54能量之源光与光合作用.doc

5.4能量之源——光与光合作用 一、捕获光能的色素 （一）捕获光能的色素 １、绿叶中色素的提取和分离 （１）原理： ①提取原理：色素能溶解在有机溶剂（如无水乙醇或 95%的乙醇加入适量的无水碳酸钠，除去水分或丙酮）中，使色素从生物组织中脱离出来。 ②分离的原理：各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的则在滤纸上扩散的快。反之则慢。 ③分离方法：纸上层析法 （２）实验过程 Ⅰ、提取色素： ①称取 5 克绿叶（叶片要新鲜、颜色要深绿以保证含有较多的色素）剪碎，放入研钵 ②加 SiO2 、CaCO3 和10mL 无水乙醇迅速、充分研磨 分析： ①加 SiO2 是为了使研磨更充分　 ②加 CaCO3 是为了防止研磨时叶绿素受到破坏。CaCO3 可中和液泡释放的有机酸，防止色素被破坏　 ③叶绿体色素易溶于无水乙醇(丙酮)等有机溶剂　 ④加无水乙醇(或丙酮)迅速研磨的目的是减少研磨过程中叶绿体色素的分解，减少无水乙醇(有毒性的丙酮)的挥发 Ⅱ、收集滤液： ①漏斗基部放一单层尼龙布 ②研磨液倒入漏斗内挤压 ③将滤液收集到小试管中，用棉花塞塞住试管口 分析： ①尼龙布起过滤作用 ②试管口用棉花塞塞紧是为了防止无水乙醇(丙酮)挥发 Ⅲ、制备滤纸条： ①将干燥的滤纸，顺着纸纹剪成长 10cm ，宽 1cm 的纸条 ②一端剪去两个角，并在距这一端 1cm 处划一铅笔线 分析： ①干燥可使滤纸吸收更多的滤液 ②顺着纸纹剪成长条，一端剪去两个角，层析时，色素分离效果好，可使层析液同时到达 滤液细线，防边缘扩散速度太快。 Ⅳ、划滤液细线 ①用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线划出细、齐、直的一条滤液细线 ②干后重复三次 分析： ①滤液细线越细、越齐，越能防止色素带之间部分重叠 ②重复三次，可增加色素在滤纸上的附着量，实验结果更明显 Ⅴ、分离色素 将 3mL 层析液倒入烧杯中，将滤纸条(画线一端朝下)插入层析液中，用培养皿盖盖上烧杯 分析： ①层析液不能没及滤液细线，防止色素溶解在层析液中 ②烧杯要盖培养皿盖，因为层析液中的苯、丙酮、石油醚易挥发 （３）实验结果及分析 Ⅰ、结果示意图 Ⅱ、分析 ①扩散最快的是胡萝卜素，扩散最慢的是叶绿素 b，含量最多的是叶绿素 a。 ②从色素带的宽度可得色素含量的多少依次为：叶绿素 a叶绿素 b叶黄素＞胡萝卜素。 ③从色素带的位置可得各色素在层析液中溶解度大小依次为：胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素 a叶绿素 b。 ④在滤纸上距离最近的两条色素带是叶绿素 a 与叶绿素 b，距离最远的两条色素带是胡萝卜素与叶黄素。 （４）、注意： ①如果实验中使用圆形滤纸，中央滴色素，放入含层析液的培养皿中层析，会得到近似的同心圆的四个色素环，由内到外依次是黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色 ②影响叶绿素合成的因素：光照、温度、矿质元素如N、Mg Ａ、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。 Ｂ、温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。低温时，叶绿 素分子易被破坏，因而叶子变黄。 Ｃ、矿质元素:叶绿素中含N、Mg等矿质元素,若缺乏将导致叶绿素无法合成，老叶先变黄。 ２、四种色素的含量 （１） 色素分布：色素分布在内囊体的薄膜上，色素可以吸收、传递、转化光能 （２）色素种类： 叶绿素a（3/4）（蓝绿色） 叶 绿 素（3/4） 类囊体薄膜 吸收红光、篮紫光 叶绿素b（1/4）（黄绿色） 上的色素 ?叶黄素 （2/3） （黄色） 类胡萝卜素（1/4） 吸收蓝紫光　　　　胡萝卜素 （1/3）（橙黄色） （３）吸收光谱 （４）吸收光谱的应用 ①可以提高光合作用强度。因为叶绿素吸收最多的是光谱中的蓝紫光和红光。不同颜色的光照对植物的光合作用会有影响。 叶绿素对绿光吸收最少不使用绿色的塑料薄膜或补充绿色光源。 外膜 叶绿体 内膜 基粒：由两个以上的类囊体组成，含色素和酶 叶绿体基质：含酶 （２）叶绿体结构图 （３）基粒：扩大了受光面积；光线弱时基粒正对着光而光照过强时基粒和光照平行。 ２、叶绿体的功能 （１）1880 年恩格尔曼实验(德国) （２）实验结论 ①叶绿体是进行光合作用的场所。 ②O2是由叶绿体释放的。 (3)实验分析 本实验设计的巧妙之处在于： ①选择水绵作实验材料，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用 好氧细菌确定O2释放的部位，便于观察。 ②没有空气的黑暗环境排除了空气中的O2和光的干扰。 ③设置了对照实验