【课件】光合作用与能量转换第一课时课件

5.4

光合作用和能量转化一

捕获光能的色素和结构叶子概念车

叶子概念车是一款能够充分利用太阳能、风能以及空气中的二氧化碳从而产生电能驱动的新能源汽车。车顶的大叶子是一个光电转化器，能把太阳能转化为电能。教学目标目标0102认同叶绿体的结构特点与其作为光合作用的场所相适应。(生命观念）理解“绿叶中色素的提取和分离”实验的原理，学会探究实验的设计思路。（科学思维）欢迎来到智慧植物工厂？？问题探讨植物工厂1.植物工厂和自然界相比有何优势？2.靠人工光源生产蔬菜有什么好处？植物工厂可以通过人工精密的控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成分等外界条件。空间利用更充分可以避免由于自然环境中光照强度不足导致光合作用强度低而造成的减产。同时，人工光源的强度和不同色光是可以调控的，可以根据植物生长的情况进行调节，以使蔬菜产量达到最大。一、捕获光能的色素和结构思考：“白化苗”能持续正常地生长吗？光合作用与细胞中的色素有关。思考：细胞哪些结构含有色素？液泡：花青素叶绿体：多种光合色素不能进行光合作用，不能持续正常地生长。只有叶绿体中的色素可以捕获光能。（1）提取原理绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。绿叶中色素在层析液(汽油)中的溶解度不同。（2）分离原理（一）实验：绿叶中色素的提取和分离一、捕获光能的色素1.实验原理无水乙醇

提取方法纸层析法分离方法溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢①研磨材料:5g鲜叶药品SiO2——有助于研磨充分CaCO3

——防止色素被破坏无水酒精——溶解色素2.实验步骤②过滤：获取绿色滤液（试管口加棉花防挥发）（1）提取色素1cm将干燥的定性滤纸剪成宽度略小于试管直径、长度略小于试管长度的滤纸条，再将滤纸条一端剪去两角，并在距这一端底部1cm处用铅笔画一条细的横线；剪去两角的原因？防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快而使形成的色素带不整齐（2）制备滤纸条要求：（1）细直匀

（2）干燥后重复1—2次用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线（也可将滤液倒入培养皿，再用盖玻片蘸取滤液，在横线处按压出均匀的细线）。待滤液干后，再重画一到两次；防止色素带重叠而影响分离效果

增加色素量，使分离出的色素带清晰（3）画滤液细线滤液细线画滤液细线4.分离绿叶中的色素（1）为何滤液细线不能触及层析液？（防止色素溶解在层析液中）（2）为何要盖上培养皿？（防止层析液挥发，因其易挥发且有毒）插滤纸条层析液培养皿分离绿叶中的色素效果图3、实验结果叶绿素类胡萝卜素绿叶中光合素色的功能：吸收、传递和转化光能(占1/4)(占3/4)胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）绿叶中光合素色的种类

色素种类色素颜色色素含量溶解度扩散速度胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b橙黄色黄色蓝绿色黄绿色最少最多较多较少最低最高较高较低最慢最快较快较慢绿叶中光合素色的比较叶绿素由C、H、O、N、Mg构成（1）滤纸条上色素带颜色较浅原因分析①未加入二氧化硅，研磨不充分，色素未能充分提取。②称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素浓度小。③未加碳酸钙或加入量过少，色素分子部分被破坏。④没有选择新鲜、浓绿的叶片，含色素少。(2)滤纸条色素带重叠:没经干燥处理,滤液细线不能达到细、直、匀的要求,使色素扩散不一致造成的。4.绿叶中色素提取和分离实验异常现象分析(3)滤纸条看不到色素带:(4)滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带:①忘记画滤液细线;②滤液细线接触到层析液,且时间较长,色素全部溶解到层析液中。未加碳酸钙导致叶绿素被破坏。材料：太阳光是由不同波长的光组合成的复合光，不同波长的光，颜色不同，可见光的波长是400-760nm；波长小于400nm的光是紫外光；波长大于760nm的光是红外光。学生思考：1.四种光合色素吸收的是什么光？2.四种光合色素对光的吸收有什么差别呢？（二）色素的吸收光谱叶绿素溶液类胡萝卜素溶液对比分析一、捕获光能的色素叶绿素主要吸收______________类胡萝卜素主要吸收________蓝紫光、红光蓝紫光400500600700波长/nm叶绿素a叶绿素b类胡萝卜素吸收光能的百分比叶绿素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。运用分析：为什么植物春夏叶子翠绿?而深秋则叶片金黄呢？

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当温度低于7℃时，树叶中会生成花青素。物体呈现什么颜色是因为它吸收了除该颜色以外的色光，透过或反射了该种色光进入人眼的缘故。选无色透明的塑料薄膜；大棚内照明灯在功率相同的情况下，最好选蓝紫光和红光。运用分析：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？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？

这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位？外膜内膜基粒类囊体叶绿体基质①多个类囊体堆叠形成基粒，色素和酶的附着面积增大，极大地扩展了受光面积，利于提高光能的利用率。②叶绿体基质和类囊体膜上含有光合作用有关的酶。色素酶光合作用的场所：叶绿体叶绿体类囊体薄膜光合色素的分布：叶绿体的结构适于进行光合作用恩格尔曼的实验（一）现象：装片中需氧细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中。现象：装片中需氧细菌分布在叶绿体所有受光的部位。结论：氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。该实验设计中是如何形成对照的？照极细光处理与不照光、黑暗与完全曝光形成对照1、恩格尔曼第一个实验的结论是什么？2、恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？3、在第二个实验中，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，为什么？4、综合上述资料，你认为叶绿体具有什么功能？思考·讨论

恩格尔曼第一个实验的结论是：氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。

实验材料选择水绵和需氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察，用需氧细菌可确定释放氧气多的部位；没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰；用极细的光束照射，