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追根溯源，对于绝大多数生物来说，活细胞所需能量的最终源头是太阳能。将光能转换成细胞能够利用的化学能的是光合作用。进行光合作用的细胞，首先要能够捕获光能。捕获光能的色素我们知道，玉米中有时会出现白化苗。白化苗由于不能进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。可见光合作用与细胞中的色素有关。今天，下面的这个实验，主要目的是探究绿叶中含有几种色素和学习对色素进行提取和分离的方法，并设法将这些色素分离开。绿叶中有哪些色素呢？.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，无法制造有机养料说明色素与光合作用有关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：一、绿叶中色素的提取和分离方法步骤：4.分离绿叶中的色素3.画滤液细线2.制备滤纸条1.提取绿叶中的色素5.观察与记录SiO2——使研磨充分CaCO3——防止色素被破坏无水乙醇——溶解色素进行迅速：防止无水乙醇挥发研磨要充分：使色素充分释放（1）称取绿叶五克，剪碎，放在研钵中（2）加入少许SiO2、CaCO3，再加入10毫升无水乙醇，进行快速、充分的研磨1.提取绿叶中的色素方法步骤：（3）过滤：将研磨液迅速倒入玻璃漏斗（基部放置单层尼龙布），获取绿色滤液，及时用棉塞将试管口封严。单层尼龙布过滤叶片残渣及二氧化硅等防止无水乙醇挥发2.制备滤纸条画铅笔细线将干燥的定性滤纸剪成稍小于试管长与直径的滤纸条，将一端减去两角，并在距这一端1厘米处用铅笔画一条细线。剪角的目的：防止两侧色素扩散快，色素带不整齐铅笔线3.画滤液细线用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀划出一条细线，滤液细线要求：细、齐、直。•待滤液干后，重复1-2次，目的：积累更多色素，使色素分离效果更明显。目的：防止色素带重叠而影响分离结果。4.分离色素：取适量层析液倒入烧杯中，将滤纸条轻插入层析液中（滤液细线不能触及层析液，以防止色素溶解于层析液中而无法分离），用培养皿盖住（防止层析液挥发）。插滤纸条层析液培养皿5.观察与记录实验结果：讨论：1.滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽窄如何？这说明了什么？叶绿素类胡萝卜素叶绿素a(蓝绿色)叶绿素b（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）胡爷爱币(含量约占1/4)(含量约占3/4)二、色素的种类色素种类色素颜色色素含量滤纸带宽窄溶解度扩散速度滤纸带由上到下胡萝卜素橙黄色最少最高最快（胡）叶黄素黄色较少较高较快（黄）叶绿素a蓝绿色最多较低较慢(a)叶绿素b黄绿色较多最低最慢(b)分析：为什么植物春夏叶子翠绿，而深秋则叶片金黄呢？由于叶绿素的含量大大超过类胡萝卜素，而使类胡萝卜素的颜色被掩盖，只显示出叶绿素的绿色由于叶绿素比类胡萝卜素易受到低温的破坏，秋季低温使叶绿素大量破坏，而使类胡萝卜素的颜色显示出来叶绿体色素分离带胡黄ab向前走；橙黄蓝黄颜色留；叶绿素ab手拉手；萝卜素儿最纤细；叶绿素a最宽厚，胡黄之间最大留。（可以表达叶绿体中色素的分离带，从上到下分别为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b；它们的颜色分别为橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色；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，胡萝卜素和叶黄素之间距离最大。）三棱镜分光演示三、色素的作用绿叶色素吸收光谱演示光谱仪测定的叶绿素的吸收光谱实验表明：叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。色素对绿光吸收最少。叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位呢？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、叶绿体的结构基粒外膜内膜基质类囊体(有色素和酶)(含有酶)双层膜,有与光合作用有关的酶类囊体增大膜面积的结构有少量的DNA和RNA叶绿体分布：主要分布在绿色植物的叶肉细胞形态：一般呈扁平的椭球形或球形光合作用的场所究竟在什么地方呢？早在100多年前美国科学家恩格尔曼就以水绵和好氧细菌为实验材料，很好地解答了这个问题！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。恩格尔曼实验恩格尔曼的实验说明了什么问题？氧气是叶绿体释放出来的。叶绿体是光合作用的场所。光合作用需要光能1、结论:2、讨论：恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处？（1）用水绵作实验材料，有细而长的带状叶绿体，螺旋状分布在细胞中，便于观察和分析研究。（2）将临时装片置于黑暗且没有空气的环境中，排除了环境中光线和O2的影响，从而确保实验能顺利进行。（3）用好氧菌进行检测，能准确的判断水绵细胞中放O2部位。（4）用极细的光束照射，叶绿体上分为光照多和光照少的部位，相当于一组对照实验，临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果等。小结：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。恩格尔曼在证明了光合作用的放氧部位是叶绿体后，紧接着又做了一个实验：他用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，结果见下图：如何解释好氧细菌主要聚集在红光和蓝紫光照射的水绵细胞附近？什么是光合作用？光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。场所条件产物原料人们得出这一认识经历了漫长的探索历程，科学家们用了200多年的时间，经过无数次的实验才对光合作用有了一个比较清楚的认识。现在我们就沿着科学家们探寻的足迹，去体验他们认识问题的思维过程和科学探索的乐趣。人们对于光合作用的认识最早是从研究植物的生长开始的。早在2000多年前，亚里士多德就提出“植物是由土壤汁构成”，即植物生长所需物质来自土壤。植物生长所需要的物质来自哪里？17世纪初，海尔蒙特的柳树实验。海尔蒙特的实验证明：柳树重量的增加来自雨水而并非来自土壤。1771年，普利斯特利的实验普利斯特利认为：植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变浑浊的空气。当时有人重复了普利斯特利的实验，有的成功了，有的却失败了。1779年，英格豪斯3个月里做了500多次植物更新空气的实验。有一天晚上，他把植物和小白鼠用玻璃罩密封后，由于太困了就睡着了，用来照明的蜡烛也燃尽了，第二天早上他发现小鼠死掉了。英格豪斯发现：普利斯特利的实验只有在有光照射下才能成功，植物只有绿叶才能更新空气。由于当时的科学界尚未发现空气的成分，所以当时的人们并不知道植物更新了空气的什么成分。直到1785年，由于发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下吸收二氧化碳，放出氧气。经过了100多年的探索，人们才发现植物吸收二氧化碳和水，在阳光的照射下，产生了氧气。在这一过程中，光能哪去了？1845年，梅耶依据能量的转化与守恒定律，植物在这一过程中把光能转化成其他形式的能量储存起来。储存在什么物质中呢？土豆是变态的茎，含有大量的淀粉。马铃薯的叶片中有淀粉吗？先用热酒精使叶片脱色，后滴加碘液。植物叶片中的淀粉是光合作用产生的吗？1864年萨克斯的实验植物叶片中本来就有淀粉，如何解决？暗处理一晚上问题1：萨克斯的实验目的是什么？问题2：为什么对植物进行一昼夜的暗处理？问题3：为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢？验证光合作用的产物为了将叶片中原有的淀粉运走耗尽进行对照问题4：酒精脱色是脱掉绿叶中什么成分?色素经过前面的研究，我们已经知道绿色植物的叶片在光照下，吸收二氧化碳和水，产生氧气和有机物。问题：光合作用产生的氧气中的氧来自CO2还是H2O？1939年，鲁宾和卡门的实验1939年（美国）鲁宾和卡门实验提出问题作出假设设计实验结果分析得出结论光合作用产生的氧是来自于水还是二氧化碳？光合作用产生的氧是来自于水（或者是二氧化碳）。A中气体无放射性，B中气体具有放射性光合作用产生的氧气来自于水，而不是来自于二氧化碳。AB同位素标记法光合作用产生的有机物又是怎样合成的呢？20世纪40年代，美国科学家卡尔文利用放射性同位素14C标记的14CO2做实验研究这一问题。最终探明CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳的途径，这一途径称为卡尔文循环。1961年诺贝尔化学奖得主年代科学家结论1664海尔蒙特水分是植物建造自身的原料1771普利斯特利植物可以更新空气1779英格豪斯植物只有绿叶在光照下才可以更新空气1845R.梅耶植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来1864萨克斯绿色植物叶片光合作用产生淀粉1880恩格尔曼氧气由叶绿体释放出来。叶绿体是光合作用的场所。1939鲁宾卡门光合作用释放的氧来自水。20世纪40代卡尔文探明了CO2转化成有机物的途径即卡尔文循环光合作用原料、产物、条件、场所各是什么？CO2+H2O光能叶绿体(CH2O)+O2CO2和H2O、（CH2O）和O2、光、叶绿体绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O转化成储存能量的有机物，并释放出O2的过程。反应物、条件、场所、生成物CO2＋H2O（CH2O）＋O2光能叶绿体糖类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、CaCO3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乙醇是为了溶解色素CD4．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bBDA7．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O2最多的是()A．绿色罩B．黑色罩C．无色罩D．蓝紫色罩C8．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ABCSiO2（少量）＋＋＋CaCO3（少量）－＋＋95％乙醇（10毫升）＋－＋蒸馏水（10毫升）－＋－黄绿色部分叶绿素受到破坏叶绿素不溶于水深绿色大量叶绿素溶于乙醇中