第2节 能量的获得一

2.叶绿体色素的分布及功能 叶绿体色素的分布及功能
分布：叶绿体类囊体的薄膜上。 分布：叶绿体类囊体的薄膜上。 绝大多数叶绿体色素的功能是吸收太阳光能， 绝大多数叶绿体色素的功能是吸收太阳光能， 这类色素叫聚光色素 聚光色素。 大多数叶绿素a 这类色素叫聚光色素。如：大多数叶绿素 和全部的叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素。 和全部的叶绿素 、胡萝卜素、叶黄素。 既能吸收光能， 既能吸收光能，又能接受其他色素传递来的 光能，最终将光能转换为电能的色素叫反应 光能，最终将光能转换为电能的色素叫反应 中心色素。 少数特殊状态的叶绿素a。 中心色素。如：少数特殊状态的叶绿素 。
练习： 练习：
(2008·江苏高考)分别在A、B、C 3个研钵中加 g剪碎 · 个研钵 高考 分 、 、 个研 中加2 剪碎 的新鲜菠菜绿 并按下表所示添加试剂 试剂， 研磨、 的新鲜菠菜绿叶，并按下表所示添加试剂，经研磨、 过滤得到 得到3种不同颜色的溶液，即深绿 过滤得到 种不同颜色的溶液，即深绿色、黄绿色(或 或 褐色)、几乎无色。 褐色 、几乎无色。
(1)实验成功的关键 实验成功的关键 实验成功的 叶片要新鲜 色要深绿 ①叶片要新鲜、颜色要深绿。 液收集后，要及时用棉塞将试 ②滤液收集后，要及时用棉塞将试管口 以免滤 挥发。 塞紧，以免滤液挥发。 细线不 ③滤液细线不仅要细、直，而且要含有 多的色素。 比较多的色素。 滤纸上的 上的滤 细线不能浸入 析液中。 不能浸入层 ④滤纸上的滤液细线不能浸入层析液中。
第二节 能量的获得
一、细胞能量转换器——叶绿体 、细胞能量转换器 叶绿体
植物的所有绿色部分都含有叶绿体。 植物的所有绿色部分都含有叶绿体。 叶绿体是将太阳能转化为化学键并 储存在绿色植物体内的细胞器。 储存在绿色植物体内的细胞器。 对于大多数植物来说，叶片中含有 对于大多数植物来说， 的叶绿体最多，是吸收、 的叶绿体最多，是吸收、转化太阳 能的最主要场所。 能的最主要场所。
胡萝卜素 类胡萝卜素 叶黄素 （占色素总量的1/4） 占色素总量的1/4） 叶绿素a 叶绿素a 叶绿素b 叶绿素 叶绿素
（占色素总量的3/4） 占色素总量的3/4）
色素具有不同颜色的是因为每种 色素都能吸收一定波长的光， 色素都能吸收一定波长的光，而对其 他波长的光则吸收很少。 他波长的光则吸收很少。 叶绿体中的叶绿素主要吸收 叶绿素主要吸收太阳 叶绿体中的叶绿素主要吸收太阳 光中的蓝紫光和红橙光 蓝紫光和红橙光， 光中的蓝紫光和红橙光，对绿光的吸 收量很少，所以呈绿色。 收量很少，所以呈绿色。 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光， 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，对 黄橙光吸收量很少，所以呈橙黄色。 黄橙光吸收量很少，所以呈橙黄色。
（二）叶绿体中的色素：吸收、传 叶绿体中的色素：吸收、 递、转化光能
1.叶绿体中色素的种类 叶绿体中色素的种类
本讲实验 绿叶中色素的提取和分离
叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无水乙 或丙酮)中 醇(或丙酮 中。不同色素在有机溶剂中溶解度 或丙酮 不同， 不同，溶解度高的色素分子随有机溶剂在滤纸 条上扩散得快， 条上扩散得快，溶解度低的色素分子随有机溶 剂在滤纸条上扩散得慢。这样， 剂在滤纸条上扩散得慢。这样，叶绿体中的色 素就在扩散过程中分离开来。 素就在扩散过程中分离开来。
（一）叶绿体的形态和结构
1.叶绿体的形态 叶绿体的形态 光学显微镜下， 光学显微镜下， 叶绿体的形状一般为 椭圆状或球形。 椭圆状或球形。叶绿 体在细胞内的数目、 体在细胞内的数目、 大小和形状因植物种 类不同50~200个叶绿体。 个叶绿体。 大多数高等植物叶肉细胞内含有 个叶绿体 在电子显微镜下，可以观察到叶绿体有亚显微结构。 在电子显微镜下，可以观察到叶绿体有亚显微结构。 一个典型的叶绿体由叶绿体膜、基粒和基质组成。 一个典型的叶绿体由叶绿体膜、基粒和基质组成。
处理 SiO2(少量 少量) 少量 CaCO3(少量 少量) 少量 95%乙醇 乙醇(10 mL) 乙醇 蒸馏水(10 mL) 蒸馏水 A ＋ － ＋ － B ＋ ＋ － ＋ C ＋ ＋ ＋ －
注：“＋”表示加；“－”表示不加。 表示加； 表示不加。
试回答： 试回答：
(1)A处理得到的溶液颜色是 处理得到的溶液颜色是________，原因是 ， 处理得到的溶液颜色是 ____________________________________________ (2)B处理得到的溶液颜色是 处理得到的溶液颜色是________，原因是 处理得到的溶液颜色是 ， ____________________________________________ (3)C处理得到的溶液颜色是 处理得到的溶液颜色是________，原因是________ 处理得到的溶液颜色是 ，原因是 [答案 (1)黄绿色 部分叶绿素受到破坏 答案] 部分叶绿 答案 黄 (2)几乎无色 叶绿素不溶于水 几乎无色 (3)深绿色 大量叶绿素溶于乙醇 大量叶绿 深
色素与吸 收光谱
(1)连续光谱：可见光―→三棱镜 连续光谱：可见光 三棱镜―→ 连续光谱 三棱镜 赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫。 (2)吸收光谱：可见光 吸收光谱： 吸收光谱 可见光―→色素溶液 色素溶液 ―→三棱镜 三棱镜―→红光、蓝光、紫光区 红光、 三棱镜 红光 蓝光、 出现强暗带，绿光区几乎无变化(说明 出现强暗带，绿光区几乎无变化 说明 对绿光吸收非常少)。 对绿光吸收非常少 。
叶绿体色素的功能：吸收光能、传递光能、 叶绿体色素的功能：吸收光能、传递光能、转化 光能(只有少数处于特殊状态的叶绿素 只有少数处于特殊状态的叶绿素a)。 光能 只有少数处于特殊状态的叶绿素 。
能量在色素之间的传递效率很高， 能量在色素之间的传递效率很高，类胡萝卜素所 吸收的光能传给叶绿素a的效率可达 的效率可达100%。这样 吸收的光能传给叶绿素 的效率可达 。 聚光色素就像透镜把光束集中到焦点一样， 聚光色素就像透镜把光束集中到焦点一样，把大 量的光能吸收、聚集， 量的光能吸收、聚集，并迅速传递给反应中心色 然后转换城电能。 素，然后转换城电能。
[解析 加入少量 解析] 加入少量CaCO3可以防止叶绿素受到 解析 破坏， 的乙醇能溶解叶绿素， 破坏，95%的乙醇能溶解叶绿素，而蒸馏水 的乙醇能溶解叶绿素 是作为对照(叶绿素不溶于水 叶绿素不溶于水)。 是作为对照 叶绿素不溶于水 。通过比较可 由于没有加入少量CaCO3，部分叶绿素 知，A由于没有加入少量 由于没有加入少量 受到破坏，处理得到的滤液颜色是黄绿色； 受到破坏，处理得到的滤液颜色是黄绿色； B虽加了少量 B虽加了少量CaCO3，但没加乙醇，只加了蒸 虽加了少量CaCO 但没加乙醇， 馏水，由于叶绿素不溶于水， 馏水，由于叶绿素不溶于水，处理得到的滤 液几乎无色； 加入少量的 加入少量的CaCO3和乙醇，没 和乙醇， 液几乎无色；C加入少量的 加蒸馏水，由于大量叶绿素溶于乙醇中， 加蒸馏水，由于大量叶绿素溶于乙醇中，处 理得到的滤液颜色是深绿色。 理得到的滤液颜色是深绿色。
●叶绿体膜
叶绿体是双层 膜，由内膜和 外膜组成。 外膜组成。叶 绿体膜具有控 制代谢物质进 出叶绿体的功 能。外膜通透 性较大， 性较大，而内 膜对物质透过 的选择性较强。 的选择性较强。
●基粒
在叶绿体内部的结构中， 在叶绿体内部的结构中， 最突出的特征是具有复杂 的层膜系统， 在电子显微镜下观察， 的层膜系统， 在电子显微镜下观察，类囊体 是膜围成的扁平囊， 是膜围成的扁平囊，主要成分是蛋白质和脂 在类囊体的薄膜上， 类，膜流动性高 。在类囊体的薄膜上，有进 行光合作用的色素和酶。 行光合作用的色素和酶。 几个类囊体垛叠形成一个圆柱体， 几个类囊体垛叠形成一个圆柱体，也就是一 个基粒。叶绿体的这种结构特点大大增加了 基粒。 叶绿体内的膜面积。 叶绿体内的膜面积。
影响叶绿素合成的因素： 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， 光照： 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， 一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶 片发黄。 片发黄。 (2)温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶 温度： 温度 的活性，进而影响叶绿素的合成。低温时， 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，而使叶子变黄。 叶绿素分子易被破坏，而使叶子变黄。 (3)必需元素：叶绿素中含 、Mg等必需元素， 必需元素： 等必需元素， 必需元素 叶绿素中含N、 等必需元素 缺乏N、 将导致叶绿素无法合成 叶变黄。 将导致叶绿素无法合成， 缺乏 、Mg将导致叶绿素无法合成，叶变黄。 另外， 是叶绿素合成过程中某些酶的辅助 另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助 成分， 也将导致叶绿素合成受阻， 成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，叶变 也将导致叶绿素合成受阻 黄。
(2)注意事项 注意事项 注意事
①制作取定性滤纸条时，注意双手尽量不要接 制作取定性滤纸条 滤纸 以免手上的油脂或其他脏 滤纸。 触纸面，以免手上的油脂或其他脏物污染滤纸。 细线时，用力要均匀，速度要适中。 ②画滤液细线时，用力要均匀，速度要适中。 研磨要迅速、充分。 因 容易挥发 为 挥发； ③研磨要迅速、充分。a.因为丙酮容易挥发；b.为 了使叶绿体完全破裂，从而能提取较多的色素； 了使叶绿体完全破裂，从而能提取较多的色素；c. 素极不稳 能被活细胞中的叶绿 叶绿素极不稳定，能被活细胞中的叶绿素酶水解 而破坏。 而破坏。 备滤纸条 要将滤纸条的一端剪去两角， 滤纸条的一端剪去两角 ④制备滤纸条时，要将滤纸条的一端剪去两角， 这样可以使色素在滤纸条上 散均匀，便于观 可以使色素在滤纸条上扩 这样可以使色素在滤纸条上扩散均匀，便于观察 实验结果 实验结果。
●基质 基质
基质 基粒
叶绿体内膜与类囊体之间的无定形物质称为 基质。 基质。 基质中含有进行光合作用所需要的酶。 基质中含有进行光合作用所需要的酶。还含 有叶绿体本身的基因组和遗传系统： 有叶绿体本身的基因组和遗传系统：一套特 有的DNA、RNA、核糖体，使得叶绿体在遗 有的 、 、核糖体， 传上具有一定的自主性，所以， 传上具有一定的自主性，所以，叶绿体是一 种半自主性细胞器。 种半自主性细胞器。