解度高的色素分子随有机溶剂在滤纸条上扩散得快 溶解度低的色素分子随有机溶剂在滤纸条上扩散得慢 这样 叶绿体中的色素就在扩散过程中分离开来 1 实验成功的关键 叶片要新鲜 颜色要深绿 滤液收集后 要及时用棉塞将试管口塞紧 以免滤液挥发 滤液细线不仅要细 直 而且要含有比较多的色素 滤纸上的滤液细线不能浸入层析液中 2 注意事项 制作取定性滤纸条时 注意双手尽量不要接触纸面 以免手上的油脂或其他脏物污染滤纸 画滤液细线时 用力要均匀 速度要适中 研磨要迅速 充分 a 因为丙酮容易挥发 b 为了使叶绿体完全破裂 从而能提取较多的色素 c 叶绿素极不稳定 能被活细胞中的叶绿素酶水解而破坏 制备滤纸条时 要将滤纸条的一端剪去两角 这样可以使色素在滤纸条上扩散均匀 便于观察实验结果 从色素带的宽度可推知色素含量的多少 从色素带的位置可推知色素在层析液中溶解度大小 在滤纸上相邻色素带间 距离最近的两条色素带是叶绿素a与叶绿素b 距离最远的两条色素带是胡萝卜素与叶黄素 胡萝卜素 叶绿素a 叶黄素 叶绿素b 类胡萝卜素 叶绿素 占色素总量的1 4 占色素总量的3 4 色素具有不同颜色的是因为每种色素都能吸收一定波长的光 而对其他波长的光则吸收很少 叶绿体中的叶绿素主要吸收太阳光中的蓝紫光和红橙光 对绿光的吸收量很少 所以呈绿色 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 对黄橙光吸收量很少 所以呈橙黄色 色素与吸收光谱 1 连续光谱 可见光 三棱镜 赤 橙 黄 绿 青 蓝 紫 2 吸收光谱 可见光 色素溶液 三棱镜 红光 蓝光 紫光区出现强暗带 绿光区几乎无变化 说明对绿光吸收非常少 不同颜色的光线会对植物的生长发育产生不同的影响 叶绿体中的色素只吸收可见光 而对红外光和紫外光等不吸收 叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大 类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大 但对其他波段的光并非不吸收 只是吸收量较少 1 光照 光是影响叶绿素合成的主要条件 一般植物在黑暗中不能合成叶绿素 因而叶片发黄 2 温度 温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性 进而影响叶绿素的合成 低温时 叶绿素分子易被破坏 而使叶子变黄 3 必需元素 叶绿素中含N Mg等必需元素 缺乏N Mg将导致叶绿素无法合成 叶变黄 另外 Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分 缺Fe也将导致叶绿素合成受阻 叶变黄 影响叶绿素合成的因素 2 叶绿体色素的分布及功能 分布 叶绿体类囊体的薄膜上 绝大多数叶绿体色素的功能是吸收太阳光能 这类色素叫聚光色素 如 大多数叶绿素a和全部的叶绿素b 胡萝卜素 叶黄素 既能吸收光能 又能接受其他色素传递来的光能 最终将光能转换为电能的色素叫反应中心色素 如 少数特殊状态的叶绿素a 叶绿体色素的功能 吸收光能 传递光能 转化光能 只有少数处于特殊状态的叶绿素a 能量在色素之间的传递效率很高 类胡萝卜素所吸收的光能传给叶绿素a的效率可达100 这样聚光色素就像透镜把光束集中到焦点一样 把大量的光能吸收 聚集 并迅速传递给反应中心色素 然后转换城电能 练习 2008 江苏高考 分别在A B C3个研钵中加2g剪碎的新鲜菠菜绿叶 并按下表所示添加试剂 经研磨 过滤得到3种不同颜色的溶液 即深绿色 黄绿色 或褐色 几乎无色 注 表示加 表示不加 试回答 1 A处理得到的溶液颜色是 原因是 2 B处理得到的溶液颜色是 原因是 3 C处理得到的溶液颜色是 原因是 答案 1 黄绿色部分叶绿素受到破坏 2 几乎无色叶绿素不溶于水 3 深绿色大量叶绿素溶于乙醇 解析 加入少量CaCO3可以防止叶绿素受到破坏 95 的乙醇能溶解叶绿素 而蒸馏水是作为对照 叶绿素不溶于水 通过比较可知 A由于没有加入少量CaCO3 部分叶