光合作用場所及色素ppt課件

真核生物光合作用的場所,主要器官：葉 細胞器：葉綠體 （藍細菌、光合細菌也能進行 光合作用，但沒有葉綠體）,橢圓球形的葉綠體有哪些結構與光合作用相適應？,在葉綠體基粒片層的薄膜上有與光合作用有關的色素。 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胞而有很大的變化。 在葉綠體基粒片層的薄膜上和基質中有與光合作用有關的酶。,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,葉片葉肉細胞葉綠體基粒片層（膜）,線粒體與葉綠體在代謝上的相互關系,線粒體為葉綠體提供 _；葉綠體為線粒體提供_。 【暗反應所需的ATP必須來自于光反應，不能由線粒體提供】,典型的具有能量轉換功能的膜： 線粒體內膜; 葉綠體基粒片層膜; 細菌細胞膜等,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,與光合作用有關的葉綠體色素,作用：吸收（紅橙光和藍紫光）、傳遞和轉換光能。,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數(shù)。 吸收光譜只能反映該色素對不同波長光的吸收關系。 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性，反映色素對光合作用貢獻的大小。,6,曲線之間的相關性,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，下列哪些物質的變化趨勢與圖中作用光譜基本一致? AO2的釋放量 BC3化合物的總量 CC5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。 內因上，受控于遺傳性。 葉綠素的不斷合成與分解，可用標記的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？ 濾液細線的標準？分離的關鍵？ 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】； 有關物理性質：【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。 若要準確測定葉綠素的絕對含量，則還需特定儀器。,根據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？設計實驗驗證之。 研磨時，液泡破裂，釋放出呈酸性的細胞液，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節(jié)pH,以保護葉綠素。 實驗方法步驟：【設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5HCl,搖勻，置于黑暗中。 (3) 觀察并比較溶液顏色變化，記錄結果。,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？ 色素分子較大，不容易透過濾紙； 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號試管內各加5ml葉綠體懸浮液； 第3、4號試管內各加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）； 濾液細線過粗，或濾液未干就重復劃濾液細線 （使葉綠素a、b不能分開）。,5.各種異常結果可能的原因分析:,14,色素帶不整齊的原因？ 濾液細線不齊； 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； 沒有重復劃濾液細線或沒有待濾液干燥后就重復劃； 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,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。某同學認為葉綠素在離開葉綠體后更容易被光破壞。請設計實驗以評價該同學的假設。 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（與細胞質基質等滲的溶液/無水酒精/石油醚），適當研磨后，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號試管內各加5ml葉綠體懸浮液；第3、4號試管內各加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）支持該同學假設的結果應該是：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,