【课件】光合作用与能量转化第1课时课件2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1

第四节

光合作用与能量转化一捕获光能的色素和结构问题探讨（教材P97）

你参观或听说过植物工厂吗？植物工厂在人工精密控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成分等条件下，生产蔬菜和其他植物。有的植物工厂完全依靠LED灯等人工光源，其中常见的是红色、蓝色和白色的光源。1、靠人工光源生产蔬菜有什么好处？2、为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件？讨论观察白化苗和正常植株的生长状况，考虑这种差异是什么原因导致的？

白化苗不能进行光合作用，无法制造有机养料。可见，叶片中的色素与光能的捕获有关。绿叶中有哪些色素呢？实验原理提取:分离:实验目的提取和分离绿叶中的色素，探究绿叶中色素的种类用层析液分离色素用无水乙醇提取色素（色素能溶解在有机溶剂中）（色素在层析液中溶解度不同）一、绿叶中色素的提取和分离纸层析法方法步骤1.色素的提取取材：称取5g绿叶，剪去主叶脉，剪碎，放入研钵中研磨：向研钵中加入少许二氧化硅和碳酸钙再放入无水乙醇，迅速、充分地研磨SiO2CaCO3无水乙醇

有助于研磨充分防止色素被破坏（叶绿素）

溶解色素防止乙醇挥发，使色素充分溶解方法步骤1.色素的提取取材：研磨：过滤：将研磨液迅速倒入玻璃漏斗过滤（漏斗基部放一块单层尼龙布）方法步骤1.色素的提取取材：研磨：过滤：将研磨液迅速倒入玻璃漏斗过滤（漏斗基部放一块单层尼龙布）收集：滤液收集到试管，棉塞将试管口塞严防止乙醇挥发和色素被氧化破坏方法步骤2.色素的分离制备滤纸条：将干燥的定性滤纸条一端剪去两角，并在距这一端底部1㎝

处用铅笔画一条细的横线1cm铅笔线剪去两角干燥的定性滤纸为什么要剪去两角？防止层析液在边缘扩散过快方法步骤2.色素的分离制备滤纸条：画滤液细线：用毛细吸管吸取少量滤液，

沿铅笔线均匀地画出一条细线★要求：细、直、齐（使分离出的色素带平整不重叠）

重复2—3次（增加色素含量）方法步骤2.色素的分离制备滤纸条：画滤液细线：分离色素：将适量的层析液倒入试管中，将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）轻轻插入层析液中插滤纸条层析液培养皿★滤液细线不能触及层析液（防止色素溶解在层析液中）实验结果1、色素带的位置说明什么问题？2、色素带的宽窄说明什么问题？3、色素带的间距最宽和最窄的分别是？思考：

色素种类色素颜色色素含量溶解度扩散速度胡萝卜素橙黄色_______________叶黄素黄色较少较高较快叶绿素a蓝绿色_____较低较慢叶绿素b黄绿色较多__________最少最高最快最多最低最慢3.实验注意事项和目的注意事项操作目的提取色素选新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高研磨时加无水乙醇溶解色素加少量二氧化硅和碳酸钙研磨充分和保护色素迅速、充分研磨防止乙醇过度挥发，充分溶解色素盛放滤液的试管管口加棉塞防止乙醇挥发和色素氧化分离色素滤纸预先干燥处理使层析液在滤纸上快速扩散滤液细线要细、齐、直使分离出的色素带平整不重叠滤液细线干燥后再画一两次使分离出的色素带清晰分明滤液细线不触及层析液防止色素直接溶解到层析液中4.实验出现异常的原因分析(1)滤纸条上色素带颜色过浅的原因分析①未加二氧化硅或研磨不充分，色素未充分提取出来。②使用放置数天的绿叶或绿叶用量少，滤液中的色素(叶绿素)含量太少。③一次加入大量的无水乙醇，导致提取液浓度太低。④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。⑤画滤液细线次数过少。⑥选用绿叶叶脉过多，叶肉细胞过少。⑦滤液细线触及层析液。(2)滤纸条色素带重叠：滤纸条没经干燥处理，滤液细线不能达到细、齐、直的要求，使色素扩散不一致。(3)滤纸条看不到色素带：①忘记画滤液细线；②滤液细线触及层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。(4)滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带：忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”。分离色素的其它方法二、绿叶中的色素及叶绿体的结构和功能1．色素的种类叶绿素（含量约占3/4）类胡萝卜素（含量约占1/4）

叶绿素a（蓝绿色）

叶绿素b（黄绿色）

胡萝卜素（橙黄色）

叶黄素（黄色）2．色素的吸收光谱光是一种电磁波；可见光的波长是400-760nm；不同波长的光，颜色不同；波长小于400nm的光是紫外光；波长大于760nm的光是红外光；一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光.叶绿素溶液叶绿素主要吸收红光和蓝紫光色素提取液2．色素的吸收光谱类胡萝卜素色素提取液类胡萝卜素主要吸收蓝紫光2．色素的吸收光谱400500600700叶绿素a叶绿素b类胡萝卜素叶绿素主要吸收红光和蓝紫光类胡萝卜素主要吸收蓝紫光2．色素的吸收光谱因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片才呈现绿色。为什么植物叶片呈现绿色？结合色素的吸收光谱分析实际问题1．冬季时，为了增加蔬菜的产量，应该选红色、蓝色还是无色的大棚塑料薄膜？为什么？无色。因为太阳光由七色光组成，所以用无色薄膜，植物可以获得更多的光能。2．阴天时，为了增加蔬菜的产量，在功率相同的情况下，应选择什么颜色(“蓝紫光和红光”或“白光”)的照明灯为蔬菜补充光源？为什么？蓝紫光和红光。在照明灯功率相同的情况下，选用蓝紫光和红光的照明灯补充光源，植物利用光能的效率更高。学以致用分析：为什么植物春夏叶子翠绿?而深秋则叶片金黄呢？而有的叶片为什么呈红色？由于叶绿素的含量大大超过类胡萝卜素，而使类胡罗卜素的颜色被掩盖，只显示出叶绿素的绿色。低温使叶绿素大量破坏，而使类胡萝卜素的颜色显示出来。秋天降温时，植物体为适应寒冷，体内积累较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素逐渐降解，叶子呈现红色3．影响色素合成的因素光照正常韭菜韭黄温度矿质元素（Mg）4．叶绿体的结构(1)叶绿体的分布主要分布在绿色植物的叶肉细胞中，而并非遍布所有植物细胞。(2)叶绿体的形态光学显微镜下观察，一般呈扁平的椭球形或球形。(3)叶绿体的结构基粒叶绿体基质类囊体外膜内膜(色素)色素分布：类囊体薄膜5．叶绿体的功能(1)实验过程及现象：5．叶绿体的功能(2)实验结论：①叶绿体是进行光合作用的场所。②O2是由叶绿体进行光合作用所释放的。1）、选材:①水绵具有细长螺旋带状叶绿体，易于观察现象。②好氧细菌的利用，准确显示出氧气产生的部位。2）、设计：①排除干扰方法：黑暗无空气环境，排除了光和氧气的干扰。②实验对照设计：a.极细的光束照射：叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验。b.进行黑暗(局部光照)和曝光对比实验，从而明确实验结果完全是光照引起的。③观测指标设计：通过好氧细菌分布情况，检测判断释放O2部位及强弱（3）恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？没有空气黑暗极细光束叶绿体主要吸收红光与蓝紫光用于光合作用放出O2。恩格尔曼第二个实验叶绿体