第5章第4节 光合作用与能量转化
（1）捕获光能的色素和结构
【学习目标】
1.说明绿叶中色素的种类和作用。
2.说明叶绿体的结构和功能。
3.进行绿叶中色素的提取和分离的实验操作。
【导入】
大棚种植蔬菜，遇到阴天或雨天，为什么要进行补光，人工光源对生产蔬菜有什么好处？
【新知讲解】
一、叶绿体中色素的提取和分离
1．色素的提取
(1)原理
绿叶中的色素能溶解在有机溶剂 中。
(2)实验用品及作用[连线]
①无水乙醇 a．过滤
②SiO2 b．溶解色素、提取色素
③CaCO3 c．有助于研磨充分
④单层尼龙布 d．防止研磨中色素被破坏
(3)实验步骤
取材：称取5 g绿叶， ，放入研钵中
↓
研磨：
↓
过滤：漏斗基部放一块 ，将研磨液迅速倒入
玻璃漏斗中进行过滤
↓
收集：用小试管收集色素滤液，及时将试管口用 塞紧
2．色素的分离
(1)实验原理：绿叶中的色素在层析液中的 不同，它们随层析液在滤纸条上的 速度也不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得 ；反之则慢。这样，色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。
（2）观察结果
滤纸条上色素带有四条，如下图所示：
结果分析：
(1)色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有_______________。
(2)色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含量越多。色素带最宽的是__________，最窄的是____________，叶绿素b的色素带比叶黄素的稍宽。
(3)色素带扩散速度与__________有关，扩散速度越快说明_____________。
3．绿叶中色素的吸收光谱
叶绿素a和叶绿素b主要吸收_________________，胡萝卜素和叶黄素主要吸收__________。
二、叶绿体的结构
1.电子显微镜下叶绿体的结构如图① ②
③是（ ） ，其中色素分布在________.
2.形态：一般呈扁平的 。
叶绿体由双层膜包被，内部有许多基粒。每个基粒都由一个个圆饼状的 堆叠而成，这些囊状结构称为 。吸收光能的4种色素就分布在 上。基粒与基粒之间充满了 。
3.叶绿体的功能：进行 的场所。
【练习题】
1.苋菜叶片细胞中除了叶绿体含有色素外，液泡中也含有溶于水但不溶于有机溶剂的花青素(呈现红色)。某探究小组用50%的乙醇提取苋菜叶片中的色素，然后用层析液分离。层析结束后滤纸条上色素带由上到下，叙述正确的是( )
A.第四条色素带对应的色素在层析液中溶解度最小
B.第一条色素带的带宽比第二条色素带窄
C.第三条色素带对应的色素是呈现黄绿色的叶绿素b
D.如果采用圆形滤纸法分离色素，则最外一圈的颜色为红色
2.从新鲜的菠菜叶片提取叶绿体色素,发现提取液明显偏黄绿色,最可能的原因是( )
A.加入的石英砂太多 B.没有加入碳酸钙
C.用脱脂棉过滤不彻底 D.一次加入过多无水乙醇
3.采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，下列叙述错误的是( )
A.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂
B.研磨时加入CaCO3可以防止叶绿素被氧化破坏
C.研磨时添加石英砂有助于色素提取
D.画滤液细线时应尽量减少样液扩散
4.如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻（蓝细菌）经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是( )
A.研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素 B.层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液
C.在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作 D.实验验证了该种蓝藻（蓝细菌）没有叶绿素b
参考答案
【导入】用人工光源可以避免由于自然环境中光照强度不足导致光合作用强度低而造成的减产。同时，人工光源的强度和不同色光是可以调控的，可以根据植物生长的情况进行调节，以使蔬菜产量达到最大。
【新知讲解】
1、 1.无水乙醇 ①－b ②－c ③－d ④－a
剪碎 单层尼龙布 棉塞
2.溶解度 扩散 快 橙黄色 黄色 蓝绿色 黄绿色 类胡萝卜素 叶绿素
四种色素 叶绿素a 胡萝卜素 在层析液中的溶解度 溶解度越大
3. 蓝紫光和红光 蓝紫光
二、1.外膜 类囊体 叶绿体基质 2.椭球形或球形 囊状结构 类囊体 类囊体 基质
3.光合作用
【练习】 B D C B
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）(共20张PPT)
5.4.1光合作用与能量转化
人教版2019 必修一
新知导入
大棚种植蔬菜，遇到阴天或雨天，为什么要进行补光，人工光源对生产蔬菜有什么好处？
用人工光源可以避免由于自然环境中光照强度不足导致光合作用强度低而造成的减产。同时，人工光源的强度和不同色光是可以调控的，可以根据植物生长的情况进行调节，以使蔬菜产量达到最大。
新知导入
本节要点
一、捕获光能的色素和结构
绿叶中色素的提取和分离
二、叶绿体的结构适于进行光合作用
叶绿体的结构
恩格尔曼实验
新知讲解
一、捕获光能的色素
探究实验绿叶中色素的提取和分离
1.实验目的
进行绿叶中色素的提取和分离
探究绿叶中含有几种色素
2.实验原理
绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，用无水乙醇提取绿叶中的色素；色素不只一种，它们在层析液中的溶解度不同，溶解度越高扩散速度越快从而将色素分开。
3.材料用具及试剂
新鲜的绿叶，干燥的定性滤纸，试管架，研钵，玻璃漏斗，毛细吸管，量筒等。无水乙醇、层析液（由20份石油醚+2份丙酮+1份苯）、二氧化硅和碳酸钙
实验探究
4.实验步骤（分组探究）
秤取绿叶
研钵研磨
过滤
制备
滤纸条
画滤液细线
分离绿叶中的色素
观察
与记录
绿叶中色素的提取和分离
5、实验结果
——黄绿色(叶绿素b)
——蓝绿色(叶绿素a)
——黄色(叶黄素)
——橙黄色(胡萝卜素)
结果分析
①从色素带的位置可知各种色素在层析液中溶解度的高低依次是：
胡萝卜素﹥叶黄素﹥叶绿素a﹥叶绿素b。
②从色素带的宽度可知各种色素的含量一般是：
叶绿素a ﹥叶绿素b ﹥叶黄素﹥胡萝卜素。
色素作用：色素可以吸收光能、传递光能和转化光能。
绿
叶
中
的
色
素
的
种
类
叶绿素a (蓝绿色)
类胡萝卜素
叶绿素
胡萝卜素（橙黄色）
叶黄素（黄色）
叶绿素b（黄绿色）
1 /4
3 /4
主要吸收蓝紫光
主要吸收蓝紫光和红光
科学家发现，叶绿素并非遍布整个植物细胞，而是集中在一个更小的结构里----叶绿体。
新知讲解
1.光学显微镜下叶绿体呈椭球形或球形
二、叶绿体的结构适用于光合作用
2.电镜下的叶绿体结构
内膜
外膜
类囊体
基质
基粒
叶绿体
色素
新知讲解
3.叶绿体适于光合作用的结构
每个基粒都含有两个以上的类囊体，多大可达100个以上。叶绿体内有如此众多的基粒和类囊体，极大地扩展了受光面积。
叶绿体除吸收光能外，还有什么功能呢？
在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子，在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。
合作探究
4.恩格尔曼的实验1
实验材料：水绵（叶绿体呈螺旋带状分布）
需氧型细菌
实验设计：把载有水绵和需氧细菌的临时装片放在没有空气的小室内，黑暗中用极细的光束照射水绵。
实验条件：没有空气 ， 黑暗
实验结果: 细菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位；如果把装置放在光下，细菌则分布在叶绿体所有受光部位。
合作探究
分析恩格尔曼实验
1.实验中有没有对照？
2.实验为什么设置在没有空气的小室？
3.实验结论是什么？
有，极细光束和完全光下构成对照
实验产生氧气，这样设置排除氧气对实验结果的干扰
实验直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。
新知讲解
蓝紫光
红光
4.恩格尔曼的实验2
三棱镜
大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。
结果：
1．下列关于叶绿体内光合色素的描述，正确的是( )
A．植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不变
B．一般情况下叶绿体色素中含量最多的是叶绿素a
C．层析液中溶解度最大的光合色素是叶绿素a
D．叶绿素对绿光吸收最多，所以叶片一般呈现绿色
B
课堂练习
课堂练习
2、在叶绿体提取和分离试验中，特别要注意不能让层析液没及滤液细线，原因是（ ）
A.滤纸条上的集中色素不能扩散
B.色素沿滤纸条的扩散速度太慢，色素分离不明显
C.层析液妨碍色素的溶解
D.色素被层析液溶解不能向上扩散
D
叶绿素
类胡萝卜素
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）
（吸收红光和蓝紫光）
（吸收蓝紫光）
含量约占3/4
含量约占1/4
叶绿体是进行光合作用的场所，它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。
光合作用的色素
课堂总结
色素的提取和分离
板书设计
第四节 捕获光能的色素和结构
一、捕获光能的色素
绿叶中色素的提取和分离
胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b
二、叶绿体的结构适于进行光合作用
叶绿体的结构
恩格尔曼实验
作业布置
课后101页练习与应用
预习光合作用课时2
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