5.4.1捕获光能的色素和结构课件-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第5章 细胞的能量供应和利用 第4节 捕获光能的色素和结构 . 1 教学目标： 1：尝试提取和分离绿叶中的色素，简述绿叶中色素的功能及其特点。 2：清楚掌握叶绿素提取和分离的原理。 3：了解实验过程所用碳酸钠，二氧化硅，无水乙醇，层析液、尼龙布的用途以及作用原理。 2 在大自然中，植物的花、叶、果实、皮等往往呈现出各种各样的颜色，这与植物自身内部的天然色素有关。而不同植物合成适应自身特点的有机色素分子的能力各有差异，因此，不同的植物会表现出不同的体色及花色。那么，植物的这些有机色素分子都有哪些？它们对植物分别有什么作用？有什么研究价值和用途？今天我们一起来进行学习。 正常幼苗 正常幼苗与白化幼苗相比，白化幼苗因为无法制造养分，会在自身养分消耗殆尽以后就死掉。 白化幼苗 1.提取绿叶中的色素 实验一：绿叶中色素的提取与分离 提取原理： 实验用品及功能： ①无水乙醇： ②二氧化硅： ③碳酸钙： ④单层尼龙布： 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中 实验步骤 1.取材：称取新鲜绿叶5克。 2.研磨：剪去较粗大叶脉，剪碎，放入研钵中，加入少数二氧化硅，碳酸钠，再加入5-10毫升无水乙醇，充分研磨。 实验步骤 3.过滤：漏斗基部放置单层尼龙布，将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中，进行过滤。 4.收集：用试管收集色素过滤以后的滤液，及时用棉塞将试管口塞紧。 2.分离绿叶中的色素 ①.分离绿叶中的色素的方法：纸层析法 ②.分离绿叶中的色素的原理： 不同色素在层析液中的溶解度存在差异。 溶解度高的色素，随层析液在滤纸上扩散速度快； 溶解度低的色素，随层析液在滤纸上扩散速度慢。 实验步骤 ①.制备滤纸条 ②.画滤液细线（可重复1-2次） 装置示意图 ③.纸条尖端放入层析液中进行分离 绿叶中色素的提取和分离实验操作视频 探讨一：色素提取实验过程分析 1、 为什么要选新鲜绿色的幼嫩叶片? 因为叶绿色含N﹑Mg，而老叶中这两种矿质元素很多已经分解转移，所以鲜绿色的幼叶中叶绿素的含量高，适合于实验. 2.为什么研磨时加无水乙醇或丙酮 3.为什么加入少许二氧化硅?能否用较坚硬河沙、小石子代替？ 　在提取色素的过程中，要加人少许二氧化硅。原来是为了研磨得充分。二氧化硅就是石英沙子，研磨时可以增大强度，加快细胞和叶绿体的破裂，而使叶绿体中的色素释放出来。 因为色素是有机物，根据相似相溶性原理，无水乙醇或丙酮能溶解色素 　4、为什么加入少许碳酸钙? 在提取色素的过程中，要加人少许碳酸钙。原来是为了防止在研磨时叶绿体中的色素受到破坏。叶绿体中的色素原本所处的环境具微碱性。在实验中，研磨会使细胞结构遭到破坏，细胞液中有机酸流出，酸性的细胞液就会接触到叶绿体中的色素，致使叶绿素的分子结构遭到破坏，使叶绿素失镁，呈黄褐色，如同我们看到到腌制的黄瓜会变色一样，而碳酸钙是强碱弱酸盐，碳酸钙在水中的溶解度很小，但还是有一部分得到溶解，中和细胞液的酸性，制造了一个弱碱环境，保护了色素 5.为什么用单层尼龙布过滤? 在过滤时，漏斗基部放一块单层尼龙布，老教材中是用滤纸来过滤的。过滤的目的是去掉不需要的杂质如破碎的细胞、二氧化硅、碳酸钙等，相对而言，单层尼龙布可以让色素溶液更好地通过效果比滤纸要好。 1.为什么滤纸预先干燥处理? 2.为什么滤液细线要直、细、匀? 因为滤液细线只有画得细而直，才能使色素随层析液扩散的起点一致，这样使分离出的色素带平整不发生重叠. 探讨二：色素提取实验过程分析 这是因为干燥的滤纸，使层析液在滤纸上能快速扩散，所以预先干燥处理。 3.为什么滤液细线干燥后再画一两次? 　这样可以分离到更多的色素，使分离出的色素带清晰分明。 4.为什么滤液细线不触及层析液? 5.为什么滤液细线要直、细、匀? 因为滤液细线只有画得细而直，才能使色素随层析液扩散的起点一致，这样使分离出的色素带平整不发生重叠. 探讨二：色素提取实验过程分析 这直接关系到实验的成败如否，如果发生了这种情况，实验一定是失败的.为什么滤液细线不触及层析液是为了防止色素直接溶解到层析液中，这样就彻底得不到色素带了 实验结果： 1.滤纸条上色素从上到下分布顺序代表什么？ 实验结果分析： 2.色素带的宽带代表什么？ 溶解度由高到低，溶解度高的扩散距离就远 色素的宽度越宽，代表该色素的含量就越多 3.色素带的颜色不同意味着什么？ 不同色素吸收了不同波长的光 学科交叉： 光是一种电磁波，分为可见光和不可见光。可见光的波长是400-760 nm。不同波长的光，颜色不同。 叶绿素溶液 类胡萝卜素溶液 小探究： 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 。 光合色素的吸收光谱 与生活的联系:结合色素的吸收光谱分析实际问题