捕捉光能的色素和结构

1.俗 话 说 “ 万 物 生 长 靠 太 阳 ” ， 那 么 ， 太 阳 能 是 怎 么 转变 成 生 命 活 动 可 以 利 用 的 能 量 的 呢 ?2.植 物 是 如 何 捕 获 光 能 进 行 光 合 作 用 的 ？ 我 们 来 比 较 健康 幼 苗 与 白 化 苗 的 生 长 状 况 ， 请 分 析 为 什 么 白 化 苗 的 长势 比 正 常 幼 苗 差 ？正 常 苗 白 化 苗正 常 幼苗 能 进行 光 合作 用 制造 有 机养 料 白 化 苗不 能 进行 光 合作 用 ，无 法 制造 有 机养 料 这 说 明 光 合 作 用 需 要 色 素 去 捕 获 光 能 。 一 、 捕 获 光 能 的 色 素 和 结 构探 究 一 绿 叶 中 有 哪 些 色 素 呢 ？ 绿 叶 中 色 素 的 提 取 和 分 离1.提 取 ： 绿 叶 中 的 色 素 都 能 溶 解 于 有 机 溶 剂 无水 乙 醇 中 ， 所 以 可 以 用 无 水 乙 醇 提 取 绿 叶 中的 色 素 。2.分 离 ： 纸 层 析 法 绿 叶 中 的 色 素 不 止 一 种 ， 它 们 都 能 溶 解 在 层 析液 中 。 然 而 ， 它 们 在 层 析 液 中 的 溶 解 度 不 同 。溶 解 度 高 的 随 层 析 液 在 滤 纸 上 扩 散 得 快 ； 反之 则 慢 。 这 样 滤 液 中 不 同 的 色 素 就 随 着 层 析液 在 滤 纸 上 的 扩 散 而 分 离 开 。实 验 原 理 ：实 验 绿 叶 中 色 素 的 提 取 和 分 离目 的 要 求 ： 1.进 行 绿 叶 中 色 素 的 提 取 和 分 离 。2.探 究 叶 绿 体 中 有 几 种 色 素 。材 料 用 具 ： 新 鲜 的 绿 色 叶 片 (如 菠 菜 叶 片 )。干 燥 的 定 性 滤 纸 ， 小 烧 杯 ， 研 钵 ， 玻 璃 漏 斗 ， 尼 龙 布 ， 毛 细 吸 管 ， 剪 刀 ， 小 试 管 ，培 养 皿 盖 ， 药 勺 ， 量 筒 (10mL) 。无 水 乙 醇 ， 层 析 液 ， 二 氧 化 硅 ， 碳 酸 钙 。 （ 1） 提 取 绿 叶 的 色 素原 理 ： 色 素 能 溶 解 在有 机 溶 剂 无 水 乙 醇 中 ， 所以 可 用 无 水 乙 醇 提 取 色 素 。称 取 5g的 绿 叶 ， 剪 碎 ， 放 入 研 钵 中 。方 法 步 骤绿 叶 中 色 素 的 提 取 和 分 离 （ 二 氧 化 硅 有 助 于 研 磨 得 充 分 ， 碳 酸 钙 可防 止 研 磨 中 色 素 被 破 坏 。 ）少 许 二 氧 化 硅 和 碳 酸 钙再 放 入 10mL无 水 乙 醇 迅 速 、 充 分 的 研 磨思 考 ？ 研 磨 时 放 入 少 量 二 氧 化 硅 和 碳 酸 钙 的目 的 分 别 是 什 么 ？ 将 研 磨 液 迅 速 倒 入 玻璃 漏 斗 中 进 行 过 滤 。 收 集 滤 液 ,封 口 。 （ 2） 制 备 滤 纸 条铅 笔 线画 铅 笔 细 线 （ 3） 画 滤 液 细 线 要 求 ： 细 、 直 、 齐 重 复 23次滤 纸 条 为 什 么 要 剪 去 两 个 角 ？（ 防 止 两 边 色 素 扩 散 过 快 ） 原 理 ： 色 素 随 层 析 液 在 滤 纸 上 扩 散 速 度 不同 ， 从 而 分 离 色 素 。 层 析 液培 养 皿 层 析 液 不 能 没 及 滤 液 线否 则 滤 液 细 线 中 的 色 素 分 子 会 溶 解 在 层 析 液 中（ 4） 分 离 绿 叶 中 的 色 素 （ 5） 观 察 与 记 录 一、捕获光能的色素和结构捕获光能的色素类胡萝卜素叶绿素胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b(占 1/4)(占 3/4)滤 纸 上 色 带 的 排 列 顺 序 如 何 ？ 宽 窄 如 何 ？ 说 明 什 么 ？ 叶 绿 体 色 素 分 离 带 叶 绿 素 ab挨 得 很 近 ； 胡 萝 卜 素 含 量 最 小 ，色 素 带 最 细 ； 叶 绿 素 a含 量 最 多 ， 色 素 带 最宽 。 探 究 二叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光这 四 种 色 素 对 光 的 吸 收 有 什 么 差 别吗 ？ 叶绿体中的色素 (蓝 绿 色 )(黄 绿 色 )(橙 黄 色 )(黄 色 )3/41/4 探 究 二这 四 种 色 素 对 光 的 吸 收 有 什 么 差 别 吗 ？ （ 1） 叶 片 呈 现 绿 色 的 原 因 是 什 么 ？（ 2） 为 什 么 许 多 植 物 到 了 秋 天 叶 子 就 变 黄 了 ？ 红 叶 是 怎 么 回 事 呢 ？ 思 考（ 叶 绿 素 对 绿 光 吸 收 最 少 ， 绿 光 被 反 射 出 来 ， 所 以 叶 片 呈 现 绿 色 。 ） （ 到 了 秋 天 ， 气 温 降 低 ， 叶 绿 素 易 分 解 ， 消 失 得 很 快 ，而 胡 萝 卜 素 和 叶 黄 素 则 比 较 稳 定 ， 所 以 叶 子 呈 现 黄 色 。黄 栌 和 枫 树 等 的 叶 子 ， 在 气 温 下 降 ， 叶 绿 素 分 解 、 消失 的 时 候 ， 叶 子 里 面 的 糖 分 大 量 地 转 变 成 红 色 的 花 青素 ， 于 是 叶 子 就 变 红 了 。 ） （ 3） 温 室 的 顶 棚 用 红 色 玻 璃 还 是 绿 色 玻 璃好 ？（ 红 色 玻 璃 好 。 因 为 太 阳 光 或 者 说 白 光 通 过红 色 玻 璃 后 只 剩 下 红 光 ， 植 物 吸 收 红 光 能 进行 较 强 的 光 合 作 用 ； 如 果 用 绿 色 玻 璃 只 剩 下绿 光 ， 而 植 物 吸 收 绿 光 很 少 ， 几 乎 得 不 到 光能 ， 不 能 正 常 进 行 光 合 作 用 ） 、 1817年 法 国 科 学 家 首 次 从 植 物中 分 离 出 叶 绿 素 。 、 1865年 德 国 植 物 学 家 萨 克 斯 叶 绿 素 集 中 在 叶 绿 体 结 构 中 捕 获 光 能 的 色 素 存 在 于 哪 里 呢 ？探 究 三 叶 片 中 的 叶 肉 细 胞绿 叶 叶 肉 细 胞亚 显 微 结 构 模 式 图 叶 绿 体 亚 显微 结 构 模 式 图（ 二 ） 叶 绿 体 的 结 构 外 膜内 膜类 囊 体基 粒 分布着色素基 质 叶绿体 含 光 合 色 素 位 于 基 粒 (或 者 类 囊 体 的 薄 膜 )上含 光 合 酶 位 于 基 粒 上（ 少 量 ）位 于 基 质 中（ 大 量 ） 叶 绿 体 的 作 用 仅 仅 是 吸 收 光 能 吗 ？ 水 绵 是 常 见 的 淡 水 藻 类 每 条 水 绵 由 许 多 个 结 构 相同 的 长 筒 状 细 胞 连 接 而 成 。 水 绵 很 明 显 的 特 点 是 ： 叶绿 体 呈 带 状 ， 螺 旋 排 列 在细 胞 里 。 探 究 四 (1880年 ， 美 国 ) 叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。 选 材 好 。 水 绵 的 叶 绿 体 呈 螺 旋 式 带 状 ， 便 于 观 察 ； 用好 氧 细 菌 可 确 定 释 放 氧 多 的 部 位 。 设 计 妙 。 没 有 空 气 的 黑 暗 环 境 排 除 了 氧 气 和 光 的 干 扰 ； 用 极 细 的 光 束 照 射 ， 叶 绿 体 上 可 分 为 光 照 多 和光 照 少 的 部 位 ， 相 当 于 一 组 对 比 实 验 。恩 格 尔 曼 实 验 的 巧 妙 之 处 ？ 光与光合作用捕获光能的色素和结构叶绿体是进行光合作用的场所。总 结 1 研 磨 绿 叶 时 要 加 入 碳 酸 钙 ， 其 目 的 是 ()A 使 各 种 色 素 溶 解 在 丙 酮 中 B 使 研 磨 充 分C 防 止 色 素 分 子 被 破 坏 D 加 速 研 磨 2 对 “ 叶 绿 体 中 色 素 的 提 取 和 分 离 ” 实 验 中 ， 下 列 描述 正 确 的 是 ()A 将 5g新 鲜 完 整 的 菠 菜 叶 ， 放 入 研 钵 中 ， 加 入 丙 酮 、石 英 砂 、 CaCO 3以 后 ， 迅 速 研 磨B 用 毛 细 吸 管 吸 取 少 量 滤 液 ； 沿 铅 笔 线 处 小 心 均 匀 地划 出 一 条 滤 液 细 线 ， 并 连 续 迅 速 地 重 复 划 2 3次C 把 划 好 细 线 的 滤 纸 条 插 入 层 析 液 中 ， 并 不 断 摇 晃 ，以 求 加 快 色 素 在 滤 纸 条 上 的 扩 散D 色 素 分 子 是 有 机 物 ， 不 溶 于 水 ， 所 以 研 磨 过 程 中 加入 丙 酮 是 为 了 溶 解 色 素 CD 3 分 别 在 I、 II、 III三 个 研 钵 中 加 2克 剪 碎 的 新 鲜 菠 菜绿 叶 ， 并 按 下 表 所 示 添 加 试 剂 ， 经 研 磨 、 过 滤 得 到 三种 不 同 颜 色 的 溶 液 ， 即 ： 深 绿 色 、 黄 绿 色 、 几 乎 无 色 。则 I、 II、 III三 个 研 钵 中 的 溶 液 颜 色 分 别 是 （ ）A 几 乎 无 色 、 黄 绿 色 、 深 绿 色B 深 绿 色 、 几 乎 无 色 、 黄 绿 色C 黄 绿 色 、 深 绿 色 、 几 乎 无 色D 黄 绿 色 、 几 乎 无 色 、 深 绿 色 D 4 下 图 所 示 “ 叶 绿 体 中 色 素 的 提 取 和 分 离 ” 实 验 的装 置 正 确 的 是 ()5 纸 层 析 法 分 离 叶 绿 体 色 素 时 ,滤 纸 上 最 下 端 的 色 素名 称 和 颜 色 分 别 是 ()A 橙 黄 色 的 胡 萝 卜 素 B 黄 色 的 叶 黄 素C 蓝 绿 素 的 叶 绿 素 aD 黄 绿 色 的 叶 绿 素 b6 在 圆 形 滤 纸 的 中 央 ， 滴 上 叶 绿 体 的 色 素 滤 液 进 行色 素 分 离 ， 会 看 到 近 似 同 心 的 四 圈 色 素 环 ， 排 在 最 外圈 的 色 素 是 () A 橙 黄 色 的 胡 萝 卜 素 B 黄 色 的 叶 黄 素C 蓝 绿 素 的 叶 绿 素 aD 黄 绿 色 的 叶 绿 素 b BDA 7 阳 光 通 过 三 棱 镜 能 显 示 出 七 种 颜 色 的 连 续 光 谱 。如 果 将 一 瓶 叶 绿 素 提 取 液 放 在 光 源 和 三 棱 镜 之 间 ， 连续 光 谱 中 就 会 出 现 一 些 黑 色 条 带 ， 这 些 条 带 应 位 于A 绿 光 区 B 红 橙 光 区 和 绿 光 区 ()C 蓝 紫 光 区 和 绿 光 区 D 红 橙 光 区 和 蓝 紫 光 区 D8 用 下 述 容 积 相 同 的 玻 璃 罩 分 别 罩 住 大 小 、 生 长 状 况相 同 的 天 竺 葵 ， 光 照 相 同 时 间 后 ， 罩 内 O 2最 多 的 是 ()A 绿 色 罩 B 黑 色 罩 C 无 色 罩 D 蓝 紫 色 罩 C 8 分 别 在 A、 B、 C三 个 研 钵 中 加 2克 剪 碎 的 新 鲜 菠 菜 绿 叶 ， 并 按 下表 所 示 添 加 试 剂 ， 经 研 磨 、 过 滤 得 到 三 种 不 同 颜 色 的 溶 液 ， 即 ： 深绿 色 、 黄 绿 色 （ 或 褐 色 ） ， 几 乎 无 色 。注 ： “ ” 表 示 加 ； “ ” 表 示 不 加 。 试 回 答 ：（ 1） A处 理 得 到 的 溶 液 颜 色 是 ， 原 因 是 _。（ 2） B处 理 得 到 的 溶 液 颜 色 是 _， 原 因 是 _。 （ 3） C处 理 得 到 的 溶 液 颜 色 _， 原 因 是 _。 处 理 A B CSiO 2（ 少 量 ） CaCO 3（ 少 量 ） 95 乙 醇 （ 10毫 升 ） 蒸 馏 水 （ 10毫 升 ） 黄 绿 色 未 加 CaCO3， 色 素 被 破 坏无 色 未 加 乙 醇 ， 色 素 没 有 被 提 取 出 来深 绿 色 色 素 被 提 取 出 来 而 未 被 破 坏 作 业 设 置 课 后 练 习 题 同 步 学 案 相 关 习 题