光合作用場所及色素ppt課件
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真核生物光合作用的場所,主要器官:葉 細(xì)胞器:葉綠體 (藍(lán)細(xì)菌、光合細(xì)菌也能進行 光合作用,但沒有葉綠體),◆橢圓球形的葉綠體有哪些結(jié)構(gòu)與光合作用相適應(yīng)?,▲在葉綠體基粒片層的薄膜上有與光合作用有關(guān)的色素。 基粒片層使受光面積大大增加,堆疊能充分收集光能。 組成基粒的基粒片層數(shù)目依不同植物或同一植物不同部位的細(xì)胞而有很大的變化。 ▲在葉綠體基粒片層的薄膜上和基質(zhì)中有與光合作用有關(guān)的酶。,引起葉綠體的形態(tài)和分布發(fā)生改變的非生物因素主要是: 水(水少則皺縮);光照強度和方向,1,,葉片——葉肉細(xì)胞——葉綠體——基粒片層(膜),線粒體與葉綠體在代謝上的相互關(guān)系,線粒體為葉綠體提供 ________;葉綠體為線粒體提供_______。 【暗反應(yīng)所需的ATP必須來自于光反應(yīng),不能由線粒體提供】,★典型的具有能量轉(zhuǎn)換功能的膜: ▲線粒體內(nèi)膜; ▲葉綠體基粒片層膜; ▲細(xì)菌細(xì)胞膜等,★討論:凈光合作用不同情況下的箭頭及計算。,3,線粒體與葉綠體的比較,4,與光合作用有關(guān)的葉綠體色素,作用:吸收(紅橙光和藍(lán)紫光)、傳遞和轉(zhuǎn)換光能。,葉片衰老或環(huán)境條件不良(干旱、高溫、寒冷等)時,葉綠素比類胡蘿卜素更易被破壞而含量下降。外因上,合成葉綠素需光、N和Mg、適宜溫度(酶活性)。 ※葉綠素的不斷合成與分解,可用標(biāo)記的N來證明。 ※液泡中的花青素吸收光能,但不能傳遞到葉綠素a。,◆吸收光譜的特點使綠色植物無論晴天(全光譜的光), 還是陰天(藍(lán)紫光)都能進行光合作用。,5,葉綠體色素吸收光譜:,某種色素的吸收光譜是其在各個波長處所吸收光的百分?jǐn)?shù)。 吸收光譜只能反映該色素對不同波長光的吸收關(guān)系。 光合作用的作用光譜表示在某些波長的光下的光合速率。 作用光譜確定進行光合作用的有效波長。 ■ 吸收光譜 ≠ 作用光譜 ■ 作用光譜與吸收光譜的相關(guān)性,反映色素對光合作用貢獻的大小。,6,★曲線之間的相關(guān)性,,,圖中的“作用光譜”指不同波長光對光合作用的總影響,反映的是各種光合作用色素的共同作用結(jié)果,它與各種色素聯(lián)合的“吸收光譜”一致,而與任何一種色素單獨的吸收光譜都不同。 葉綠素a的吸收光譜最接近,也說明葉綠素a在光合作用中起主要作用。 植物進行光合作用時,下列哪些物質(zhì)的變化趨勢與圖中作用光譜基本一致? A.O2的釋放量 B.C3化合物的總量 C.C5化合物的總量 D.有機物的生成量,7,葉綠體色素與葉色,葉片衰老或環(huán)境條件不良(干旱、高溫、寒冷等)時,葉綠素比類胡蘿卜素更易被破壞,其含量下降而使葉變黃。 外因上,合成葉綠素需要 光[但少數(shù)如藻類等例外]、 N和Mg、 適宜溫度(酶活性)[溫度過高、過低都會影響~]。 內(nèi)因上,受控于遺傳性。 ※葉綠素的不斷合成與分解,可用標(biāo)記的15N來證明。 ※液泡中的花青素吸收光能,但不能傳遞到葉綠素a, 因此不能用于光合作用。,8,■植物固體樣品勻漿液的制作方法,切碎 研磨 過濾 過濾時用濾紙/脫脂棉/紗布,依目的而定。,,,9,葉綠體色素提取和分離的操作過程及規(guī)范,,原理 儀器、試劑與作用 提取、分離的過程、順序?試劑的作用? 濾液細(xì)線的標(biāo)準(zhǔn)?分離的關(guān)鍵? 層析法的用途與舉例,10,“葉綠體色素的提取和分離”的拓展,1.本實驗可用于: ★了解葉綠體色素的種類【即:色素帶的數(shù)目】; 大致的含量比例【即:色素帶的寬窄】; 有關(guān)物理性質(zhì):【但肉眼不能直接看到吸收光譜】 顏色, 溶解特性(色素帶的位置反映其在層析液中的溶解度)。 ★粗略比較不同材料的葉綠素含量: 若一次實驗,選用不同材料,如:不同植物的葉片,同一植物不同發(fā)育階段的葉片,不同季節(jié)的葉片等,提取并分離色素。 若要準(zhǔn)確測定葉綠素的絕對含量,則還需特定儀器。,,根據(jù)不同成分的移動速度(溶解度)不同進而分離的方法統(tǒng)稱為層析。 紙層析即用濾紙作載體,讓不同成分分離開。,11,2.加入碳酸鈣的目的是什么?設(shè)計實驗驗證之。 研磨時,液泡破裂,釋放出呈酸性的細(xì)胞液,H+會取代Mg2+,使葉綠素成為褐色的去鎂葉綠素。 ★加入碳酸鈣是為了調(diào)節(jié)pH,以保護葉綠素。 實驗方法步驟:【設(shè)計實驗步驟的基本范式】 (1) 取兩支試管并編號1、2,均加入2ml葉綠體色素提取液。 (2) 1號管作為對照組,2號管加入數(shù)滴5%HCl,搖勻,置于黑暗中。 (3) 觀察并比較溶液顏色變化,記錄結(jié)果。,3.過濾獲取色素濾液時,為什么用脫脂棉或單層尼龍布,而不用濾紙? ①色素分子較大,不容易透過濾紙; ②濾紙吸附能力強,會降低色素濃度; ※葉綠體色素是脂溶性的,根據(jù)相似相溶原理,用脫脂棉可減少色素的流失。,12,4.收集的葉綠體色素濾液為什么要避光保存,且及時使用?設(shè)計實驗驗證之。 避光保存并及時使用,是為了防止光對葉綠素的破壞作用(尤其是離開葉綠體基粒片層后)。 ◆驗證光對葉綠素的破壞作用 ,尤其是離開基粒片層后 。 實驗方法步驟: (1)制備葉綠體色素提取液和葉綠體懸浮液。 【制備葉綠體懸浮液:研磨新鮮葉片,加等滲溶液,用紗布過濾】 (2)取4支試管,編號1、2、3、4。第1、2號試管內(nèi)各加5ml葉綠體懸浮液; 第3、4號試管內(nèi)各加5ml葉綠體色素提取液。 (3)將第1、3號試管放在強直射光下,另兩支放在暗處。 (4)相同時間后對比觀察顏色變化。 【與2號管相比,1號管略退色;與4號管相比,3號管明顯退色】 (5)另取圓形濾紙層析分離的色譜一張,通過圓心裁成兩半,一半放在強直射光下,另一半放在暗處。相同時間后對比觀察色素帶顏色變化 【光下的葉綠素帶明顯褪色,暗處的則基本不變。類胡蘿卜素均基本不變】 【上述實驗為“驗證”,則常態(tài)下(有光)為對照組,放在暗處的是實驗組。若改為“探究”,則實驗變量“光”處理的為實驗組,黑暗中的成為對照組?!?13,▲濾紙條上沒有色素帶的原因? 提取液用的是極性溶劑; 濾液細(xì)線沒入層析液。 ▲色素帶只有2條的原因? 材料是白化苗的葉 (無葉綠素,只有兩種類胡蘿卜素); 層析時間過短(葉綠素未擴散); 濾液細(xì)線畫得太粗(后3條不易區(qū)分)。 ▲色素帶只有3條的原因? 層析時間過短(葉綠素a、b未分開); 層析時間過長(兩條類胡蘿卜素帶在濾紙條頂端合并); 濾液細(xì)線過粗,或濾液未干就重復(fù)劃濾液細(xì)線 (使葉綠素a、b不能分開)。,5.各種異常結(jié)果可能的原因分析:,14,▲色素帶不整齊的原因? 濾液細(xì)線不齊; 濾紙條沒有作干燥處理; (使濾紙條上水分分布不均勻) 濾紙條貼及大試管壁; 濾紙條的末端未剪去兩角; (使色素擴散起點不一致) 濾紙條沒有一次性放平穩(wěn)等。 ▲葉綠素帶綠色很淡的原因? 實驗材料本身的綠色不濃; 研磨不充分或未加入石英砂; 提取液加入太多,使濾液過?。?未分步加入提取液,使溶解的色素少; 未用脫脂棉過濾,而是用濾紙過濾; 沒有重復(fù)劃濾液細(xì)線或沒有待濾液干燥后就重復(fù)劃; ▲葉綠素帶顏色異常的原因? 濾液放置過久而被氧化; 濾液置于光下較長時間; 未加入CaCO3或加入的量過少(呈褐色的去鎂葉綠素)。,15,課堂練習(xí),在“葉綠體色素提取和分離”實驗中,要將色素提取液避光保存,因為光對葉綠素有破壞作用。某同學(xué)認(rèn)為葉綠素在離開葉綠體后更容易被光破壞。請設(shè)計實驗以評價該同學(xué)的假設(shè)。 材料用具:新鮮菠菜,無水酒精,研缽,若干試管等全套物品。 (1)實驗樣品準(zhǔn)備: 制備葉綠體色素提取液:研缽中加入的提取用的溶劑是無水乙醇;使研磨迅速、充分的試劑是石英砂(SiO2);使葉綠素免受酸破壞的試劑是CaCO3。 制備葉綠體懸浮液:向盛有新鮮綠葉的研缽中加入(與細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)等滲的溶液/無水酒精/石油醚),適當(dāng)研磨后,用 (濾紙/脫脂棉/紗布)過濾,獲得葉綠體懸浮液。,16,(2)方法步驟: 取4支試管,編號1、2、3、4。第1、2號試管內(nèi)各加5ml葉綠體懸浮液;第3、4號試管內(nèi)各加5ml葉綠體色素提取液。 將第1、3號試管放在強直射光下,另兩支放在暗處。 相同時間后對比觀察顏色變化。 (3)支持該同學(xué)假設(shè)的結(jié)果應(yīng)該是:與2號管相比,1號管略退色;與4號管相比,3號管明顯退色。,17,- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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