《能量之源-光与光合作用》1

第4节能量之源－－光与光合作用一、捕获光能的色素和结构

捕获光能的色素

我们知道，玉米中有时会出现白化苗。白化苗由于不能进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。可见光合作用与细胞中的色素有关。

今天，下面的这个实验，主要目的是①探究绿叶中含有几种色素和②学习对色素进行提取和分离的方法，并设法将这些色素分离开。

绿叶中有哪些色素呢？提取和分离叶绿体中的色素一、实验原理：1.提取：叶绿体中的色素都能溶解于有机溶剂中，如无水乙醇等。所以可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素。2.分离：绿叶中的色素不止一种，它们都能溶解在层析液中。然而，它们在层析液中的溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢，因而可用纸层析法进行分离。【实验】二、实验程序

1、称量（剪碎、加药品）—研磨—过滤称取5g左右的鲜叶，剪碎，放入研钵中。加少许的石英砂（研磨得充分）和碳酸钙(防止研磨中色素被破坏)与10ml无水乙醇。在研钵中快速研磨。将研磨液进行过滤。实验步骤：2、制备滤纸条：长6cm宽1cm

剪去一端的两角在距离剪角一端1cm处用铅笔画一条线3、画滤液细线：细、直、齐、色浓。用毛细吸管，吸取少量滤液，沿着铅笔线均匀地画，待滤液干燥后再画2—3次。4、分离色素：3ml层析液，将滤纸条有滤液细线的一端朝下，略微倾斜靠着烧杯内壁，轻轻插入层析液，用培养皿盖盖上烧杯。分离色素5、观察与记录实验结果：讨论：1.滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽窄如何？这说明了什么？2023/1/1510类胡萝卜素叶绿素叶绿素类胡萝卜素（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）绿叶中的色素叶绿素b叶绿素a叶黄素胡萝卜素1、色素的吸收光谱叶绿素溶液叶绿素主要吸收红光和蓝紫光类胡萝卜素主要吸收蓝紫光类胡萝卜素溶液光合色素的作用：吸收、传递、转化光能[色素的吸收]色素的吸收光谱图400500600700nm10050吸收光能百分比叶绿素类胡萝卜素可见光区叶绿素：吸收蓝紫光和红光类胡萝卜素：吸收蓝紫光2、色素的种类和吸收光谱色素种类颜色吸收光谱叶绿素(约占3/4)叶绿素a主要吸收叶绿素b类胡萝卜素(约占1/4)胡萝卜素主要吸收叶黄素蓝绿色黄绿色红光和蓝紫光蓝紫光橙黄色黄色3、应用：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，其他光被其吸收，所以用无色透明的大棚光

合效率最高。(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。有些蔬菜大棚用红色或蓝色的塑料薄膜代替普通塑料薄膜，有的温室内悬挂发红色或蓝色的灯管。1.用这种方法有什么好处？这样做对光合作用有影响吗？2.为什么是用红色或蓝色的呢？用绿色的可以吗？可以提高光合作用强度；不同颜色的光会影响植物的光合作用。不能；因为叶绿素基本上不吸收绿光想一想

:叶片为什么一般是绿色的？秋天变黄变红是怎么回事？叶片是绿色的原因有二个：一是叶绿素是类胡萝卜素含量的三倍；二是色素不吸收绿光被反射回来。

秋天叶片变黄是低温使叶绿素遭到破坏，呈现出类胡萝卜素的颜色.

变红则是液泡中花青素的颜色。叶片中的叶肉细胞绿叶回顾

叶肉细胞亚显微结构模式图

叶绿体亚显微结构模式图捕捉光能的色素存在于细胞中的什么部位？捕获光能的结构

分布：主要分布在绿色植物的叶肉细胞

形态：一般呈扁平的椭球形或球形

功能：光合作用的场所。

结构：外膜内膜基粒由两个以上的类囊体堆叠而成，类囊体薄膜上含色素和酶基质含多种光合作用所必需的酶透明，有利于光线的透过1880年，美国科学家恩格尔曼黑暗处用极细光束照射暴露在光下水绵+好氧细菌黑暗无空气极细光束照射好氧细菌集中在叶绿体被光束照射的部位完全暴露光下好氧细菌分布于叶绿体所有受光部位实验过程1、氧气是叶绿体释放出来的2、叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所实验结论实验的巧妙之处1选用水绵：具有细而长的叶绿体并且其螺旋状分布在细胞中,便于观察和分析。2先放在黑暗无空气的环境中排除环境中光和氧气的影响,从而确保实验能顺利进行。3极细的光束照射、好氧细菌检测：迅速准确地判断出释放氧气的部位。4黑暗和极细光照射形成对比：明确指出结果完全是由光照引起的。5设置验证试验：完全暴露在光下，再一次验证了实验结果。再见拓展延伸1.影响叶绿素合成的因素（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，因而叶子变黄。

(3)矿质元素:叶绿素中含N、Mg等矿质元素,若缺乏将导致叶绿素无法合成，老叶先变黄。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,幼叶先变黄。追根溯源，对于绝大多数生物来说，活细胞所需能量的最终源头是太阳能。将光能转换成细胞能够利用的化学能的是光合作用。进行光合作用的细胞，首先要能够捕获光能。三、注意事项1.选材时应注意选择鲜嫩、色浓绿、无浆汁的叶片。如菠菜叶、棉花叶、洋槐叶等,以保证提取较多的色素。2.画滤液细线时应以细、齐、直，并含有较多的色素，重复画线时必须等上次画线干燥后再进行，重复2-3次。3.

色素分离时，要盖好培养皿盖，防止层析液挥发。4.因丙酮和层析液都是易挥发且有一定毒性的有机溶剂，所以研磨要快，收集的滤液要用棉塞塞住，层析时要加盖，尽量减少有机溶剂的挥发。5.在研磨时要加少许二氧化硅，目的是为了研磨充分，有利于色素的提取；加少许碳酸钙的