1、必修1第5章第5节 第一课时捕获光能的色素和结构及探究历程 一、实验：绿叶中色素的提取和分离 1.原理：提取：无水乙醇 分离：纸层析法 2.步骤：(1)提取色素：研磨：SiO2（研磨充分）CaCO3（保护色素）过滤：获取绿色滤液（试管口加棉花防挥发）取5g鲜叶 （2）准备滤纸条 画滤液细线：滤液细线（细、直，重复2 3遍）（3）分离色素：层析液不能没 及滤液线 培养皿加盖防挥发 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 3.实验中的注意事项 选材：应选取鲜嫩、颜色深绿的叶片，以保证含有较多的色素。提取色素：研磨要迅速、充分，且加入各物质的量要成比例，以保证提取较多的色素和色素浓度适宜。画滤液细线：
2、用力要均匀，快慢要适中。滤液细线要细、直，且干燥后重复画一两次，使滤液细线既有较多的色素，又使各色素扩散的起点相同。色素分离：滤液细线不要触及层析液，否则滤液细线中的色素分子将溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带。4.色素提取液呈淡黄绿色的原因分析 研磨不充分，色素未能充分提取出来。称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小。未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。【典型例题】B（2015上海卷.21）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 点拨：研磨速度慢会影响色素的提
3、取，加入石英石目的是使研磨充分，有利用色素的提取。不加碳酸钙研磨过程中叶绿素被破坏，导致提取液颜色偏黄绿色。脱脂棉过滤不彻底会出现浑浊现象，主要影响的不是提取液的颜色。一次加入无水乙醇过多到时提取的滤液中色素含量少，整体颜色变浅。叶绿体中的色素 叶绿素（含量约占总量的3/4）类胡萝卜素（含量约占总量的1/4）主要吸收蓝紫光和红光 主要吸收蓝紫光 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）二、叶绿体中的色素 1.色素的种类与功能 2.影响叶绿素合成的因素 光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一 般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。温度：温度可影响与叶绿素合成有关
4、的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。低温时，叶绿素分子易被破坏，而使叶子变黄。必需元素：叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶变黄。另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，叶变黄。外膜 内膜 基粒 基质 类囊体 3.叶绿体的结构与功能 色素分布：类囊体薄膜上 酶分布：类囊体薄膜和基质 功能：光合作用场所(2013课标，2)关于叶绿素的叙述，错误的是()。A叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素 B被叶绿素吸收的光可用于光合作用 C叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同 D植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光【典型例题】D 点拨：叶绿素
5、的中心元素是镁元素。色素的作用是吸收、传递、转化光能，进行光合作用。叶绿素a比叶绿素b在红光区的吸收峰值高。叶绿素绿光吸收最少，反射多，所以叶片呈现绿色。三、光合作用的探索历程(连一连)AbCa Ee Dc Bd 同位素标记法 自身对照 光合作用的探究历程中的几个重要实验分析 1.萨克斯的实验 实验过程及现象 黑暗中饥饿处理的绿叶一半曝光用碘蒸气处理变蓝，另一半遮光用碘蒸气处理不变蓝。实验分析 设置了自身对照，自变量为照光和遮光，因变量是颜色变化（有无淀粉生成）。实验的关键是饥饿处理，以使叶片中的营养物质消耗掉，增强了实验的说服力。为了使实验结果更明显，在用碘处理之前应用热酒精对叶片进行脱绿处
6、理。本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外，还证明了光是光合作用的必要条件。2.鲁宾和卡门的实验 实验过程及结论 H218OCO2植物18O2；H2OC18O2植物O2。光合作用释放的O2全部来自水。实验分析 设置了对照实验，自变量是标记物质（H218O和C18O2），因变量是O2的放射性。3.恩格尔曼的实验(1)选择水绵作为实验材料的原因是：水绵有带状叶绿体，螺旋分布在细胞中，便于观察和分析。(2)将临时装片放在黑暗和无空气的环境中是为了排除环境中光线和O2的影响。(3)设置细光线和好氧菌的好处：能够准确判断出水绵细胞中产生氧气的部位。【典型例题】1.（2013海南卷）10.某植物叶片不同部位
7、的颜色不同，将该植物在黑暗中放置48h后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。在日光下照光一段时间，去除锡箔纸，用碘染色法处理叶片，观察到叶片有的部位出现蓝色，有的没有出现蓝色。其中，没有出现蓝色的部位是（）A.a、b和d B.a、c和e C.c、d和e D.b、c和e B 点拨：黄白色区域a和e不含叶绿体，c处含有叶绿体，不能接受光照，都不能进行光合作用产生淀粉，加碘液不会变蓝。2.为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是（）A光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液 B光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液 C黑暗、有空气
8、、临时装片中无NaHCO3稀溶液 D黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液 B 点拨：水绵进行光合作用需要光照和CO2，NaHCO3可为水绵提供CO2。选用没有空气的环境，是为了排除实验前环境中氧的影响，确保实验的准确性。先选用极细光束，用好氧细菌检测，能准确判断水绵细胞中释放氧的部位；而后用完全曝光的水绵与之做对照，从而证明了实验结果完全是由光照引起的，氧是由叶绿体释放出来的。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【课堂小结】