5.4.1 捕获光能的色素和结构

捕获光能的色素和结构,课标要求,说明光合作用以及对它的认识过程。1叶绿体色素的种类和作用2光合作用的过程及反应式3光合作用的发现研究影响光合作用速率的环境因素。1光照强度2CO2浓度3温度4必需矿质元素,一、绿叶中色素的提取和分离实验分析,1、原理（1）各种色素能溶解在有机溶剂（无水乙醇等）中形成溶液，使色素从生物组织中脱离出来。（2）各种色素都能溶解在层析液中，但在层析液中的溶解度不同：溶解度大的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。从而形成不同的色素带。,2、实验流程,2、实验流程（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）观察结果,叶绿体中的色素,叶绿素（含量约占总量的3/4）,类胡萝卜素（含量约占总量的1/4）,主要吸收蓝紫光和红光,主要吸收蓝紫光,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）,3、实验疑难点拨（1）实验中几种化学试剂的作用无水乙醇：二氧化硅：碳酸钙：,可溶解叶绿体中的色素,破坏细胞结构，使研磨充分,可防止研磨过程中色素被破坏,（2）实验成功的关键叶片要新鲜、颜色要深绿，含有较多色素研磨要迅速、充分。叶绿素不稳定，易被活细胞内的酶水解。充分研磨使叶绿体完全破裂，提取较多的色素滤液细线不仅要求细、直，而且要求含有较多色素，所以要求滤液干后再画一两次滤液细线不能触及层析液，否则色素溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带,二、叶绿体中的色素,1、色素与吸收光谱,类囊体的薄膜上分布有进行光合作用的色素，可以吸收、传递和转换光能,2、不同颜色温室大棚的光合效率（1）无色透明大棚日光中各色光均能透过，有色大棚主要透过同色光，其他光被吸收（2）叶绿素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚光合效率最低。,3、植物叶中色素的化学性质与叶色的关系（1）四种色素都不溶于水，而溶于酒精、丙酮、石油醚等有机溶剂中（2）叶绿素的化学性质没有类胡萝卜素稳定，叶绿素的合成易受光照、温度和Mg的影响。（3）正常叶色：叶绿素和类胡萝卜素的分子比例为3:1叶色变黄：寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素稳定。叶色变红：秋天降温时，植物体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，叶绿素因寒冷逐渐降解。,4、荧光现象和磷光现象叶绿素溶液在透射光下呈绿色，而在反射光下呈红色，这种产生红光的现象叫做荧光现象。当去掉光源后，用精密仪器还能测量到叶绿素溶液继续辐射出微弱的红光，这种现象称为磷光现象。荧光与磷光的产生都是由于叶绿素分子吸收光能后，又以光能的形式释放出来的能量。,三、叶绿体的结构和功能,恩格尔曼的两个实验,美国科学家恩吉尔曼的实验,1为什么选用水绵做为实验材料？2为什么选用黑暗并且没有空气的环境？3为什么先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全曝露在光下？,因为水绵不仅有细而长的带状叶绿体，而且螺旋分布于细胞中，便于进行观察和分析研究。,先用极细光束，用好氧细菌检测，能准确判断水绵细胞中释放氧的部位；而后用完全曝光的水绵与之做对比，从而证明了实验结果完全是光照引起的，并且氧是由叶绿体释放出来的。,先选用黑暗并且没有空气的环境，是为了排除实验前环境中光线和氧的影响，确保实验的准确性。,1、形态：2、结构：3、功能：,扁平的椭球形或球形,双层膜（外膜和内膜），含基粒（类囊体堆叠而成）和基质，基粒和类囊体扩展了其受光面积。光合色素分布在类囊体的薄膜上，光合酶分布在基粒和基质中，基质中含有少量的DNA。,进行光合作用的场所,例题分析,例1、叶绿体色素的纸层析结果显示叶绿素b位于层析滤纸的最下端，原因是A分子量最小B分子量最大C在层析液中的溶解度最小D在层析液中的溶解度最大,C,例2、下图示叶绿体色素的提取和分离实验的部分材料和用具。据图回答：（1）图中步骤加入研钵内的物质：A10mL，作用是，B少许，作用是研磨得充分，C少许，作用是。,（2）图中步骤将浆糊状的研磨液倒入漏斗中，漏斗底部放有（3）图中步骤剪去两角的作用是，画滤液细线的要求是（4）图中步骤中关键应注意，加盖的目的是，色素带最宽的是，扩散速度最快的是。,例3、将4支盛有等量衣藻溶液的密闭试管，在暗室中放置一定时间后，放在右图中a、b、c、d所示位置，经照射1h后，取出衣藻加热脱色，滴加碘液，则呈现蓝色较浅的应是哪支试管中的衣藻？（）,（1）海洋中藻类的有分层现象，与植物中的色素吸收光的颜色有什么关系？（2）在温室内自然光照射基础上，给植物人工补充哪些单色光对增产有利？,（1）不同波长的光穿透性不同，到达深水层的光线是相对富含短波长的光。吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红