如何設計實驗證明葉綠體是光合作用的細胞器？

1樓：鑫波和他的小魚幹

證明葉綠體是光合作用細胞器，就要證明葉綠體可以在光下將無機物二氧化碳轉化為有機物（澱粉），這裡提供乙個思路。

首先暗處理，消耗葉綠體中已有的澱粉，然後提取葉綠體。

然後在體外無細胞體系中按梯度加入葉綠體，充入二氧化碳，一段時間以後檢測澱粉生成（澱粉與碘變藍，易檢測）。

設定對照，乙個是沒有通入二氧化碳的對照，乙個是沒有光照的對照，乙個是不加入葉綠體但是體系中其他組分都有的對照，乙個是用等量細胞勻漿（包含葉綠體與其他各種細胞器）代替葉綠體的對照。

下邊的步驟可以參考：

葉綠體提取

1，綠色植物暗處理2-3天；

2，採集植物綠色葉片，去除大的枝梗、主脈；

3，葉片破碎（勻漿器/冰上研磨/液氮研磨），不要太用力或磨太久；

4，用適宜的緩衝液（合適的離子組成、滲透壓、pH等）懸浮細胞碎片；

5，粗紗布過濾，除渣；

6，高速離心，細胞器將被分離，吸取葉綠體所在的分層並顯微鏡下鏡檢，檢查提取效果。

進行實驗

設定如下實驗，觀察光下通入二氧化碳一段時間後，碘染的結果。

光、二氧化碳、葉綠體都是光合必須的，所以陰對照應該沒有染色；而細胞懸液包含所有細胞器，理論上可以進行光合作用合成澱粉，可以被染色；而實驗組梯度增加葉綠體，預期染色會隨梯度逐漸公升高而加深。

如果出現上述預期結果，就證明單獨葉綠體這乙個細胞器可以完成光合作用（前提是分離出的葉綠體比較乾淨，沒有其他細胞器或太多雜質等）；

如果實驗組與負對照沒什麼差異，而正對照有染色，說明只有葉綠體自己不能完成光合作用，或者說明葉綠體完成光合作用依賴於其他細胞器；

如果正對照也沒有染色，可能需要排除實驗技術問題，排出後仍不能染色，可能說明光合作用依賴於細胞的完整性，細胞被破壞以後單獨細胞器無法進行光合作用。

有的同學對葉綠體內澱粉合成有疑問，這裡做乙個補充：

澱粉是葡萄糖多聚體的一種形式，在質體中合成並貯藏。在葉綠體中為臨時性貯藏，而在塊莖或者種子中的澱粉體內，則是一種長期貯藏的形式。在葉綠體內，卡爾文迴圈可以為澱粉的合成提供碳源，光合作用所固定的過量的碳進入磷酸己糖庫，最後以澱粉的形式儲存在葉綠體內。

卡爾文迴圈的中間產物3-磷酸甘油酸含量增多時，ADP-葡萄糖焦磷酸化酶的活性就會進一步被啟用，因此這種調控機制，能將ADP-葡鎣糖焦磷酸化酶的活性和光合產物有機地聯絡起來。相反，當光合磷酸化變慢或者停止時，葉綠體內的磷酸根離子增多，澱粉的合成就會受抑制。

將上千個的葡萄糖單體連線成數目很少的分子可以減少滲透壓對葉綠體的破壞，因為，如果等量的己糖以蔗糖的形式存在於葉綠體，那麼葉綠體內的基質溶液會因為含有過多的溶質，導致大量的水從細胞質湧入葉綠體內，引起葉綠體膨脹並導致最後漲破。