第4節(jié)

光合作用與能量轉(zhuǎn)化賀老師第3章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)葉子概念車（光合作用汽車）光合作用是唯一能夠捕獲和轉(zhuǎn)化光能的生物學(xué)途徑。因此,有人稱光合作用是“地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)"植物捕獲光能需要特定的物質(zhì)和結(jié)構(gòu)，是什么呢？它為什么可以不使用汽油呢？這款光合作用汽車的能量來源是什么？太陽能電能機(jī)械能

植物的葉片多數(shù)是綠色的，說明其中有綠色的色素。玉米中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)白化苗。證明：綠葉中的色素究竟有哪些呢？正常玉米植株和白化玉米植株“白化苗”能持續(xù)正常地生長嗎？不能，白化苗不能進(jìn)行光合作用，待種子中貯存的養(yǎng)分耗盡就會(huì)死亡。捕獲光能的色素光合作用需要色素綠葉中的色素可能與光能的捕獲有關(guān)葉綠體像太陽能電池板一樣能夠吸收和轉(zhuǎn)化光能探究·實(shí)踐《綠葉中色素的提取與分離》1提取綠葉中的色素（1）提取原理:葉綠體中的色素屬于脂溶性色素，不溶于水，易溶于

，因此可用

等有機(jī)溶劑來提取。有機(jī)溶劑無水乙醇1.實(shí)驗(yàn)原理p98（2）分離原理:各種色素在___________中的__________不同,溶解度高的隨層析液在濾紙條上的_____________,反之則慢。層析液溶解度擴(kuò)散更快2.實(shí)驗(yàn)方法（1）提取方法：（2）分離方法：過濾法紙層析法觀看《綠葉中色素的提取》視頻探究·實(shí)踐《綠葉中色素的提取與分離》SiO2無水乙醇CaCO3探究·實(shí)踐《綠葉中色素的提取與分離》葉綠體中的色素不溶于水，水分多了不利于色素的提取。迅速且充分。保證色素溶解的更加充分且揮發(fā)量少。③色素提取時(shí)所用試劑及作用？①菠菜葉放置24-36小時(shí)的原因？②研磨時(shí)應(yīng)注意什么？原因?yàn)楹危咳蝿?wù)1：根據(jù)視頻回答相關(guān)問題。使研磨充分溶解色素色素提取時(shí)，研磨葉片會(huì)導(dǎo)致液泡中的有機(jī)酸釋放，已知在酸性條件下，葉綠素分子中的Mg2+可以被H+取代，導(dǎo)致葉綠素被破壞。中和酸性物質(zhì)，保護(hù)葉綠素探究·實(shí)踐《綠葉中色素的提取與分離》1.濾紙條為什么要剪去兩角？2.濾液細(xì)線的劃線原則？3.層析液能否沒過濾液細(xì)線？4.分離后的色素有幾種？2分離綠葉中的色素探究·實(shí)踐《綠葉中色素的提取與分離》2分離綠葉中的色素1.濾紙條為什么要剪去兩角？減少邊緣效應(yīng)，使層析液在濾紙條上擴(kuò)散均勻。2.濾液細(xì)線的劃線原則？★要求：細(xì)、直、齊注意：待濾液干后，再畫一兩次。增加濾液細(xì)線中色素的含量，使分離色素帶清晰。防止色素溶解在層析液中2分離綠葉中的色素胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b4.分離后的色素有幾種？有何差異？（橙黃色）（黃色）（藍(lán)綠色）（黃綠色)探究·實(shí)踐《綠葉中色素的提取與分離》類胡蘿卜素（含量約占?）葉綠素（含量約占?）色素帶條數(shù)——色素的擴(kuò)散速度——代表色素的種類與溶解度有關(guān)光合色素探究·實(shí)踐《綠葉中色素的提取與分離》1.如圖表示某同學(xué)做“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)裝置。

應(yīng)將濾液滴在a處還是b處？實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與思考

定性濾紙培養(yǎng)皿燈芯棉胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b四個(gè)同心圓的色素帶，從外往里依次為

。思考:探究·實(shí)踐《綠葉中色素的提取與分離》(4)綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)的異常現(xiàn)象分析①使用放置數(shù)天的菠菜葉，濾液色素(葉綠素)太少。濾液細(xì)線畫得過粗或不整齊，使色素?cái)U(kuò)散不一致造成的。a.收集到的濾液中綠色過淺的原因分析b.濾紙條色素帶重疊②未加二氧化硅(石英砂)，研磨不充分。③一次加入大量的無水乙醇，提取濃度太低。④未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞。光是一種電磁波，分為可見光和不可見光。可見光的波長是400-760nm。不同波長的光，顏色不同，一般情況下，光合作用所利用的光都是可見光。不同色素對(duì)光的吸收差異陽光(白光)在穿過三棱鏡時(shí)，不同波長的光會(huì)分散開，形成不同顏色的光帶，稱為光譜。4種光合色素吸收的是什么光？四種光合色素對(duì)光的吸收有什么差別嗎？捕獲光能的色素由圖可知，光合色素主要吸收

和

。對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組單一變量：有無光合色素紅光藍(lán)紫光2光合色素的吸收光譜①葉綠素主要吸收

和

。②葉綠素a和葉綠素b的

不同。③類胡蘿卜素主要吸收

，不吸收

。紅光藍(lán)紫光吸收峰值藍(lán)紫光紅光問題1:

為什么大多植物的葉片是綠色的？①正常葉片中葉綠素含量較高，約占75%，②植物對(duì)綠光吸收最少，綠光被反射出來。問題3:

楓葉為什么是紅色的？秋天溫度降低，葉綠素分子在低溫下易被破壞，而類胡蘿卜素較穩(wěn)定，葉片顯示出類胡蘿卜素的顏色，葉片變黃。問題2:

為什么許多植物到了秋天葉子會(huì)變黃？秋天時(shí)，低溫和植物體內(nèi)積累的可溶性糖有利于液泡中花青素的形成，花青素在酸性的葉肉細(xì)胞中變成紅色，而葉綠素逐漸降解，葉片呈現(xiàn)紅色。捕獲光能的色素問題4:冬季時(shí)，為了增加蔬菜的產(chǎn)量，應(yīng)該選紅色、藍(lán)色還是無色的大棚塑料薄膜？應(yīng)選無色的大棚塑料薄膜。因?yàn)樘柟庥善呱饨M成，所以用無色的大棚塑料薄膜，植物可以獲得更多的光能。問題5:陰天時(shí)，為了增加蔬菜的產(chǎn)量，在功率相同的情況下，應(yīng)選擇什么顏色(“藍(lán)紫光和紅光”或“白光”)的照明燈為蔬菜補(bǔ)充光源？為什么？應(yīng)選擇藍(lán)紫光和紅光。因?yàn)樵谡彰鳠艄β氏嗤那闆r下，選用藍(lán)紫光和紅光的照明燈補(bǔ)充光源，植物利用光能的效率更高。電鏡下捕獲光能的色素類囊體外膜內(nèi)膜光鏡下基粒基質(zhì)類囊體薄膜、葉綠體基質(zhì)色素分布：類囊體薄膜上酶分布：捕捉光能的色素在細(xì)胞中的哪個(gè)部位？色素酶葉綠體內(nèi)有如此多的類囊體堆疊成基粒，優(yōu)點(diǎn)是？

極大地?cái)U(kuò)展了受光面積，擴(kuò)大色素和酶的附著位點(diǎn)。類囊體基粒堆疊恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)一水綿：需氧細(xì)菌：光照、黑暗需氧菌聚集部位水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察。氧是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是光合作用的場(chǎng)所需氧細(xì)菌可確定釋放O2的部位。

極細(xì)光束沒有空氣的黑暗環(huán)境，極細(xì)光束照射

均勻光照實(shí)驗(yàn)材料：自變量：因變量：結(jié)

論：結(jié)

果：細(xì)菌只向葉綠體被光束照射到的部位集中葉綠體除吸收光能外還有什么功能？恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)二現(xiàn)象：用透過三棱鏡的光照射水綿臨時(shí)裝片，發(fā)現(xiàn)大量的需氧細(xì)菌聚集在

區(qū)域。葉綠體中的色素主要通過吸收紅光和藍(lán)紫光來進(jìn)行光合作用。

→葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所紅光和藍(lán)紫光結(jié)論：葉綠素a葉綠素b胡蘿卜素葉黃素葉綠素（約占3/4，主要吸收紅光和藍(lán)紫光）類胡蘿卜素（約占1/4，主要吸收藍(lán)紫光）綠葉中的色素（橙黃色）（黃色）（藍(lán)綠色）（黃綠色）葉綠體雙層膜基質(zhì)中有許多由囊狀結(jié)構(gòu)堆疊而成的基粒光合色素分布在類囊體薄膜上，光合作用的酶分布在類囊體薄膜和基質(zhì)功能結(jié)構(gòu)類囊體基粒堆疊葉綠體是捕獲光能、進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。二、拓展應(yīng)用p1011.海洋中的藻類，習(xí)慣上依其顏色分為綠藻、褐藻和紅藻，它們?cè)诤Ｋ械拇怪狈植即笾乱来问菧\、中、深。這種現(xiàn)象與光能的捕獲有關(guān)嗎？有關(guān)，不同顏色的藻類吸收不同波長的光。藻類本身的顏色是反射出來的光，即紅藻反射出了紅光，綠藻反射出綠光，褐藻反射出黃色的光。水對(duì)紅、橙光的吸收比對(duì)藍(lán)、綠光的吸收要多，即到達(dá)深水層的光線是短波長的紅光，因此，吸收紅光和藍(lán)紫光較多的綠藻分布于水的淺層，吸收藍(lán)紫光和綠光較多的紅藻分布于海水深的地方。p101：海洋中的藻類，習(xí)慣上依其顏色分為綠藻、褐藻和紅藻，它們?cè)诤Ｋ械拇怪狈植即笾乱来问菧\、中、深。這種現(xiàn)象與光能的捕獲有關(guān)嗎？請(qǐng)解釋。藻類含量最多的色素水層及主要存在的光綠藻葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，反射綠光淺水層：存在紅光和藍(lán)紫光。褐藻某種葉黃素主要吸收綠光和藍(lán)紫光，反射紅黃光中水層：存在綠