【课件】捕获光能的色素和结构课件2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1

【问题探讨】

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？

用人工光源可以避免因自然光照不足引起的光合作用强度低而减产。同时，人工光源的强度和不同色光是可调控的，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。CO2浓度、营养液和温度是影响植物生长的重要外部条件，因此要进行控制，以便让植物达到最佳的生长状态。2、为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件？5.4光合作用与能量转化第1课时捕获光能的色素和结构植物捕获光能依靠特定的物质和结构：叶片中的色素（溶解度

的色素随层析液在滤纸上扩散得

；反之则慢。)（1）提取：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂

中（2）分离：各种色素在

中的溶解度

。1、实验原理：无水乙醇不同高快一、实验～绿叶中色素的提取和分离层析液（1）提取绿叶中的色素2、方法步骤：SiO2:

；CaCO3

:

；无水乙醇:

；使研磨更充分防止色素(叶绿素)被破坏溶解色素①称取5g绿叶，剪碎，放入研钵中。②加入少许SiO2

、CaCO3，再加入5～10mL无水乙醇，进行迅速、充分的研磨。③将研磨液迅速倒入玻璃漏斗（基部放置单层尼龙布）进行过滤，将收集到试管中，及时用棉塞将试管口塞严。问：为什么要选新鲜、浓绿的叶片？能否用已经变黄的叶片作实验材料？原因：

，

。(2)制备滤纸条：①一端剪去两角。

②画基线。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(3)画滤液细线：①细、直、匀。②重复画1-2次。原因：防止色素带之间

。重叠原因：增加色素的量，使分离出的色素带

。清晰原因：防止

溶解于层析液中。色素(4)分离色素：滤液细线不能触及层析液。层析液叶绿素类胡萝卜素（含量约3/4）（含量约1/4）

（蓝绿色）

（黄绿色）

（橙黄色）

（黄色）绿叶中色素的种类(5)结果分析：胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b★正常结果及分析：滤纸条上有几条色素带？溶解度大小排序？含量多少排序？★异常结果及分析：（大本P100）③色素带颜色过浅或偏窄的原因有哪些？②无色素带的原因有哪些？①只有胡萝卜素和叶黄素的原因有哪些？拓展：色素带重叠的原因有哪些？(2019江苏卷)如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是（）A．研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素 B．层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液 C．在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作 D．实验验证了该种蓝藻没有叶绿素b(2020江苏卷)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，下列叙述错误的是（    ） A.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂 B.研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏 C.研磨时添加石英砂有助于色素提取 三、色素的作用三、色素的作用叶绿素a和叶绿素b主要吸收

。胡萝卜素和叶黄素主要吸收

。蓝紫光和红光蓝紫光红光不吸收

。1、为什么植物叶片呈现绿色？2、植物工厂为什么不用绿色光源？①叶绿素的含量多于类胡萝卜素，而使类胡萝卜素的颜色被掩盖，只显示出叶绿素的绿色。②对植物而言，除了部分橙光、黄光和大部分绿光被反射外，其他的光基本上都被叶绿素分子等所吸收了，所以植物的叶片呈现绿色。叶绿体中的色素几乎不吸收绿光。3、大棚种植蔬菜时，选择什么颜色的塑料薄膜最好？白色或无色秋季气温降低，大量叶绿素受到破坏，而显示出类胡萝卜素的颜色。而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。4、深秋的叶片颜色为什么会变黄？此时红光和蓝紫光哪一种更有利于植物进行光合作用？影响叶绿素合成的因素有哪些？（大本P101）(2019浙江卷)在“光合色素的提取与分离”活动中，提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后，滤纸条自上而下两条带中的色素合称为

。分析叶绿素a的吸收光谱可知，其主要吸收可见光中的

光。环境条件会影响叶绿素的生物合成，如秋天叶片变黄的现象主要与

抑制叶绿素的合成有关。类胡萝卜素红光和蓝紫低温判对错：(2017全国1卷)B.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光合作用。四、叶绿体的结构和功能在④

上分布有光合作用所需的

和

，在⑤

中也分布有光合作用所需的

。酶类囊体薄膜光合色素

酶③④①②

⑤叶绿体基质四、叶绿体的结构和功能1、叶绿体的结构★叶绿体是如何扩展受光面积的？四、叶绿体的结构和功能2、叶绿体的功能①恩格尔曼第一个实验的结论是什么？氧气是

释放的。叶绿体是绿色植物进行

的场所。②恩格尔曼第一个实验在选材、实验设计上有什么巧妙之处？水绵的叶绿体大且呈螺旋式带状，便于观察。好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。用极细的光速照射，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。临时装片完全暴露在光下的实验再一次验证实验结果。讨论：叶绿体光合作用③在恩格尔曼第二个实验中，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，为什么？水绵的叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光，用于光合作用，释放氧气。资料2：在类囊体膜上和叶绿体基质中，含有多种进行光合作用所必需的酶。④综合资料1、2，你认为叶绿体具有什么功能？叶绿体是进行光合作用的场所，且能够吸收特定波长的光。这款“一叶子概念车”的动力原理是什么？它为什么不使用汽油呢？请总结光合作用的概念和总反应式（教材P102）5.4.2光合作用的原理和应用一、光合作用的原理1、探索光合作用原理的部分实验(1)19世纪末(2)1928年，科学家发现甲醛对植物有毒害作用，且甲醛不能通过光合作用转化成糖。(3)1937年，希尔：结论:离体叶绿体在适当条件下发生水的光解,产生氧气。①希尔的实验说明水的光解产生氧气，是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水？答：不能说明。希尔反应仅说明了离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光解，产生氧气。该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也并没有直接观察到氧元素的转移。②希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？答：希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的，悬浮液中有H2O，没有合成糖的另一种必需原料CO2，因此，该实验说明水的光解并非必须与糖的合成相关，暗示着希尔反应是相对独立的反应阶段。(3)1937年，希尔：结论:离体叶绿体在适当条件下发生水的光解,产生氧气。(4)1941年，鲁宾和卡门:CO2H218O光照射下的小球藻悬液C18O2H2O①该实验用了什么科学方法？此方法有什么好处？18O2O2同位素示踪法②该实验的自变量是什么