第5章細胞的能量供應和利用第4節捕獲光能的色素和結構.教學目標：1：嘗試提取和分離綠葉中的色素，簡述綠葉中色素的功能及其特點。2：清楚掌握葉綠素提取和分離的原理。3：了解實驗過程所用碳酸鈉，二氧化硅，無水乙醇，層析液、尼龍布的用途以及作用原理。在大自然中，植物的花、葉、果實、皮等往往呈現出各種各樣的顏色，這與植物自身內部的天然色素有關。而不同植物合成適應自身特點的有機色素分子的能力各有差異，因此，不同的植物會表現出不同的體色及花色。那么，植物的這些有機色素分子都有哪些？它們對植物分別有什么作用？有什么研究價值和用途？今天我們一起來進行學習。正常幼苗正常幼苗與白化幼苗相比，白化幼苗因為無法制造養分，會在自身養分消耗殆盡以后就死掉。白化幼苗1.提取綠葉中的色素

實驗一：綠葉中色素的提取與分離提取原理：實驗用品及功能：①無水乙醇：②二氧化硅：③碳酸鈣：④單層尼龍布：綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中實驗步驟1.取材：稱取新鮮綠葉5克。2.研磨：剪去較粗大葉脈，剪碎，放入研缽中，加入少數二氧化硅，碳酸鈉，再加入5-10毫升無水乙醇，充分研磨。實驗步驟3.過濾：漏斗基部放置單層尼龍布，將研磨液迅速倒入玻璃漏斗中，進行過濾。4.收集：用試管收集色素過濾以后的濾液，及時用棉塞將試管口塞緊。2.分離綠葉中的色素

①.分離綠葉中的色素的方法：紙層析法

②.分離綠葉中的色素的原理：不同色素在層析液中的溶解度存在差異。溶解度高的色素，隨層析液在濾紙上擴散速度快；溶解度低的色素，隨層析液在濾紙上擴散速度慢。實驗步驟①.制備濾紙條②.畫濾液細線（可重復1-2次）裝置示意圖③.紙條尖端放入層析液中進行分離綠葉中色素的提取和分離實驗操作視頻探討一：色素提取實驗過程分析1、為什么要選新鮮綠色的幼嫩葉片?因為葉綠色含N﹑Mg，而老葉中這兩種礦質元素很多已經分解轉移，所以鮮綠色的幼葉中葉綠素的含量高，適合于實驗.2.為什么研磨時加無水乙醇或丙酮3.為什么加入少許二氧化硅?能否用較堅硬河沙、小石子代替？在提取色素的過程中，要加人少許二氧化硅。原來是為了研磨得充分。二氧化硅就是石英沙子，研磨時可以增大強度，加快細胞和葉綠體的破裂，而使葉綠體中的色素釋放出來。因為色素是有機物，根據相似相溶性原理，無水乙醇或丙酮能溶解色素

4、為什么加入少許碳酸鈣?在提取色素的過程中，要加人少許碳酸鈣。原來是為了防止在研磨時葉綠體中的色素受到破壞。葉綠體中的色素原本所處的環境具微堿性。在實驗中，研磨會使細胞結構遭到破壞，細胞液中有機酸流出，酸性的細胞液就會接觸到葉綠體中的色素，致使葉綠素的分子結構遭到破壞，使葉綠素失鎂，呈黃褐色，如同我們看到到腌制的黃瓜會變色一樣，而碳酸鈣是強堿弱酸鹽，碳酸鈣在水中的溶解度很小，但還是有一部分得到溶解，中和細胞液的酸性，制造了一個弱堿環境，保護了色素5.為什么用單層尼龍布過濾?在過濾時，漏斗基部放一塊單層尼龍布，老教材中是用濾紙來過濾的。過濾的目的是去掉不需要的雜質如破碎的細胞、二氧化硅、碳酸鈣等，相對而言，單層尼龍布可以讓色素溶液更好地通過效果比濾紙要好。1.為什么濾紙預先干燥處理?

2.為什么濾液細線要直、細、勻?因為濾液細線只有畫得細而直，才能使色素隨層析液擴散的起點一致，這樣使分離出的色素帶平整不發生重疊.探討二：色素提取實驗過程分析這是因為干燥的濾紙，使層析液在濾紙上能快速擴散，所以預先干燥處理。3.為什么濾液細線干燥后再畫一兩次?這樣可以分離到更多的色素，使分離出的色素帶清晰分明。4.為什么濾液細線不觸及層析液?5.為什么濾液細線要直、細、勻?因為濾液細線只有畫得細而直，才能使色素隨層析液擴散的起點一致，這樣使分離出的色素帶平整不發生重疊.探討二：色素提取實驗過程分析這直接關系到實驗的成敗如否，如果發生了這種情況，實驗一定是失敗的.為什么濾液細線不觸及層析液是為了防止色素直接溶解到層析液中，這樣就徹底得不到色素帶了實驗結果：1.濾紙條上色素從上到下分布順序代表什么？實驗結果分析：2.色素帶的寬帶代表什么？溶解度由高到低，溶解度高的擴散距離就遠色素的寬度越寬，代表該色素的含量就越多3.色素帶的顏色不同意味著什么？不同色素吸收了不同波長的光學科交叉：光是一種電磁波，分為可見光和不可見光。可見光的波長是400-760nm。不同波長的光，顏色不同。葉綠素溶液類胡蘿卜素溶液小探究：葉綠素a和葉綠素b：主要吸收

；胡蘿卜素和葉黃素：主要吸收

。光合色素的吸收光譜與生活的聯系:結合色素的吸收光譜分析實際問題.1.日常生活中的燈光能不能代替陽光照射到植物上呢？是可以的。因為植物進行光合作用只是吸收了太陽光某一些波段，而這些波段在燈泡中發出來的燈光中也是含有的。2.如果可以，大棚種植中，燈光選擇什么顏色最有利于植物生長呢？綠色植物進行光合作用主要吸收太陽光中紅光和藍紫光。所以，在我們生活中只要棚溫室中的燈光調節為紅光或者藍紫光同樣可以促進大棚植物進行光合作用制作有機物。精練1：1.(2023·遼寧沈陽高一期中)為研究光照強度對幼苗光合色素的影響，用紙層析法對正常光照和強光照條件下生長的植物葉片中的光合色素進行分離，結果如圖所示(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ為色素條帶)。下列敘述正確的是A.色素Ⅳ在提取液中的溶解度最低B.色素Ⅰ、Ⅱ主要吸收可見光中的藍紫光和紅光C.強光照可提高類胡蘿卜素含量，降低葉綠素含量D.色素Ⅰ的顏色為橙黃色、色素Ⅳ的顏色為藍綠色√精練2：下列是兩個同學進行“葉綠體色素提取和分離”實驗的過程，請根據問題回答：（1）根據對教材的學習他們知道“葉綠體色素提取和分離”實驗中，分離色素的原理是______

．（2）甲同學利用新鮮的菠菜綠色葉片進行“葉綠體色素提取和分離”實驗，在濾紙上出現了四條清晰的色素帶，其中呈黃綠色的色素帶為______，色素帶從上到下葉黃素排在第______條．（3）甲同學改變層析液組成后繼續進行實驗，濾紙條上只出現了黃、綠兩條色素帶．他用刀片裁出帶有色素帶的濾紙條，用乙醚分別溶解條帶上的色素，濃縮后用一光學分析儀器檢測，通過分析色素溶液的______來判斷條帶的色素種類．（3）實驗過程中，乙同學收集到的濾液綠色過淺，請你嘗試分析其可能存在原因______

．利用各種色素在層析液中的溶解度的不同，隨層析液在濾紙上擴散的速度不同而將其分離葉綠素b二吸收光譜未加石英砂，研磨不充分或一次加入大量的無水乙醇提取（或使用放置數天的菠菜葉）課堂小結：原理過程易溶于有機溶劑取材→研磨→過濾→收集在層析液中的溶解度不同，溶解度高的擴散速度快制備濾紙條→畫濾液細線→分離色素葉綠素類胡蘿卜素葉綠素b葉黃素提取分離基粒內膜色素結果葉綠素a種類3/41/4胡蘿卜