第4节能量之源--光与光合作用
问题探讨
有些蔬菜大棚用红色或蓝色的塑料薄膜代替普通塑料薄膜，有的温室内悬挂发红色或蓝色光的灯营讨论:
1.用这种方法有什么好处?不同颜色的光照对植物的光合作用会有影响吗?
2.为什么不使用绿色的塑料薄膜或补克绿色光源?
一、捕获光能的色素和结构
追根溯源，对绝大多数生物来说，活细胞所需能量的最终源头是来自太阳的光能。将光能转换成细胞能够利用的化学能的是光合作用(pholosynthesis)。进行光合作用的细胞，首先要能够捕获光能。
捕获光能的色素
我们知道，玉米中有时会出现自化苗。自化苗由于不能进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。可见光合作用与细胞中的色素有关。
绿叶中有哪些色素呢?
本节聚焦
。捕获光能的色素有哪些?
。叶绿体的结构是怎样的?
。叶绿体的结构有哪些适于进行光合作用的特点?
实验
绿叶中色素的提取和分离
绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醉提取绿叶中的色素，绿叶中的色素不只一种，它们都能溶解在析液中。然而，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得快:反之则慢。这样，几分之后，绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。
目的要求
1.进行绿叶中色奈的提取和分离
2.探究绿叶中含有几种色素。
材料用具
新鲜的绿叶(如菠菜的绿叶)。
干燥的定性滤纸，试管，棉塞，试管架，研钵，玻璃漏斗，尼龙布，毛细吸管，剪刀，药勺、量简(10m)，天平。
无水乙醇(如果没有无水乙辞,也可用体积分数为95%的乙醇，但要加入适是的无水碳酸钠，以除去乙醇中的水分)，层析液(由20份在60~90℃下分馏出来的石油醚、2份丙和1份苯混合而成。93号汽油也可代用)，一氧化硅和碳酸钙。
方法步骤
1.提取绿叶中的色素
(1)称取5g的绿叶，剪碎，放人研钵中
(2)向研钵中放入少许二氧化硅和碳酸钙再加入10m无水乙醇，逃行迅速、充分的硼磨。(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。
(3)将研磨液迅速倒入玻璃漏斗(斗基部放一块单层尼龙布》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。
2.制备滤纸条
将干燥的定性滤纸剪成长与宽略小于试智长与宽的滤纸条,将泄纸条的一端剪去两角,放人试管下端，并在距这一端lcm处用铅笔画一条细的横线。
3.画滤液细线
用毛细吸管吸取少最滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线。待鸿液干后，再画一两次。
4.分离绿叶中的色素
将3mL层析液倒入试管中，将滤纸条(有滤波细线的一端朝下)轻轻插人层析液中，随后用棉塞寒紧试管口。注意、不能让滤液细线舢及层析液。(也可用小烧杯代替试簪，用培养皿盖住小烧杯。)
5.观察与记录
观察试符内滤纸条上出现了几条色素带以及每条色素带的颜色。将观察结果记录下来。
讨论
1.滤纸条上有几条不同颜色的色带?其排序怎样?宽窄如何?这说明了什么?
2.活纸上的滤液细线，为什么不能触及层析液?
绿叶中的色素有4种，它们可以归纳为两类
绿叶中的色素（叶绿素(含量约占3/4——叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色))、类胡萝ト素(含量约占1/4)—胡萝下素(橙黄色)—时黄素(黄色)）
这四种色素对光的吸收有什么差别呢?将绿叶中的4种色素溶液，分别放在阳光和三棱镜之间，从连续光谱中可以看到不同波长的光被吸收的情况。
叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光(图5-10)。这些色素吸收的光都可用于光合作用。因为吁绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色。
与社会的联系，根据上述不同色素对不同波长的光的吸收特点，想一想，温室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜或补充光源?
这些捕捉光能的色素存在于细胞中什么部位呢?
1817年,两位法国科学家首次从植物中分离出叶绿素当时并不清楚叶绿素在植物细胞中的分布情况。1865年,德国植物学家萨克斯(J.vonSachs,1832-1897)研究叶绿素在光合作用中的功能时，发现叶绿素并非普遍分布在植物的整个细胞中，而是集中在一个个更小的结构里，后来人们称之为叶绿体。
叶绿体的结构
在光学显微镜下观察，水稻、柑橘等被子植物的叶绿体一般呈扁平的椭球形或球形。在电子显微镜下观察，可以看到叶绿体的外表有双层膜，内部有许多基粒，基粒与基粒之间充满了基质。每个基粒都由一个个网饼状的囊状结构堆养而成(图5-11)。这些褒状结构称为类囊体。吸收光能的四种色素，就分布在类囊体的薄膜上。
每个基粒都含有两个以上的类囊体，多者可达100个以上。叶绿体内有如此多的基粒和类体，极大地护展了受光面积。据计算，1g菠菜叶片中的类囊体的总面积竞达60m左右。
叶绿体的作用仅仅是吸收光能吗?
叶绿体的功能
资料I1880年,美国