第4節(jié)第1課時(shí)

捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)【問題探討】1、靠人工光源生產(chǎn)蔬菜有什么好處？①避免由于自然環(huán)境中光照強(qiáng)度不足導(dǎo)致光合作用低而造成減產(chǎn)；②人工光源的強(qiáng)度和不同色光是可以調(diào)整的，可根據(jù)植物生長(zhǎng)情況調(diào)節(jié)，使產(chǎn)量達(dá)到最大。2、為什么要控制二氧化碳濃度、營(yíng)養(yǎng)液成分和溫度等？

這些因素會(huì)影響植物光合作用的強(qiáng)度（生長(zhǎng)），通過控制以便植物達(dá)到最佳生長(zhǎng)狀態(tài)。

你參觀或聽說過植物工廠嗎？植物工廠在人工精密的控制光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度和營(yíng)養(yǎng)液成分條件下，生產(chǎn)蔬菜和其他植物。有的蔬菜工廠完全依賴LED燈等人工光源，其中常見的是紅色、藍(lán)色和白色光源。白化苗由于不含綠色的色素，無法進(jìn)行光合作用，種子貯存的養(yǎng)分耗盡就會(huì)死亡?？梢姡饽艿牟东@與葉片中的

有關(guān)。一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)色素正常玉米植株（綠色）白化玉米植株（白色）一捕獲光能的色素

綠葉中究竟有哪些色素呢？一捕獲光能的色素（一）實(shí)驗(yàn)原理（1）提取原理：綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑_______________中。（2）分離原理：各種色素在___________中的__________不同，溶解度高的隨層析液在濾紙條上的_____________,反之則慢。無水乙醇層析液溶解度擴(kuò)散更快（二）實(shí)驗(yàn)方法分離方法：紙層析法1.綠葉中色素的提取和分離（三）實(shí)驗(yàn)步驟1.綠葉中色素的提取和分離（1）提取綠葉中的色素

稱取5g菠菜葉，剪碎，放入研缽中；加少許二氧化硅和碳酸鈣，再加入10mL無水乙醇，進(jìn)行迅速、充分的研磨。防止色素破壞（三）實(shí)驗(yàn)步驟研磨得更充分1.綠葉中色素的提取和分離將研磨液迅速倒入玻璃漏斗中(單層尼龍布)進(jìn)行過濾。用棉塞塞嚴(yán)防止乙醇揮發(fā)和色素氧化不用濾紙，會(huì)吸附色素（1）提取綠葉中的色素1.綠葉中色素的提取和分離（2）制備濾紙條干燥的定性濾紙避免層析液在邊緣擴(kuò)散過快，使分離出的色素帶平齊。①將濾紙剪成能放入燒杯中的濾紙條②在濾紙條一端剪去兩角③在距去角一端1cm處用鉛筆畫一條細(xì)的橫線鉛筆線剪兩角1.綠葉中色素的提取和分離(3)畫濾液細(xì)線★要求：細(xì)、直、齊；重復(fù)1—2次使分離的出色素帶平整、不重疊增加色素濃度，使分離出的色素帶明顯。1.綠葉中色素的提取和分離1cm層析液(4)分離綠葉中的色素——紙層析法原理：溶解度高的色素隨層析液在濾紙上_____________;反之，則慢。擴(kuò)散得快將濾紙條有濾液細(xì)線的一端插入_________。層析液1.綠葉中色素的提取和分離思考：1、為何濾液細(xì)線不能觸及層析液？2、為何要蓋上培養(yǎng)皿？防止色素溶解在層析液中防止層析液揮發(fā)，因其易揮發(fā)且有毒(4)分離綠葉中的色素——紙層析法1.綠葉中色素的提取和分離（5）結(jié)果討論①濾紙條上有幾條色素帶？按什么次序分布？②濾紙條上色素的分布情況說明了什么？a.綠葉中的色素有4種,它們?cè)趯游鲆褐械娜芙舛炔煌?，隨層析液在濾紙上擴(kuò)散的快慢也不同；b.4種色素的顏色不同，也說明不同色素吸收了不同波長(zhǎng)的光。4條不同顏色的色素帶。從上到下依次為：胡蘿ト素(橙黃色)、葉黃素(黃色)、葉綠素a(藍(lán)綠色)和葉綠素b(黃綠色)。胡黃ab1.綠葉中色素的提取和分離色素種類顏色含量溶解度擴(kuò)散速度胡蘿卜素橙黃色最少最高最快葉黃素黃色較少較高較快葉綠素a藍(lán)綠色最多較低較慢葉綠素b黃綠色較多最低最慢這4種色素對(duì)光的吸收有什么差別？（5）結(jié)果討論1.綠葉中色素的提取和分離（1）濾液中色素對(duì)不同的單色光吸收有什么差異？葉綠素溶液類胡蘿卜素溶液結(jié)論：葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光2.色素的吸收光譜思考：為什么植物葉片呈現(xiàn)綠色？因?yàn)槿~綠素對(duì)綠光吸收最少，綠光被反射回來，所以葉片才呈現(xiàn)綠色。這些捕獲光能的色素存在于細(xì)胞中的什么部位？秋日葉片變黃的原因是什么？氣溫降低，葉綠素不穩(wěn)定而被分解，顯現(xiàn)出類胡蘿卜素的顏色。二葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用電子顯微鏡下，葉綠體由

包被，內(nèi)含許多

（由

堆疊而成），基粒和基粒之間充滿

；吸收光能的色素分布在

上。葉綠體內(nèi)由眾多的基粒和類囊體，極大地?cái)U(kuò)展了受光面積；雙層膜類囊體薄膜類囊體基質(zhì)基粒1.葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用綠葉葉綠體類囊體外膜內(nèi)膜基?；|(zhì)0.5秒延遲符，無意義，可刪除.葉綠體除了吸收光能以外，還有什么功能嗎？水綿和需氧型細(xì)菌放在沒有空氣的小室內(nèi)實(shí)驗(yàn)12.葉綠體的功能

極細(xì)光束

均勻光照水綿好氧細(xì)菌極細(xì)光束照射完全曝光黑暗

無空氣好氧細(xì)菌集中于葉綠體被光束照射的部位好氧細(xì)菌分布于葉綠體所有受光部位結(jié)論：葉綠體光合作用釋放氧氣，葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所實(shí)驗(yàn)一：2.葉綠體的功能討論：（1）恩格爾曼在選材實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上有什么巧妙之處？①實(shí)驗(yàn)材料的選擇妙：水綿，不僅具有細(xì)而長(zhǎng)的帶狀葉綠體，而且呈螺旋帶狀分布在細(xì)胞中，便于觀察；②排除干擾的方法妙：沒有空氣的黑暗環(huán)境排出了環(huán)境中氧氣和光的干擾；③觀測(cè)指標(biāo)的設(shè)計(jì)妙：通過需養(yǎng)細(xì)菌的分布進(jìn)行檢測(cè)，從而能夠準(zhǔn)確地判斷出釋放氧氣的部位；④實(shí)驗(yàn)對(duì)照的設(shè)計(jì)妙：用極細(xì)的光束點(diǎn)投射，葉綠體上分為獲得光照部位和無光照部位，相當(dāng)于一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行黑暗條件下局部光照和完全暴露在光下的對(duì)照實(shí)驗(yàn)，明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果是由光照引起的。2.葉綠體的功能（3）綜上所述，你認(rèn)為葉綠體有什么功能？這是因?yàn)樗d葉綠體上的光合色素，主要吸收紅光和藍(lán)紫光，在此波長(zhǎng)的光照射下，葉綠體會(huì)釋放氧氣，適于需氧型細(xì)菌在此區(qū)域的分布葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所，并且能夠吸收特定波長(zhǎng)的光用透過三棱鏡的光照射水綿臨時(shí)裝片，發(fā)現(xiàn)大量的需氧型細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域。（2）在第2個(gè)實(shí)驗(yàn)中，大量的需氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域，為什么？實(shí)驗(yàn)二：2.葉綠體的功能類囊體薄膜上分布著色素類囊體薄膜和葉綠體基質(zhì)中分布光合作用所需要的酶3.

葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)小結(jié)綠葉中色素的提取和分離葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)結(jié)論無水乙醇，層析液葉綠素類胡蘿卜素紅光藍(lán)紫光藍(lán)紫光色素葉黃素胡蘿卜素葉綠素a葉綠素b（藍(lán)綠色）（黃綠色）（橙黃色）（黃色）含量約占3/4含量約占1/4結(jié)構(gòu)

恩格爾曼實(shí)驗(yàn)

功能葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所隨堂演練1．(2023·乙卷)植物葉片的色素對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育有重要作用。下列關(guān)于葉綠體中色素的敘述,錯(cuò)誤的是(

)A.氮元素和鎂元素是構(gòu)成葉綠素分子的重要元素B．葉綠素和類胡蘿卜素存在于葉綠體中的類囊體薄膜上C．用不同波長(zhǎng)的光照射類胡蘿卜素溶液，其吸收光譜在藍(lán)紫光