2023~2024学年 5-4 课时1 捕获光能的色素和结构

5.4课时1捕获光能的色素和结构1.说出绿叶中色素的提取和分离的原理和方法，简述绿叶

中色素的种类及功能。2.说出叶绿体是进行光合作用主要场所的原因。“万物生长靠太阳，雨露滋润禾苗壮”正常的绿色玉米幼苗可以生长白化玉米幼苗，待种子中储存的养分耗尽就会死去。植物捕获光能依靠特定的物质和结构：叶片中的色素叶片中的色素有哪些种类，含量又是多少呢？作用是什么？实验：绿叶中色素的提取和分离一、捕获光能的色素和结构提取原理：绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中。分离原理：各种色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸条上的扩散更快，反之则慢。2、实验方法提取方法：过滤法分离方法：纸层析法1、实验原理思考：1.色素提取时所用试剂及作用？2.菠菜叶放置24-36小时的原因？3.研磨时应注意什么？原因为何？实验：绿叶中色素的提取SiO2有助于研磨充分CaCO3防止色素被破坏无水乙醇溶解色素称取5g绿色叶片剪碎放，入研钵中。向研钵中放入少许二氧化硅和碳酸钙向研钵中再加入5～10mL无水乙醇进行迅速、充分的研磨。漏斗基部放一块单层尼龙布，将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤。将滤液收集到试管中，及时用棉塞将试管口塞严。防止无水乙醇的挥发3.提取绿叶中的色素色素提取时所用试剂及作用？无水乙醇：溶解色素；二氧化硅：使研磨更加充分；碳酸钙：保护色素免于被破坏。菠菜叶放置24-36小时的原因？防止水分过多影响提取效果。研磨时应注意什么？原因为何？迅速且充分。无水乙醇易挥发，保证色素释放的更加充分且挥发量少。结果及分析4.分离绿叶中的色素（1）分离色素的方法：纸层析法层析法是利用待分离物质中不同组分的某些理化性质的差异而建立起来的一种分离技术。（2）分离色素的原理：

不同色素在层析液中的溶解度不同。溶解度高的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度快；溶解度低的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度慢。实验：绿叶中色素的分离（3）分离色素——制备滤纸条将干燥地定性滤纸剪成宽度略小于试管直径、长度略小于试管长度的滤纸条在滤纸条一端剪去两角在距去角一端1cm处用铅笔画一条细的横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待滤液干后，再重画一到两次划线要求：细、直、齐；重复2-3次铅笔线剪两角干燥的使层析液在滤纸条上扩散得快。减少边缘效应，使层析液在滤纸条上扩散均匀。积累更多的色素，使分离后的色素带更明显（4）分离色素——分离绿叶中的色素滤液细线不能触及层析液及时盖上培养皿防止色素溶解在层析液中防止层析液挥发，因其易挥发且有毒将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）轻轻插入层析液将适量的层析液倒入小烧杯中用培养皿盖住小烧杯层析液滤液细线（5）结果叶绿素类胡萝卜素（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）绿叶中的色素颜色色素溶解度扩散速度宽度含量橙黄色胡萝卜素最高最快最窄最少黄色叶黄素较高较快较窄较少蓝绿色叶绿素a较低较慢最宽最多黄绿色叶绿素b最低最慢较宽较多规律：从上往下依次是：胡黄ab

色素含量从多到少依次是：ab黄胡收集到的滤液绿色过浅滤液条带色素带重叠①称取的绿叶过少或放置数天的菠菜叶，色素含量少；②加入的无水乙醇过多，色素溶液浓度小；③未加碳酸钙或加入的过少，色素分子部分破坏；④研磨不充分，色素未能充分提取出来①滤液细线不直；②滤液细线过粗（6）结果分析实验中异常实验现象原因分析滤纸条无色素带①忘记画滤液细线；②滤液细线触及层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中滤纸条上最下面的两条色素带颜色较浅①未加碳酸钙或加入量过少，叶绿素被破坏;②实验材料(如泛黄的叶片)中叶绿素的含量较少。为什么大多植物的叶片是绿色的？为什么许多植物到了秋天叶子会变黄？枫叶为什么是红色的？秋天时，低温和植物体内积累的可溶性糖有利于液泡中花青素的形成，花青素在酸性的叶肉细胞中变成红色，而叶绿素逐渐降解，叶片呈现红色。正常叶片中叶绿素和类胡萝卜素含量的比例为3∶1，且对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以正常叶片总是呈现绿色。秋天温度降低，叶绿素分子在低温下易被破坏，而类胡萝卜素较稳定，叶片显示出类胡萝卜素的颜色，叶片变黄。联系生活1

植物工厂的LED灯都是做成全红、全蓝、红蓝组合三种形式。为什么选择这些光？三棱镜红橙黄绿青蓝紫叶绿素溶液叶绿素主要吸收红光和蓝紫光三棱镜红橙黄绿青蓝紫类胡萝卜素溶液类胡萝卜素主要吸收蓝紫光色素吸收的光谱正常的光谱绿叶中的色素对光的吸收有什么差别呢？比较不同色素的吸收光谱：结论：叶绿素主要吸收_____________类胡萝卜素主要吸收_______红光白色最好。蓝紫色或红色光源较好。旁栏思考：植物工厂里为什么不用发绿光的光源？绿叶中的色素几乎不吸收绿光（但不是不吸收）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？可见光：400~760nm紫外光：小于400nm红外光：大于760nm光合作用所利用的光都是可见光。蓝紫光蓝紫光二、叶绿体的结构适于进行光合作用1.叶绿体的结构而每个基粒都含有两个以上的类囊体，多者可达100个以上。叶绿体内有如此多的基粒和类囊体，极大地扩大了受光面积。每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成。这些囊状结构称为类囊体。吸收光能的四种色素就分布在类囊体的薄膜上。将水绵和需氧型细菌放在没有空气的黑暗小室内极细的光束放置光下结论：叶绿体光照下进行光合作用释放氧。2.恩格尔曼的实验【思考讨论】

恩吉尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？①实验材料选择

和

。②没有空气的黑暗环境排除了

和

干扰。③用极细的光束照射，叶绿体上可分为

和

的部位，相当于一组

实验。水绵的优点是

；需氧细菌的优点是

。④临时装片暴露在光下的实验再一次

。水绵需氧细菌叶绿体呈螺旋式带状，便于观察可确定释放氧气多的部位氧气光有光照无光照对照验证实验结果大量好氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，说明什么？说明光合作用主要吸收的是红光和蓝紫光用于光合作用，释放氧气。综上所述：叶绿体是进行光合作用的场所，并且能够吸收特定波长的光。进一步实验：用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的需氧型细菌聚集在红光和蓝紫光区域。拓展应用1.海洋中的藻类，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布大致依次是浅、中、深。这种现象与光能的捕获有关吗？反射绿光，吸收红、蓝紫光红藻绿藻褐藻反射红光，吸收蓝紫光较多波长长波长短，能到达深海区域反射黄光，吸收蓝紫光、绿光波长适中绿藻褐藻红藻不同藻类的吸收光谱总结

：不同颜色的藻类吸收不同波长的光，藻类本身的颜色是它们______的光，到达深水层的光线主要是_______光反射蓝紫光合作用与能量转化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1.下列关于高等植物细胞内色素的叙述，错误的是（）A.所有植物细胞中都含有4种色素B.有些植物细胞的液泡中也含有色素