5.4.1 捕获光能的色素和结构 课件(共23张PPT) 2023-2024学年高一生物人教版（2019）必修1

(共23张PPT)
第1课时 捕获光能的色素和结构
第4节
1.尝试提取和分离绿叶中的色素，简述绿叶中色素的种类及其功能
2.解释叶绿体适于进行光合作用的结构特点
正常植株可以进行光合作用，并不断生长发育；而白化植株待种子中贮存的养分耗尽就会死去。
植物的叶片中含有哪些色素呢？怎样提取这些色素呢？
捕获光能的色素
提取色素要注意什么？
1. 破碎细胞及叶绿体，使色素充分释放。
2. 保证色素的结构和活性不被破坏。
3. 使色素溶解于试剂中。
捕获光能的色素
1.提取色素的原理
一、绿叶中色素的提取
叶绿体中的色素属于脂溶性色素，不溶于水，易溶于有机溶剂，因此可用无水乙醇等有机溶剂来提取。
2、方法步骤
称取5g绿叶，剪去主脉，剪碎，放入研钵
向研钵中放入少许二氧化硅和碳酸钙，再加入5～10mL无水乙醇，迅速、充分地进行研磨
将研磨液迅速倒入玻璃漏斗（漏斗基部放一块单层尼龙布）进行过滤
将滤液收集到试管中，及时用棉塞将试管口塞严
SiO2：使碾磨充分
CaCO3：防止色素被破坏
无水乙醇：提取色素
加入物质的作用分别是什么？
为什么研磨过程要迅速且充分？
为什么试管要塞棉塞？
过滤时漏斗基部的单层尼龙布可以用滤纸代替吗？
思考
减少提取液挥发和色素氧化；充分溶解色素；
减少提取液挥发和色素被氧化
不可以；滤纸的吸附性强，会导致滤液中色素的浓度过低。
二、色素的分离
不同色素在层析液中的溶解度不同。溶解度高的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度快；溶解度低的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度慢。
1.分离色素的原理：
2、方法步骤
铅笔线
画铅笔细线
将干燥的定性滤纸剪成宽度略小于试管直径、长度略小于试管长度的滤纸条，再将滤纸条一端剪去两角
在距剪去两角一端底部1cm处用铅笔画一条细的横线
减去两角的目的：
防止层析液从边缘扩散速度太快。
①制备滤纸条
②画滤液细线
滤液细线的要求：
细、直、齐
（使色素处于同一起跑线）；
重复2—3次
（防止色素太少分离现象不明显）。
用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀的画出一条细线（也可将滤液倒入培养皿，再用盖玻片蘸取滤液，在横线处按压出均匀的细线）。待滤液干后，再重画一到两次
2、方法步骤
注意
（1）滤液细线不能触到层析液，防止色素溶解在层析液中。
（2）试管要塞上棉塞、烧杯要盖上培养皿，因为层析液易挥发且有毒。且应在通风好的条件下进行，实验结束应尽快用肥皂将手洗干净。
③分离绿叶中的色素
分离绿叶中色素的实验装置
层析液
培养皿
滤液细线
装置一
装置二
2、方法步骤
避免色素含量过少，导致实验效果不明显；防止画线时滤纸条破损
防止色素溶解在层析液中
防止层析液挥发，污染空气
1.为什么要重复画几次？两次之间为什么要干燥？
2.为什么不能让滤液细线触及层析液？
3.为什么烧杯要盖培养皿，试管要塞棉塞？
思考
④观察与记录
2、方法步骤
观察：色素带的数目、颜色、宽窄以及排列顺序是怎样的？
胡萝卜素（橙黄色）
叶黄素（黄色）
叶绿素a (蓝绿色)
叶绿素b（黄绿色）
叶绿素
3 /4
类胡萝卜素
1 /4
绿叶中的色素
三、色素的种类和含量
四、色素对光的吸收
叶绿体中的色素提取液
色素的作用：吸收一部分太阳光。
大量科学实验表明：叶绿素主要吸收蓝紫光和红橙光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱
实验总结 填一填：
色素 色素颜色 含量 溶解度 扩散速度 吸收光能
橙黄色
黄色
蓝绿色
黄绿色
最少
较少
最多
较多
最大
较大
较小
最小
最快
较快
较慢
最慢
蓝紫光
蓝紫光
红光
胡萝卜素
叶黄素
叶绿素ａ
叶绿素ｂ
对植物而言，叶绿素分子对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以植物的叶片呈现绿色。
叶绿素含量是类胡萝卜素的3倍，也是叶片呈绿色的原因。
为什么植物的叶片呈现绿色？
提出问题：与光合作用有关的色素存在于哪呢？
叶绿体的结构适于进行光合作用
捕获光能的结构——叶绿体
色素　 酶
①
②
④
⑤
③
外膜
内膜
基质
基粒
类囊体
分布：
主要分布在绿色植物的叶肉细胞
形态：
一般呈扁平的椭球形或球形
结构：
外膜
内膜
基粒
由两个以上的类囊体堆叠而成，极大地扩展了受光面积，类囊体薄膜上含色素和酶
基质
含多种光合作用所必需的酶
透明，有利于光线的透过
叶绿体除了吸收光能外，还有什么功能呢？
结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。
水绵
好氧细菌
黑暗处理
极细光束照射
暴露在光下
恩格尔曼实验一
思考讨论
恩格尔曼实验二
大量的需氧细菌聚焦在红光和蓝紫光区域
叶绿体是进行光合作用的场所，并且能吸收特定波长的光。
水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在此波长的照射下，叶绿体会释放氧气，适于好氧细菌在此区域分布。
恩格尔曼的实验直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。
结合其他的实验证据，科学家们得出叶绿体是光合作用的场所这一结论。
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。这是叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础。