光合作用之一-捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)

第五章第4節(jié)

能量之源——光與光合作用后羿射日玉米白化苗缺乏葉綠素，不能進(jìn)行光合作用，待種子中貯存的養(yǎng)分耗盡就會(huì)死亡。玉米白化苗對絕大多數(shù)生物來說，活細(xì)胞所需能量的最終源頭是來自太陽的光能。將光能轉(zhuǎn)換成細(xì)胞能夠利用的化學(xué)能的是光合作用。進(jìn)行光合作用的細(xì)胞，首先要能捕獲光能。光能的捕獲離不開綠葉中的色素一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)(一)色素的提取和分離1.實(shí)驗(yàn)原理(1)綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中。說明色素也是有機(jī)物。若用體積分?jǐn)?shù)為95%的乙醇，要加適量無水碳酸鈉，以除去乙醇中的水分。層析液(2)色素層析液溶解度高→擴(kuò)散快溶解度低→擴(kuò)散慢分離層析液為由20份在60-90℃下分餾出來的石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成。93號汽油也可代用。2.方法步驟(1)提取綠葉中的色素選材新鮮的綠葉(葉綠素含量高)，如菠菜的綠葉。取材剪碎研磨SiO2：有助于研磨充分CaCO3：防止色素被破壞無水乙醇：溶解、提取色素迅速、充分過濾(葉脈等)收集濾液將研磨液迅速倒入玻璃漏斗(漏斗基部放一塊單層尼龍布)，將濾液收集到試管中，及時(shí)用棉塞將試管口塞嚴(yán)。(2)分離綠葉中的色素制備濾紙條鉛筆畫線畫濾液細(xì)線(細(xì)、直、齊)分離色素(不能讓濾液細(xì)線觸及層析液)(3)觀察與記錄胡蘿卜素橙黃色最高最快最少葉黃素黃色較高較快較少葉綠素a

藍(lán)綠色較低較慢最多葉綠素b

黃綠色最低最慢較多色素顏色溶解度速度含量擴(kuò)散類胡蘿卜素，含量約占1/4葉綠素，含量約占3/4(4)分析①色素帶的寬窄與含量有關(guān)。葉綠素約占3/4，因此春夏葉子多呈綠色。等秋天來到天氣變冷，葉綠素遇冷易分解，因此葉子變黃。萬條垂下綠絲絳碧云天，黃葉地②色素帶的擴(kuò)散速度與溶解度有關(guān)。③相鄰兩條色素帶間距離最遠(yuǎn)的是胡蘿卜素和葉黃素，最近的是葉綠素a和葉綠素b。④取一圓形濾紙，在濾紙中央滴一滴色素提取液，再滴層析液。色素隨層析液擴(kuò)散會(huì)得到四個(gè)同心環(huán)形、寬窄不同的色素帶。葉綠素溶液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)紫光類胡蘿卜素溶液(二)色素對光的吸收及色素的功能葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜綠葉中的色素葉綠素(占1/4)(占3/4)類胡蘿卜素胡蘿卜素(橙黃色)葉黃素(黃色)葉綠素a(藍(lán)綠色)葉綠素b(黃綠色)主要吸收藍(lán)紫光主要吸收紅光、藍(lán)紫光葉綠素對綠光的吸收最少，綠光被反射出來，所以葉片呈現(xiàn)綠色。這些色素吸收的光都可用于光合作用。與社會(huì)的聯(lián)系溫室或大棚種植蔬菜時(shí)，應(yīng)選擇什么顏色的玻璃、塑料薄膜或補(bǔ)充光源？選擇白光及無色透明的薄膜；藍(lán)色或紅色的光或薄膜也可以。不能選擇綠色的光或薄膜。色素的功能吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能只有少數(shù)葉綠素a具有轉(zhuǎn)化光能的功能：光能—電能—化學(xué)能。其他色素只有吸收和傳遞的功能。(三)葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能1.形態(tài)：多為橢球形或球形2.分布：大多在植物葉肉細(xì)胞，且隨細(xì)胞質(zhì)而流動(dòng)向陽面：小而多背光面：大而少3.結(jié)構(gòu)：雙層膜、基粒(類囊體)、基質(zhì)4.功能：光合作用的場所對照試驗(yàn)中的對照方法①空白對照：指不給予任何處理的對照，以評定測量方法的準(zhǔn)確度以及觀察實(shí)驗(yàn)是否處于正常狀態(tài)等；舉例“唾液淀粉酶對淀粉的消化作用”，實(shí)驗(yàn)組中加唾液，對照組中加等量的清水。②自身對照：指實(shí)驗(yàn)與對照在同一對象上進(jìn)行，即不另設(shè)對照組；舉例“植物細(xì)胞質(zhì)壁