葉綠體中色素的作用
葉綠體中色素的作用,在許多植物中都有葉綠素這個(gè)東西的,對(duì)植物來(lái)說(shuō)葉綠素起著重要的作用,沒(méi)有葉綠素則完成不了植物每天必做的事情,小編和大家一起來(lái)看看葉綠體中色素的作用的相關(guān)資料。
葉綠體是藻類和植物體中含有葉綠素進(jìn)行光合作用的器官。主要含有葉綠素、胡蘿卜素和葉黃素,其中葉綠素的含量最多,遮蔽了其他色素,所有呈現(xiàn)綠色。主要功能是進(jìn)行光合作用。幾乎可以說(shuō)一切生命活動(dòng)所需的能量來(lái)源于太陽(yáng)能,綠色植物是主要的能量轉(zhuǎn)換者是因?yàn)樗鼈兙腥~綠體這一完成能量轉(zhuǎn)換的細(xì)胞器。
1、葉綠體的功能
葉綠體的功能是進(jìn)行光合作用。光合作用是葉綠素吸收光能,使之轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能,同時(shí)利用二氧化碳和水制造有機(jī)物并釋放氧的過(guò)程。其中包括很多復(fù)雜的步驟,一般分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩大階段。
光反應(yīng):這是葉綠素等色素分子吸收,傳遞光能,將光能轉(zhuǎn)喚為化學(xué)能,形成ATP和NADPH的過(guò)程。在此過(guò)程中水分子被分解,放出氧來(lái)。
暗反應(yīng):光合作用的下一步驟是在暗處(也可在光下)進(jìn)行的。它是利用光反應(yīng)形成的ATP提供能量,NADPH2還原CO2,固定形成的中間產(chǎn)物,制造葡萄糖等碳水化合物的過(guò)程。通過(guò)這一過(guò)程將ATP和NADPH2,中的活躍化學(xué)能轉(zhuǎn)換成貯存在碳水化合物中的穩(wěn)定的化學(xué)能。它也稱二氧化碳同化或碳同化過(guò)程。這是一個(gè)有許多種酶參與反應(yīng)的過(guò)程。
2、葉綠體的形態(tài)特點(diǎn)
葉綠體是綠色植物細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行光合作用的結(jié)構(gòu),是一種質(zhì)體。質(zhì)體有圓形、卵圓形或盤形3種形態(tài)。葉綠體含有葉綠素a、b而呈綠色,容易區(qū)別於另類兩類質(zhì)體──無(wú)色的'白色體和黃色到紅色的有色體。葉綠素a、b的功能是吸收光能,通過(guò)光合作用將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能。葉綠體扁球狀,厚約2.5微米,直徑約5微米。具雙層膜,內(nèi)有間質(zhì),間質(zhì)中含呈溶解狀態(tài)的酶和片層。片層由閉合的中空盤狀的類囊體垛堆而成,類囊體是形成高能化合物三磷酸腺苷(ATP)所必需。
光合作用(Photosynthesis)
是植物、藻類和某些細(xì)菌利用葉綠素,在可見(jiàn)光的照射下,將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為葡萄糖,并釋放出氧氣的生化過(guò)程。植物之所以被稱為食物鏈的生產(chǎn)者,是因?yàn)樗鼈兡軌蛲ㄟ^(guò)光合作用利用無(wú)機(jī)物生產(chǎn)有機(jī)物并且貯存能量。通過(guò)食用,食物鏈的消費(fèi)者可以吸收到植物所貯存的能量,效率為30%左右。對(duì)于生物界的幾乎所有生物來(lái)說(shuō),這個(gè)過(guò)程是他們賴以生存的關(guān)鍵。而地球上的碳氧循環(huán),光合作用是必不可少的。
原理
植物與動(dòng)物不同,它們沒(méi)有消化系統(tǒng),因此它們必須依靠其他的方式來(lái)進(jìn)行對(duì)營(yíng)養(yǎng)的攝取。就是所謂的自養(yǎng)生物。對(duì)于綠色植物來(lái)說(shuō),在陽(yáng)光充足的白天,它們將利用陽(yáng)光的能量來(lái)進(jìn)行光合作用,以獲得生長(zhǎng)發(fā)育必需的養(yǎng)分。
這個(gè)過(guò)程的關(guān)鍵參與者是內(nèi)部的葉綠體。葉綠體在陽(yáng)光的作用下,把經(jīng)有氣孔進(jìn)入葉子內(nèi)部的二氧化碳和由根部吸收的水轉(zhuǎn)變成為葡萄糖,同時(shí)釋放氧氣:
12H2O + 6CO2 + 光 → C6H12O6 (葡萄糖) + 6O2↑+ 6H2O
注意:
上式中等號(hào)兩邊的水不能抵消,雖然在化學(xué)上式子顯得很特別。原因是左邊的水,是植物吸收所得,而且用于制造氧氣和提供電子和氫離子。而右邊的水分子的氧原子則是來(lái)自二氧化碳。為了更清楚地表達(dá)這一原料產(chǎn)物起始過(guò)程,人們更習(xí)慣在等號(hào)左右兩邊都寫上水分子,或者在右邊的水分子右上角打上星號(hào)。
光反應(yīng)和暗反應(yīng)
光合作用可分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)步驟
光反應(yīng)
場(chǎng)所:葉綠體膜
影響因素:光強(qiáng)度,水分供給
植物光合作用的兩個(gè)吸收峰
葉綠素a,b的吸收峰過(guò)程:葉綠體膜上的兩套光合作用系統(tǒng):光合作用系統(tǒng)一和光合作用系統(tǒng)二,(光合作用系統(tǒng)一比光合作用系統(tǒng)二要原始,但電子傳遞先在光合系統(tǒng)二開(kāi)始)在光照的情況下,分別吸收680nm和700nm波長(zhǎng)的光子,作為能量,將從水分子光解光程中得到電子不斷傳遞,最后傳遞給輔酶NADP。而水光解所得的氫離子則因?yàn)轫槤舛炔钔ㄟ^(guò)類囊體膜上的蛋白質(zhì)復(fù)合體從類囊體內(nèi)向外移動(dòng)到基質(zhì),勢(shì)能降低,其間的勢(shì)能用于合成ATP,以供暗反應(yīng)所用。而此時(shí)勢(shì)能已降低的氫離子則被氫載體NADP帶走。一分子NADP可攜帶兩個(gè)氫離子。這個(gè)NADPH+H離子則在暗反應(yīng)里面充當(dāng)還原劑的作用。
意義:1:光解水,產(chǎn)生氧氣。2:將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能,產(chǎn)生ATP,為暗反應(yīng)提供能量。3:利用水光解的產(chǎn)物氫離子,合成NADPH+H離子,為暗反應(yīng)提供還原劑。
暗反應(yīng)
實(shí)質(zhì)是一系列的酶促反應(yīng)
場(chǎng)所:葉綠體基質(zhì)
影響因素:溫度,二氧化碳濃度
過(guò)程:不同的植物,暗反應(yīng)的過(guò)程不一樣,而且葉片的解剖結(jié)構(gòu)也不相同。這是植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)的結(jié)果。暗反應(yīng)可分為C3,C4和CAM三種類型。三種類型是因二氧化碳的固定這一過(guò)程的不同而劃分的。
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
1. 學(xué)會(huì)提取和分離葉綠體中色素的方法。
2. 比較、觀察葉綠體中四種色素:理解它們的特點(diǎn)及與光合作用的關(guān)系
二、實(shí)驗(yàn)原理
光合色素主要存在于高等植物葉綠體的基粒片層上,而葉綠體中的色素能溶于有機(jī)溶劑中。故要提取色素,要破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu),破壞葉綠體膜,使基粒片層結(jié)構(gòu)直接與有機(jī)溶劑接觸,使色素溶解在有機(jī)溶劑中。
葉綠體中的色素有四種,不同色素在層析液(脂溶性強(qiáng)的有機(jī)溶劑)中的溶解度不同,因而隨層析液的擴(kuò)散速度也不同。
三、材料用具
取新鮮的綠色葉片、定性濾紙、燒杯、研缽、漏斗、紗布、剪刀、小試管、培養(yǎng)皿、毛細(xì)吸管、量筒、有機(jī)溶劑、層析液(20份石油醚、2份丙酮、1份苯混合)、二氧化硅、碳酸鈣。
四、實(shí)驗(yàn)過(guò)程(見(jiàn)書(shū)P54)
1.提取色素:
2.制備濾紙條:
3.色素分離,紙層析法。(不要讓濾液細(xì)線觸及層析液)
4.觀察:
層析后,取出濾紙,在通風(fēng)處吹干。觀察濾紙條上出現(xiàn)色素帶的數(shù)目、顏色、位置和寬窄。結(jié)果是:4條色素帶從上而下依次是:胡蘿卜素(橙黃色)、葉黃素(黃色)、葉綠素a(藍(lán)綠色)、葉綠素b(黃綠色)。
五、討論
1.濾紙條上的濾液細(xì)線為什么不能接觸到層析液?
2.提取和分離葉綠體中色素的關(guān)鍵是什么?
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