5.4.1 捕获光能色素和结构.ppt

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1、捕获光能的色素和结构第4节 能量之源光合作用课标要求课标要求v说明光合作用以及对它的认识过程。说明光合作用以及对它的认识过程。v1叶绿体色素的种类和作用叶绿体色素的种类和作用v2 光合作用的过程及反应式光合作用的过程及反应式v3光合作用的发现光合作用的发现v研究影响光合作用速率的环境因素。研究影响光合作用速率的环境因素。v1 光照强度光照强度v2 CO2浓度浓度v3 温度温度v4 必需矿质元素必需矿质元素一、绿叶中色素的提取和分离一、绿叶中色素的提取和分离实验分析实验分析v1、原理、原理v（1）各种色素能溶解在有机溶剂（无水乙醇）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

2、织中脱离等）中形成溶液，使色素从生物组织中脱离出来。出来。v（2）各种色素都能溶解在层析液中，但在层）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。而形成不同的色素带。2、实验流程、实验流程v2、实验流程、实验流程v（1）提取绿叶中的色素）提取绿叶中的色素v（2）制备滤纸条）制备滤纸条v（3）画滤液细线）画滤液细线v（4）分离绿叶中的色素）分离绿叶中的色素v（5）观察结果）观察结果叶绿体中叶绿体中的色素的色素叶绿素叶绿素（含量约占（含量

3、约占总量的总量的3/43/4）类胡萝卜素类胡萝卜素（含量约占（含量约占总量的总量的1/41/4）主要吸收主要吸收蓝紫光和蓝紫光和红光红光主要吸收主要吸收蓝紫光蓝紫光叶绿素叶绿素a a（蓝绿色）（蓝绿色）叶绿素叶绿素b b（黄绿色）（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶黄素（黄色）v3、实验疑难点拨、实验疑难点拨v（1）实验中几种化学试剂的作用）实验中几种化学试剂的作用v无水乙醇：无水乙醇：v二氧化硅：二氧化硅：v碳酸钙：碳酸钙：可溶解叶绿体中的色素可溶解叶绿体中的色素破坏细胞结构，使研磨充分破坏细胞结构，使研磨充分可防止研磨过程中色素被破坏可防止研磨过程中色素被破坏v（

4、2）实验成功的关键）实验成功的关键v叶片要新鲜、颜色要深绿，含有较多色素叶片要新鲜、颜色要深绿，含有较多色素v研磨要迅速、充分。叶绿素不稳定，易被研磨要迅速、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，提取较多的色素破裂，提取较多的色素v滤液细线不仅要求细、直，而且要求含有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较多色素，所以要求滤液干后再画一两次v滤液细线不能触及层析液，否则色素溶解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到层析液中，滤纸条上得不到色素带二、叶绿体中的色素

5、v1、色素与吸收光谱、色素与吸收光谱类囊体的薄膜上类囊体的薄膜上分布有进行光合分布有进行光合作用的色素，可作用的色素，可以以吸收、传递和吸收、传递和转换转换光能光能v2、不同颜色温室大棚的光合效率、不同颜色温室大棚的光合效率v（1）无色透明大棚日光中各色光均能透过，）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，其他光被吸收有色大棚主要透过同色光，其他光被吸收v（2）叶绿素对绿光吸收最少，因此绿色塑料）叶绿素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚光合效率最低。大棚光合效率最低。v3、植物叶中色素的化学性质与叶色的关系、植物叶中色素的化学性质与叶色的关系v（1）四种色素都不溶于水，而溶于酒

6、精、丙酮、）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石油醚等有机溶剂中v（2）叶绿素的化学性质没有类胡萝卜素稳定，叶）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、温度和绿素的合成易受光照、温度和Mg的影响。的影响。v（3）正常叶色：叶绿素和类胡萝卜素的分子比例）正常叶色：叶绿素和类胡萝卜素的分子比例为为3:1 叶色变黄：寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝叶色变黄：寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素稳定。卜素稳定。叶色变红：秋天降温时，植物体内积累了较多的可叶色变红：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，叶绿素因寒冷溶性糖，有利于形成

7、红色的花青素，叶绿素因寒冷逐渐降解。逐渐降解。v4、荧光现象和磷光现象、荧光现象和磷光现象v叶绿素溶液在透射光下呈绿色，而在反射光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下呈红色，这种产生红光的现象叫做荧光现象。象。v当去掉光源后，用精密仪器还能测量到叶绿当去掉光源后，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，这种现象称素溶液继续辐射出微弱的红光，这种现象称为磷光现象。为磷光现象。v荧光与磷光的产生都是由于叶绿素分子吸收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。光能后，又以光能的形式释放出来的能量。三、叶绿体的结构

8、和功能恩格尔曼的两恩格尔曼的两个实验个实验美国科学家恩美国科学家恩格格尔曼的实验尔曼的实验1 1为什么选用水绵做为实验材料？为什么选用水绵做为实验材料？2 2为什么选用黑暗并且没有空气的环境？为什么选用黑暗并且没有空气的环境？3 3为什么先用极细光束照射水绵，而后又让水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？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。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先用极细光束，用好氧细菌检测，能准确判断水绵细胞

9、中释放氧的部位；而后用完全曝光的水绵与之做对比，从而中释放氧的部位；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。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。境中光线和氧的影响，确保实验的准确性。v1 1、形态：、形态：v2 2、结构结构：v3 3、功能、功能：扁平的椭球形或球形扁平的椭球形或球形l双层膜（外膜和内膜），含双层膜（外膜和内膜），含基粒基粒（类（类囊体堆叠而成）和囊体堆叠而成）和基质

10、基质，基粒和类囊体，基粒和类囊体扩展了其受光面积。光合色素分布在扩展了其受光面积。光合色素分布在类类囊体的薄膜囊体的薄膜上，光合酶分布在上，光合酶分布在基粒基粒和和基基质质中，基质中含有少量的中，基质中含有少量的DNADNA。进行光合作用的场所进行光合作用的场所例题分析v例例1、叶绿体色素的纸层析结果显示叶绿素、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，原因是位于层析滤纸的最下端，原因是v A分子量最小分子量最小 v B分子量最大分子量最大v C在层析液中的溶解度最小在层析液中的溶解度最小 v D在层析液中的溶解度最大在层析液中的溶解度最大Cv例例2、下图示叶绿体色素的提取和分离

11、实验的、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：部分材料和用具。据图回答：v（1）图中步骤）图中步骤加入研钵内的物质：加入研钵内的物质：A A10mL10mL，作用是，作用是，B B少许，作用是研少许，作用是研磨得充分，磨得充分，C C少许，作用是。少许，作用是。v（2 2）图中步骤）图中步骤将浆糊状的研磨液倒入漏将浆糊状的研磨液倒入漏斗中，漏斗底部放有斗中，漏斗底部放有v（3 3）图中步骤）图中步骤剪去两角的作用是，剪去两角的作用是，画滤液细线的要求是画滤液细线的要求是v（4 4）图中步骤）图中步骤中关键应注意，加盖的目中关键应注意，加盖的目的是，色素带最宽的是，扩散速度

12、最的是，色素带最宽的是，扩散速度最快的是。快的是。v例例3、将、将4支盛有等量衣藻溶液的密闭试管，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，经照射所示位置，经照射1h后，取出衣藻后，取出衣藻加热脱色，滴加碘液，则呈现蓝色较浅的加热脱色，滴加碘液，则呈现蓝色较浅的应是哪支试管中的衣藻？（）应是哪支试管中的衣藻？（）v（1）海洋中藻类的有分层现）海洋中藻类的有分层现象，与植物中的色素吸收光象，与植物中的色素吸收光的颜色有什么关系？的颜色有什么关系？v（2）在温室内自然光照射基）在温室内自然光照射基础上，给植物人工补充哪

13、些础上，给植物人工补充哪些单色光对增产有利？单色光对增产有利？v（1）不同波长的光穿透性不同，到达深水）不同波长的光穿透性不同，到达深水层的光线是相对富含层的光线是相对富含短波短波长的光。长的光。v吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水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藻分的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方。褐藻吸收黄光。布于海水深的地方。褐藻吸收黄光。v（2）红光和蓝紫光）红光和蓝紫光v阳光通过三棱镜能显示七种颜色的连续光阳光通过三棱镜能显示七种颜色的连续光谱。如果将一瓶叶绿素提取液放在光源和谱。如果将一瓶叶绿素提取液放在光源和三棱镜之间，连续光谱中就会出现一些黑三棱镜之间，连续光谱中就会出现一些黑色条带，这些条带位于色条带，这些条带位于红光区和蓝紫光区红光区和蓝紫光区