5-4 一、捕获光能的色素和结构

特别提醒：叶绿体基质中还含有少量DNA和RNA。

（四）、记忆节节清
一、绿叶中色素的提取和分离
1、实验原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中，所以可以用有机溶剂提取绿叶中的色素。

本实验选的有机溶剂是无水乙醇。

2、分离方法：绿叶中色素不只一种，利用它们在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液
在滤纸上扩散的得快；反之则慢。

3、方法步骤：提取绿叶中的色素（取绿叶、研磨、过滤）——制备滤纸条——画滤液细线——
分离绿叶中的色素——观察和记录
4、实验结果:在滤纸上，距离最近的两条色素带是叶绿素a和叶绿素b，距离最远的两条色素
带是胡萝卜素和叶黄素。

5、注意事项：
①绿叶研磨的过程中，加入二氧化硅和碳酸钙，再加入10mL无水乙醇，迅速充分研磨。

（目
的：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）。

②将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤。

将滤液收集到试管中，及时用棉塞将试管口塞严。

（目的：防止无水乙醇挥发。

）
③滤纸条的一端剪去两角。

（目的：因为层析液沿滤纸条边缘扩散的较快，剪去两个角，可
以增加层析液沿滤纸边缘扩散的距离，从而得到比较整齐的色素带。

）
④毛细吸管沿铅笔线均匀画出一条细线，待滤液干后，再画一两次。

（目的：既有较多的色
素，又使四个色素开始扩散的起点相同）
⑤层析液倒入试管，滤纸条轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口（小烧杯代替试管，
用培养皿盖住小烧杯）。

不能让滤液细线触及层析液。

（目的：a防止层析液中的成分挥发；
b滤纸上的滤液细线如果触到层析液，细线上的色素就会溶解到层析液中，就不会在滤纸上扩散开来，实验就会失败。

）
⑥为避免过多吸入层析液中的挥发性物质，本实验应在通风条件下进行。

实验结束时及使用
肥皂洗手。

二、捕获光能的色素
1、叶绿素a（蓝绿色）
叶绿素叶绿素b（黄绿色）
绿叶中的色素胡萝卜素（橙黄色）
类胡萝卜素
叶黄素（黄色）
叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，但对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。

这些色素吸收的光都可以用于光合作用。

白光下光合作用最强，其次是红光和蓝紫光，绿光下最弱。

2、影响叶绿素合成的因素
（1）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。

（2）温度：温度可以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，而使叶子发黄。

（3）必需元素：叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶子变黄。

另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，叶子变黄。

3、四种色素的含量与叶片颜色
（1）正常绿色：正常叶子的叶绿素和类胡萝卜素的比例约为3:1，所以正常叶片总是呈现绿色。

（2）叶色变黄：寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，类胡萝卜素的相对含量上升，所以叶子发黄（4）叶色变红：秋天降温时，植物为适应寒冷，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素（存在于液泡中），而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶子呈红色，如枫叶等。

三、捕获光能的结构——叶绿体
1、分布：植物的叶肉细胞和幼嫩的茎表皮细胞等。

2、结构及特点
（1）外膜使其内部结构与细胞质基质分开，保证了叶绿体相对独立地进行代谢活动。

（2）叶绿体基质以及类囊体的薄膜上含有与光合作用有关的酶。

（3）由类囊体堆叠而成基粒，增大了膜面积，增加了反应面积。

（4）类囊体的薄膜上分布着能够吸收、传递、和转化光能的色素。

四、叶绿体的功能
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。

五、自我检测
●基础题
1.提取叶绿体中色素时要加入丙酮或乙醇，其原因是（）
A.防止叶绿素被破坏
B.让色素溶解
C.便于叶片研磨成匀浆
D.促使叶绿素分离
2.在提取叶绿素时，加入少量碳酸钙的目的是（）
A.增加叶绿素的溶解度
B.破坏膜系统，使叶绿素被充分提取
C.防止叶绿素在提取时受到破坏
D.防止叶绿素与其它物质结合
3.绿叶中的色素进行纸层析，结果显示叶绿素b位于滤纸的最下端，原因是叶绿素b（）
A.在层析液中的溶解度最小
B.在层析液中的溶解度最大
C.相对分子质量最小
D.相对分子质量最大
4.用纸层析法分离叶绿体中的色素时，四种色素扩散最快最慢分别是（）
A.叶绿素a；胡萝卜素
B.叶绿素b；胡萝卜素
C.胡萝卜素；叶绿素a
D. 胡萝卜素；叶绿素b
5.在叶绿体的色素提取和分离实验中，实验结果表明，在滤纸条上相邻色素带之间距离最大的是（）
A.叶绿素a和叶绿素b
B.叶绿素a和叶黄素
C.叶黄素和胡萝卜素
D.无法判断
6.下列有关“绿叶中色素的提取和分离实验”叙述正确的是（）
A.加入碳酸钙防止滤液挥发
B.用NaCl溶液提取叶片中的色素
C.用无水乙醇和丙酮分离滤液中的色素
D.加入二氧化硅（石英砂）有利于充分研磨
7.在“绿叶中色素的提取和分离实验”中，收集到的滤液绿色过浅可能的原因是（）
①未加二氧化硅，研磨不充分②一次加入大量的无水乙醇提取③分次加入少量无水乙醇提取④使用放置数天的菠菜叶
A.①②③
B. ②③④
C.①③④
D. ①②④
8.某同学的衣服不小心染上了草渍，下列哪些物质比较适合洗去草渍（）
A.加酶洗衣粉
B.丙酮
C.酒精
D.盐水
9.恩格尔曼用水绵进行的光合作用实验证明的是（）
A.绿色叶片在光合作用中产生了淀粉
B.氧气是由叶绿体所释放
C.植物可以净化空气
D.光合作用释放的氧全部来自水
10.温室栽培蔬菜，采用什么颜色做顶棚更能提高产量（）
A.红色玻璃
B.蓝紫色玻璃
C.绿色玻璃
D.无色玻璃
11.把叶绿体色素溶液放在自然光源和三棱镜之间，从镜的另一侧观察，连续光谱中变暗的主要区域是（）
A.红光和蓝紫光区
B.黄光和蓝紫光区域
C.绿光和红光区
D.黄光和绿光区
12.下列有关高等植物细胞内的色素的叙述，错误的是（）
A.绿叶中的色素主要吸收蓝紫光和红光，吸收的绿光最少，所以呈绿色
B.所有植物都含有四种色素
C.叶绿体中的色素吸收光能主要用于光合作用
D.有的植物细胞的液泡内也含有一定量的色素
13.叶绿体是进行光合作用的细胞器，下列有关叶绿体和色素叙述正确的是（）
A.植物细胞都有叶绿体，叶绿体普遍分布在植物细胞的整个细胞中
B.叶绿素在高等植物体内有两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色
C.同线粒体一样，叶绿体的内膜极大地扩展了受光面积
D.叶绿体中的色素只吸收红光和蓝紫光进行光合作用
14.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，光能的吸收发生在叶绿体的（）
A.内膜上
B.基质中
C.类囊体片层膜上
D.各部位上
15.叶绿体是进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述正确的是（）
A.叶绿体中的色素都分布在类囊体膜上
B.叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上
C.光合作用的酶分布在叶绿体基质中
D.光合作用的酶分布在外膜、内膜和基粒上
16.在一定光照强度下，绿色植物在哪种光的照射下放出的氧最多（）
A.绿光和蓝紫光
B.红光和蓝紫光
C.蓝紫光和绿光
D.红光和绿光
17.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、
注：“+”表示加；“一”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是；原因是
学习反思：
六、知识链接：
叶绿素溶液的透射光与反射光
叶绿素溶液在透射光下呈现绿色，但在反射光下呈现红色（叶绿素a为血红色，叶绿素b 为棕红色），这叫做荧光现象。

产生荧光现象的原因是，当叶绿素分子吸收光量子后，就由最稳定的、最低能量的基态（常态）提高到一个不稳定的、高能状态的激发态。

由于激发态极不稳定，发射光波，消耗能量，迅速由激发态降回基态。

这时发射的光波就称为荧光。

荧光的寿命很短，为10-9~10-8秒。

因为叶绿素分子吸收的光能有一部分消耗于分子内部振动上，辐射出的能量就小，根据波长与光子能量的成反比的规律，反射光的波长比入射光的波长要长一些。

所以叶绿素溶液的透射光呈绿色，而反射光呈红色。

答案：
自我检测
17、（1）黄绿色未加入CaCO3，部分叶绿素受到破坏
（2）几乎无色未加入95%的乙醇，叶绿素不溶于水
（3）深绿色大量叶绿素溶于无数乙醇中
选择题：1-5 BCADC 6-10 DDCBD 11-15 ABBCA 16 B。