5.4.1 捕获光能的色素和结构课件高一上学期生物人教版（2019）必修1

第4节第1课时

捕获光能的色素和结构【问题探讨】1、靠人工光源生产蔬菜有什么好处？①避免由于自然环境中光照强度不足导致光合作用低而造成减产；②人工光源的强度和不同色光是可以调整的，可根据植物生长情况调节，使产量达到最大。2、为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等？

这些因素会影响植物光合作用的强度（生长），通过控制以便植物达到最佳生长状态。

你参观或听说过植物工厂吗？植物工厂在人工精密的控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成分条件下，生产蔬菜和其他植物。有的蔬菜工厂完全依赖LED灯等人工光源，其中常见的是红色、蓝色和白色光源。白化苗由于不含绿色的色素，无法进行光合作用，种子贮存的养分耗尽就会死亡。可见，光能的捕获与叶片中的

有关。一捕获光能的色素和结构色素正常玉米植株（绿色）白化玉米植株（白色）一捕获光能的色素

绿叶中究竟有哪些色素呢？一捕获光能的色素（一）实验原理（1）提取原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂_______________中。（2）分离原理：各种色素在___________中的__________不同，溶解度高的随层析液在滤纸条上的_____________,反之则慢。无水乙醇层析液溶解度扩散更快（二）实验方法分离方法：纸层析法1.绿叶中色素的提取和分离（三）实验步骤1.绿叶中色素的提取和分离（1）提取绿叶中的色素

称取5g菠菜叶，剪碎，放入研钵中；加少许二氧化硅和碳酸钙，再加入10mL无水乙醇，进行迅速、充分的研磨。防止色素破坏（三）实验步骤研磨得更充分1.绿叶中色素的提取和分离将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中(单层尼龙布)进行过滤。用棉塞塞严防止乙醇挥发和色素氧化不用滤纸，会吸附色素（1）提取绿叶中的色素1.绿叶中色素的提取和分离（2）制备滤纸条干燥的定性滤纸避免层析液在边缘扩散过快，使分离出的色素带平齐。①将滤纸剪成能放入烧杯中的滤纸条②在滤纸条一端剪去两角③在距去角一端1cm处用铅笔画一条细的横线铅笔线剪两角1.绿叶中色素的提取和分离(3)画滤液细线★要求：细、直、齐；重复1—2次使分离的出色素带平整、不重叠增加色素浓度，使分离出的色素带明显。1.绿叶中色素的提取和分离1cm层析液(4)分离绿叶中的色素——纸层析法原理：溶解度高的色素随层析液在滤纸上_____________;反之，则慢。扩散得快将滤纸条有滤液细线的一端插入_________。层析液1.绿叶中色素的提取和分离思考：1、为何滤液细线不能触及层析液？2、为何要盖上培养皿？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(4)分离绿叶中的色素——纸层析法1.绿叶中色素的提取和分离（5）结果讨论①滤纸条上有几条色素带？按什么次序分布？②滤纸条上色素的分布情况说明了什么？a.绿叶中的色素有4种,它们在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散的快慢也不同；b.4种色素的颜色不同，也说明不同色素吸收了不同波长的光。4条不同颜色的色素带。从上到下依次为：胡萝ト素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)和叶绿素b(黄绿色)。胡黄ab1.绿叶中色素的提取和分离色素种类颜色含量溶解度扩散速度胡萝卜素橙黄色最少最高最快叶黄素黄色较少较高较快叶绿素a蓝绿色最多较低较慢叶绿素b黄绿色较多最低最慢这4种色素对光的吸收有什么差别？（5）结果讨论1.绿叶中色素的提取和分离（1）滤液中色素对不同的单色光吸收有什么差异？叶绿素溶液类胡萝卜素溶液结论：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2.色素的吸收光谱思考：为什么植物叶片呈现绿色？因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片才呈现绿色。这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位？秋日叶片变黄的原因是什么？气温降低，叶绿素不稳定而被分解，显现出类胡萝卜素的颜色。二叶绿体的结构适于进行光合作用电子显微镜下，叶绿体由

包被，内含许多

（由

堆叠而成），基粒和基粒之间充满

；吸收光能的色素分布在

上。叶绿体内由众多的基粒和类囊体，极大地扩展了受光面积；双层膜类囊体薄膜类囊体基质基粒1.叶绿体的结构适于进行光合作用绿叶叶绿体类囊体外膜内膜基粒基质0.5秒延迟符，无意义，可删除.叶绿体除了吸收光能以外，还有什么功能吗？水绵和需氧型细菌放在没有空气的小室内实验12.叶绿体的功能

极细光束

均匀光照水绵好氧细菌极细光束照射完全曝光黑暗

无空气好氧细菌集中于叶绿体被光束照射的部位好氧细菌分布于叶绿体所有受光部位结论：叶绿体光合作用释放氧气，叶绿体是进行光合作用的场所实验一：2.叶绿体的功能讨论：（1）恩格尔曼在选材实验设计上有什么巧妙之处？①实验材料的选择妙：水绵，不仅具有细而长的带状叶绿体，而且呈螺旋带状分布在细胞中，便于观察；②排除干扰的方法妙：没有空气的黑暗环境排出了环境中氧气和光的干扰；③观测指标的设计妙：通过需养细菌的分布进行检测，从而能够准确地判断出释放氧气的部位；④实验对照的设计妙：用极细的光束点投射，叶绿体上分为获得光照部位和无光照部位，相当于一组对照实验，进行黑暗条件下局部光照和完全暴露在光下的对照实验，明确实验结果是由光照引起的。2.叶绿体的功能（3）综上所述，你认为叶绿体有什么功能？这是因为水绵叶绿体上的光合色素，主要吸收红光和蓝紫光，在此波长的光照射下，叶绿体会释放氧气，适于需氧型细菌在此区域的分布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。（2）在第2个实验中，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，为什么？实验二：2.叶绿体的功能类囊体薄膜上分布着色素类囊体薄膜和叶绿体基质中分布光合作用所需要的酶3.

叶绿体的结构和功能相适应小结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结构

恩格尔曼实验

功能叶绿体是进行光合作用的场所随堂演练1．(2023·乙卷)植物叶片的色素对植物的生长发育有重要作用。下列关于叶绿体中色素的叙述,错误的是(

)A.氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素B．叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中的类囊体薄膜上C．用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光