第4節

光合作用與能量轉化賀老師第3章細胞的基本結構葉子概念車（光合作用汽車）光合作用是唯一能夠捕獲和轉化光能的生物學途徑。因此,有人稱光合作用是“地球上最重要的化學反應"植物捕獲光能需要特定的物質和結構，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？太陽能電能機械能

植物的葉片多數是綠色的，說明其中有綠色的色素。玉米中有時會出現白化苗。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”能持續正常地生長嗎？不能，白化苗不能進行光合作用，待種子中貯存的養分耗盡就會死亡。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葉綠體像太陽能電池板一樣能夠吸收和轉化光能探究·實踐《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

等有機溶劑來提取。有機溶劑無水乙醇1.實驗原理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。層析液溶解度擴散更快2.實驗方法（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·實踐《綠葉中色素的提取與分離》SiO2無水乙醇CaCO3探究·實踐《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量少。③色素提取時所用試劑及作用？①菠菜葉放置24-36小時的原因？②研磨時應注意什么？原因為何？任務1：根據視頻回答相關問題。使研磨充分溶解色素色素提取時，研磨葉片會導致液泡中的有機酸釋放，已知在酸性條件下，葉綠素分子中的Mg2+可以被H+取代，導致葉綠素被破壞。中和酸性物質，保護葉綠素探究·實踐《綠葉中色素的提取與分離》1.濾紙條為什么要剪去兩角？2.濾液細線的劃線原則？3.層析液能否沒過濾液細線？4.分離后的色素有幾種？2分離綠葉中的色素探究·實踐《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，使層析液在濾紙條上擴散均勻。2.濾液細線的劃線原則？★要求：細、直、齊注意：待濾液干后，再畫一兩次。增加濾液細線中色素的含量，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）（藍綠色）（黃綠色)探究·實踐《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——色素的擴散速度——代表色素的種類與溶解度有關光合色素探究·實踐《綠葉中色素的提取與分離》1.如圖表示某同學做“綠葉中色素的提取和分離”實驗的改進裝置。

應將濾液滴在a處還是b處？實驗改進與思考

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

。思考:探究·實踐《綠葉中色素的提取與分離》(4)綠葉中色素的提取和分離實驗的異常現象分析①使用放置數天的菠菜葉，濾液色素(葉綠素)太少。濾液細線畫得過粗或不整齊，使色素擴散不一致造成的。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。不同色素對光的吸收差異陽光(白光)在穿過三棱鏡時，不同波長的光會分散開，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

。對照組實驗組單一變量：有無光合色素紅光藍紫光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

。紅光藍紫光吸收峰值藍紫光紅光問題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變黃？秋天時，低溫和植物體內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胞中變成紅色，而葉綠素逐漸降解，葉片呈現紅色。捕獲光能的色素問題4:冬季時，為了增加蔬菜的產量，應該選紅色、藍色還是無色的大棚塑料薄膜？應選無色的大棚塑料薄膜。因為太陽光由七色光組成，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，為了增加蔬菜的產量，在功率相同的情況下，應選擇什么顏色(“藍紫光和紅光”或“白光”)的照明燈為蔬菜補充光源？為什么？應選擇藍紫光和紅光。因為在照明燈功率相同的情況下，選用藍紫光和紅光的照明燈補充光源，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膜光鏡下基粒基質類囊體薄膜、葉綠體基質色素分布：類囊體薄膜上酶分布：捕捉光能的色素在細胞中的哪個部位？色素酶葉綠體內有如此多的類囊體堆疊成基粒，優點是？

極大地擴展了受光面積，擴大色素和酶的附著位點。類囊體基粒堆疊恩格爾曼的實驗一水綿：需氧細菌：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所需氧細菌可確定釋放O2的部位。

極細光束沒有空氣的黑暗環境，極細光束照射

均勻光照實驗材料：自變量：因變量：結

論：結

果：細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？恩格爾曼的實驗二現象：用透過三棱鏡的光照射水綿臨時裝片，發現大量的需氧細菌聚集在

區域。葉綠體中的色素主要通過吸收紅光和藍紫光來進行光合作用。

→葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所紅光和藍紫光結論：葉綠素a葉綠素b胡蘿卜素葉黃素葉綠素（約占3/4，主要吸收紅光和藍紫光）類胡蘿卜素（約占1/4，主要吸收藍紫光）綠葉中的色素（橙黃色）（黃色）（藍綠色）（黃綠色）葉綠體雙層膜基質中有許多由囊狀結構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功能結構類囊體基粒堆疊葉綠體是捕獲光能、進行光合作用的場所。二、拓展應用p1011.海洋中的藻類，習慣上依其顏色分為綠藻、褐藻和紅藻，它們在海水中的垂直分布大致依次是淺、中、深。這種現象與光能的捕獲有關嗎？有關，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。水對紅、橙光的吸收比對藍、綠光的吸收要多，即到達深水層的光線是短波長的紅光，因此，吸收紅光和藍紫光較多的綠藻分布于水的淺層，吸收藍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，習慣上依其顏色分為綠藻、褐藻和紅藻，它們在海水中的垂直分布大致依次是淺、中、深。這種現象與光能的捕獲有關嗎？請解釋。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紫光，反射綠光淺水層：存在紅光和藍紫光。褐藻某種葉黃素主要吸收綠光和藍紫光，反射紅黃光中水層：存在綠