5.4.1 捕获光能的色素和结构-2024-2025学年高一生物同步高效教学课件（人教版2019必修1）

2.液滴移动法判断细胞呼吸的方式 （1）装置一烧杯内是氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的作用是吸收细胞呼吸产生的CO2，所以装置一测量的是细胞呼吸消耗的氧气的量，液滴移动说明有氧气消耗，则一定有有氧呼吸； （2）装置二烧杯内是清水，清水不能吸收气体，也不释放气体，该装置测量的是细胞呼吸释放的CO2的量和消耗O2的量的差值，液滴移动则说明有产生酒精的无氧呼吸存在； 实验结果 结论 装置一液滴 装置二液滴 不动 不动 不动 右移 左移 右移 左移 不动 只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子死亡 只进行产生酒精的无氧呼吸 进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸 注意：1、为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置及所测材料进行消毒处理。 2、为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测定的生物材料灭活（将种子煮熟），其他条件均不变。 在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如表。若底物是葡萄糖，则下列叙述中正确的是(　　) 条件 a b c d CO2释放量 10 8 6 7 O2吸收量 0 3 4 7 A．a条件下，呼吸产物除CO2外还有乙醇或乳酸 B．b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸少 C．c条件下，种子消耗的葡萄糖最少 D．d条件下，产生的CO2来自细胞质基质和线粒体 B 现代温室大棚的“神器” 红色日光灯 红色/蓝色LED灯 二氧化碳发生器 玉米（白化苗） 玉米（正常苗） 白化苗由于不能形成叶绿素，无法进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。 捕获光能的色素 这说明光合作用需要色素去捕获光能。 白化苗不能进行光合作用，无法制造有机养料 正常幼苗能进行光合作用制造有机养料 那绿叶中有哪些色素呢？ 6 绿叶中色素的提取和分离 不同的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越高的色素随层析液在滤纸上的扩散速度就越快，反之则慢。 实验原理2个： 1.提取色素的原理 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。 实验 2.分离色素的原理： 实验用到哪些试剂和药品？ 无水乙醇 *可用体积分数为95%的乙醇加入适量无水碳酸钠来代替 层析液 *成分: 20份__________________________、 2份_____和1份___混合而成； 在60-90℃下分馏出来的石油醚 丙酮 苯 二氧化硅 *有助于研磨得充分； 碳酸钙 *防止研磨中色素（主要保护叶绿素）被破坏； *作用：溶解色素、提取色素； *作用：分离色素 ①5g新鲜绿叶→剪碎置研钵中 方法步骤： ②加入少许二氧化硅和碳酸钙，再放入10ml无水乙醇 色素多，深绿最好 研磨更充分 防止色素被破坏 溶解、提取色素 1. 提取绿叶中的色素： ★要求：要迅速、充分 防止溶剂挥发，充分溶解色素 (2)过滤：获取色素滤液 ★注意用棉塞将试管口塞严 防止溶剂挥发和色素分子被氧化 单层尼龙布： 滤纸、纱布会吸附色素 2.制备滤纸条： 干燥的定性滤纸 1cm 铅笔线 要剪去两角 减少边缘效应，使层析液同时到达滤液细线。 3.画滤液细线 ★要求：细、直、齐 注意：待滤液干后，再画一两次。 为防止色素带重叠而影响分离效果 用毛细吸管，吸取少量滤液，沿着铅笔线均匀地画 （积累更多的色素） 使色素带更清晰 4.分离色素（纸层析法）： （防止层析液挥发，因其易挥发且有毒） 将滤纸条有滤液细线的一端插入层析液。 防止色素溶解于层析液中而无法分离 注意：不能让滤液细线触及层析液 为何要盖上培养皿？ 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 5.观察与记录 （黄绿色） （橙黄色） （黄 色） （蓝绿色) *色素的宽窄可以表示色素的含量！！ 溶解度从高到低依次为 胡黄ab 从上往下依次是： 胡黄ab 叶绿素 类胡萝卜素 （含量约3/4） （含量约1/4） 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） 绿叶中的色素 功能：吸收、传递和转化光能 最窄 最宽 15 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 叶绿体中的色素 叶绿素（占总量的3/4） 类胡萝卜素 （占总量的1/4） 影响叶绿素合成的因素 温度 Mg2+等 光照 C55H72O5N4Mg C55H70O6N4Mg 17 异常现象的分析 若色素提取液呈淡绿色的，其原因有 ①选取的叶片颜色不是浓绿色或称取的绿叶过少或放置数天的菠菜叶，色素含量少 ②加入的无水乙醇过多，色素溶液浓度小 ③未加碳酸钙或加入的过少，色素分子部分破坏 ④研磨不充分，色素未能充分提取出来 若色素带颜色较浅，其原因有 ⑤划滤液细线的次数太少，滤纸条上的色素含量少 ⑥层析时，部分滤液细线已触及层析液 同上4点 提取液 色素带 拓展实验 如果在圆形滤纸的中央点开始，对叶绿体的色素进行层析，会看到什么现象？ 会出现四个同心圆的色素带，从外往里依次为____________________________________________； 胡萝卜橙黄、叶黄黄、a蓝绿、b黄绿 A B C 1、下图表示叶绿体色素提取和分离实验的部分材料和用具。据图回答： ① ② ③ 绿叶 ④ ⑴图中加入研钵内的物质：A 10毫升；作用是 ； B 少许，作用是研磨得充分；C 少许，作用是 。 ⑵将研磨液倒入②中时，漏斗基部放 。 ⑶剪去两角的作用是 。画 滤液细线的要求是 。 无水乙醇 溶解色素 二氧化硅 碳酸钙 防止研磨过程中叶绿素被破坏 一块单层尼龙布 防止两边色素层析时扩散过快 细、齐、直 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 （6）色素带最宽的是 ， 扩散最快的色素是 。 ⑷上图中④层析操作过程应注意 ； 层析原理是 ； 加盖的目的是 。 防止层析液挥发 层析液不要没及滤液细线 色素在层析液中溶解度不同，在滤纸条上的扩散速度不同 叶绿素a 胡萝卜素 （5）选材：应选取鲜嫩、颜色 的叶片，以保证含有较多色素。 深绿 胡萝卜素（橙黄色） 叶绿素ａ（蓝绿色） 叶绿素ｂ（黄绿色） 叶黄素（黄色） 判断 1.类囊体堆叠形成基粒极大的扩大了光合作用的反应面积（ ） 2.光合色素都分布在类囊体的双层薄膜上（ ） 3.提取叶绿素时选用层析液的原因是色素可溶于有机溶剂（ ） √ × × 4.在叶绿体色素的提取和分离实验中，收集到的滤液绿色过浅，其原因可能是( ) D ①未加石英砂，研磨不充分 ②一次加入大量的无水乙醇提取 ③分次加入少量无水乙醇提取 ④使用放置数天的菠菜叶 A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④ 色素的吸收光谱 叶绿素溶液 思考 树叶为什么是绿色？ 因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片才呈现绿色（不透明的物体由反射的光决定颜色）。 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 叶绿素溶液 类胡萝卜素溶液 2、银杏的叶秋季为什么变黄了？ 秋季，叶片的叶绿素分子在低温下被破坏，而类胡萝卜素较稳定，所以显出类胡萝卜素的颜色。 3、秋天枫叶变红色的原因是什么？ 秋天叶绿体内的色素主要类胡萝卜素，呈橙黄色和黄色；液泡内的色素主要是花青素，在酸性条件下呈红色 叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱 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 。 蓝紫光和红光 蓝紫光 知识拓展 光是一种电磁波； 可见光的波长是400-760nm； 不同波长的光，颜色不同； 波长小于400nm的光是紫外光； 波长大于760nm的光是红外光； 一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光； 吸收 传递 转化 光能 1、根据刚才我们对不同色素对不同波长的光吸收的特点，温室或大棚种植蔬菜时应该选择什么补光灯进行补光？为什么？ 红光、蓝紫光。 2、甲、乙、丙三盆麦苗哪个生长最快？ 丙>乙>甲 问题探讨---理论联系实际 无色（或白色）透明薄膜 绿色透明薄膜 蓝紫色透明薄膜 阳光 甲 乙 丙 透明物体颜色由透过的光决定颜色， 其他颜色被薄膜吸收 28 25 叶绿体的结构适用于进行光合作用 外膜 内膜 基粒 基质 类囊体 类囊体薄膜上(基粒) 类囊体薄膜和叶绿体基质 色素分布： 酶分布： 众多的基粒和类囊体极大地扩展了受光的面积。 27 1881年恩格尔曼的实验 没空气，黑暗，用极细光束照射 放在光下 有关叶绿体的功能的实验： （1）恩格尔曼第一实验的结论是什么？ 氧气是由叶绿体释放出来的； 叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所 （2）恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？ 水绵： 叶绿体细而长，呈螺旋式带状，便于观察。 好氧细菌： 确定释放氧气多的部位。 无空气、黑暗环境： 排除氧气和光的干扰。 对照实验设计巧妙： 极细光束——有光、无光 （3）在第二个实验中，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，为什么？ 因为水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光， 在此波长光照射下，叶绿体会释放氧气，适于好氧细菌 在此区域分布。 （4）综合上述资料，你认为叶绿体具有什么功能？ 叶绿体是进行光合作用的场所 光合作用的场所只能是叶绿体吗？ 蓝细菌、光合细菌等没有叶绿体也能进行光合作用。 $$