光合作用與能量轉(zhuǎn)化-1第16講白光三棱鏡一輪復(fù)習(xí)第1課時（共5課時）知識點31：捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)一、捕獲光能的色素二、捕獲光能的結(jié)構(gòu)1.綠葉中色素的提取和分離2.光合色素的功能1.葉綠體的結(jié)構(gòu)2.葉綠體的功能恩格爾曼實驗捕獲與轉(zhuǎn)化光能一、捕獲光能的色素1.綠葉中色素的提取和分離1.進(jìn)行綠葉中色素的提取和分離2.探究綠葉中含有幾種色素1.色素能溶解在有機溶劑無水乙醇中，可用無水乙醇提取色素。2.各種色素在層析液中的溶解度不同，溶解度大的隨層析液在濾紙上擴散的快，反之，則慢，這樣幾分鐘后色素就會隨層析液在濾紙上擴散而分離開?！垖游龇ㄌ崛【G葉中的色素畫濾液細(xì)線制備濾紙條分離綠葉中的色素觀察記錄實驗?zāi)康膶嶒炘韺嶒灢襟E實驗步驟提取綠葉中的色素畫濾液細(xì)線稱取5g綠葉放入研缽剪去主脈剪碎研磨過濾加棉塞制備濾紙條分離綠葉中的色素觀察記錄液面濾液細(xì)線橙黃色黃色藍(lán)綠色黃綠色層析液12345CaCO3SiO2無水乙醇單層尼龍布紙層析法提取綠葉中的色素放入研缽剪去主脈剪碎研磨過濾加棉塞1CaCO3SiO2無水乙醇單層尼龍布溶解色素有助于研磨充分防止研磨中色素被破壞無水乙醇95%乙醇無水Na2CO3=+稱取5g綠葉畫濾液細(xì)線制備濾紙條分離綠葉中的色素觀察記錄液面濾液細(xì)線橙黃色黃色藍(lán)綠色黃綠色層析液2345紙層析法將濾紙的一端剪去兩角，并在距這一端底部1cm處用鉛筆畫一條細(xì)線。用毛細(xì)吸管吸取少量濾液沿鉛筆線均勻地畫出一條細(xì)線。待濾液干后，再重復(fù)畫一到兩次。不能讓濾液細(xì)線觸及層析液，否則濾液細(xì)線中的色素會被層析液溶解，而不能在濾紙上擴散。圓形濾紙打孔色素提取液筆帽濾液細(xì)線棉線(燈芯)蘸取蓋穿過中間孔蓋層析液結(jié)果色素分離的改進(jìn)——燈芯法橙黃色黃色藍(lán)綠色黃綠色避免了濾液細(xì)線觸及層析的易錯步驟123465層析1.綠葉中色素的提取和分離結(jié)果分析橙黃色黃色藍(lán)綠色黃綠色胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b類胡蘿卜素(?)葉綠素(?)濾液細(xì)線最慢最快較快較慢顏色色素種類擴散速率色素在層析液中溶解度最大較大較小最小光合色素色帶錯誤分析濾紙條上未得到色帶①濾液細(xì)線浸沒到層析液中②用無清水代替乙醇進(jìn)行提取①研磨不充分(未加入SiO2)②提取時加入的乙醇過多④未加CaCO3，色素分子被破壞⑤所取的綠葉不新鮮③濾液細(xì)線畫的次數(shù)不夠①濾液細(xì)線畫得過粗或不整齊②濾紙條沒經(jīng)干燥處理濾紙條上的色帶顏色較淺濾紙條上的色帶重疊2.光合色素的功能捕獲光能具有轉(zhuǎn)化光能是少數(shù)的葉綠素a。進(jìn)行光合作用的生物都含有葉綠素a捕獲和轉(zhuǎn)化光能陽光(白光)陽光是由不同波長的光組合成的復(fù)合光，在穿過三棱鏡時，不同波長的光會分散開，形成不同顏色的光帶稱為光譜。400760波長/nm在色素溶液與陽光之間，放置一塊三棱鏡。分別讓不同顏色的光照射色素溶液，就可以得到色素溶液的吸收光譜。陽光(白光)①光合色素的吸收光譜葉綠素a和葉綠素b的吸收峰不同葉綠素主要紅光和藍(lán)紫光①光合色素的吸收光譜類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，不吸收紅光①光合色素的吸收光譜海洋中的藻類，習(xí)慣上依其顏色分為綠藻、褐藻和紅藻，它們在海水中的垂直分布大致依次是淺、中、深。這種現(xiàn)象是如何造成的？水對紅、橙光的吸收比對藍(lán)、綠光的吸收要多,即到達(dá)深水層的光線是短波長的光。吸收藍(lán)紫光較多的紅藻分布于海水的深層。吸收紅光和藍(lán)紫光較多的綠藻分布于海水的淺層；吸收藍(lán)紫光和綠光較多的褐藻分布于海水中層；吸收率(——)氧氣釋放速率(——)400500600700800可見光紅外光波長/nm吸收光譜作用光譜②作用光譜作用光譜顯示的是不同波長的光合作用效率，通過測量光合作用對不同波長光的反應(yīng)(如的O2釋放)來繪制氧氣釋放的作用光譜和完整葉綠的吸收光譜高度一致。差異出現(xiàn)在類胡蘿卜素的吸收區(qū)域450一550nm，意味著從類胡蘿卜素到葉綠素的能量轉(zhuǎn)移不如葉綠素間的能量轉(zhuǎn)移有效。1.植物光合作用的作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反應(yīng)(如的釋放)來繪制的。下列敘述錯誤的是（

）A.葉綠素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制B.類胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光合作用C.光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長的變化來表示D.葉片在640～660nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的B2.下圖為正常綠色植物的葉綠素a的吸收光譜、色素總吸收光譜以及光合作用的作用光譜(作用光譜代表各種波長下植物的光合作用效率)。植物進(jìn)行光合作用時，下列物質(zhì)的變化趨勢與作用光譜基本一致的是（

）A.O2的釋放量 B.NADPH的量C.C3的總量 D.C5的總量A3.影響葉綠素生物合成的條件光是葉綠體發(fā)育和葉綠素合成必不可少的條件，如果沒有光照，大多數(shù)植物葉子會發(fā)黃。葉綠素的生物合成是一系列酶促反應(yīng)，受溫度影響很大。秋天葉子變黃和早春寒潮過后秧苗變白等現(xiàn)象,都與低溫抑制葉綠素形成有關(guān)。氮和鎂是葉綠素的組成成分，這些元素缺乏時不能形成葉綠素植物出現(xiàn)缺綠癥。植物缺水會抑制葉綠素的生物合成，干旱時葉片呈黃褐色。光照溫度礦質(zhì)元素水分光合色素與花青素紅莧菜：炒菜菜湯出色，因為是水溶性的花青素。胡蘿卜：炒菜菜湯不出色，因為是脂溶性的胡蘿卜素。比較項目光合色素細(xì)胞液色素(花青素)存在部位葉綠體液泡溶解性脂溶性水溶性代表種類類胡蘿卜素和葉綠素花青素顏色橙黃、黃、綠紅、藍(lán)、紫顏色變化不隨pH改變變化顏色隨pH改變變化顏色(2012年浙江卷，30題，節(jié)選)植物停止供水一段時間后，葉片變黃，原因是：______________________________________________________________________。葉綠素合成停止或葉綠素分解，類胡蘿卜的顏色顯露出來。秋天爬山虎的葉子逐漸變紅，在顯微鏡下觀察這樣的葉片橫切，可以看到柵欄組織細(xì)胞整體呈觀均勻紅色，加入稀堿液處理5分鐘，可見有些細(xì)胞變藍(lán)了，使細(xì)胞呈現(xiàn)紅色的是：()A．液泡中的花青素

B．葉綠體

C．無法判斷

D．細(xì)胞壁中的色素

A二、捕獲光能的結(jié)構(gòu)葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用①4種光合色素分布在_____________________。

②與光合作用有關(guān)的酶分布在_______________________________③外膜和內(nèi)膜是透明的利于光的透過。1.葉綠體的結(jié)構(gòu)類囊體的薄膜上類囊體膜上和葉綠體基質(zhì)中2.葉綠體的功能恩格爾曼實驗1實驗結(jié)論：氧氣是葉綠體在光下放出來的。恩格爾曼實驗設(shè)計巧妙之處水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察；好氧細(xì)菌可確定釋放氧氣的部位。葉綠體上可分為獲得光照和無光照的部位，相當(dāng)于一組對照實驗。明確實驗結(jié)果完全是由光照引起的實驗選材好沒有空氣的環(huán)境排除了空氣中氧氣的干擾用極細(xì)的光束點狀投射黑暗(局部光照)和完全暴光的對照用透過三棱鏡的光照射水綿臨時裝片，發(fā)現(xiàn)大量的好氧細(xì)菌聚集在紅光區(qū)和藍(lán)紫光區(qū)。實驗結(jié)論：葉綠體主要利用紅光和藍(lán)紫光釋放氧氣恩格爾曼實驗2白光三棱鏡類囊體膜上和葉綠體基質(zhì)中含有多種光合作用所必需的酶結(jié)論：葉綠體是光合作用的場所。2.葉綠體的功能直接證明了葉綠體能吸收光能用于光合作用放氧。恩格爾曼實驗之后研究發(fā)現(xiàn)光合作用需要特定的物質(zhì)和結(jié)構(gòu)，回答下列有關(guān)問題：1)光合作用是能夠_______和轉(zhuǎn)化光能的生物學(xué)途徑。葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用，主要表現(xiàn)是：通過________堆疊形成________的方式極大地拓展了受光面積，增加了色素分子______分子的分布捕獲類囊體基粒酶(2)海洋中的藻類如綠藻、紅藻、褐藻，由于細(xì)胞中所含色素的_______________________有差異，對不同波長光的吸收有差別，從而顯現(xiàn)出不同的顏色。和數(shù)量種類3)測定三種藻類的吸收光譜如下圖，則圖中c曲線表示________的吸收光譜。已知短波長的光比長波長的光水中的傳輸性能更好，則三種藻類中，更適合生長在深海的是______。光合作用需要特定的物質(zhì)和結(jié)構(gòu)，回答下列有關(guān)問題：綠藻a拓展：光合作用中紅光的能量轉(zhuǎn)化率最高1.光合能量轉(zhuǎn)化效率能量轉(zhuǎn)化率=光合作用儲存在有機物中的能量×100%所需光照的能量2.光合固定有機物與光子數(shù)有關(guān)，與光子種類無關(guān)。暗反應(yīng)合成一定量的有機物，所需的光子數(shù)是一定的，與光子是藍(lán)光的光子還是紅光的光子無關(guān)。3.相同光照強度時，紅光的光子數(shù)多于藍(lán)光的光子數(shù)4.藍(lán)光在光合色素分子間傳遞散失的能量比紅光多拓展：光合作用中紅光的能量轉(zhuǎn)化率最高光照強度相同的紅光和藍(lán)光紅光的光子多紅光傳遞過程中能量散失少藍(lán)光的光子少藍(lán)光傳遞過程中能量散失多紅光藍(lán)光合成有機物多合成有機物少光照能量相同儲存的能量多儲存的能量少光合作用中紅光的能量轉(zhuǎn)化效率高拓展：光合