高中生物必修1第五章第四节课件

第四节能量之源－光与光合作用有些蔬菜大棚用红色或蓝色的塑料薄膜代替普通塑料薄膜，有的温室内悬挂发红色或蓝色的灯管。1.用这种方法有什么好处？这样做对光合作用有影响吗？2.为什么是用红色或蓝色的呢？用绿色的可以吗？可以提高光合作用强度；不同颜色的光会影响植物的光合作用。不能；因为叶绿素基本上不吸收绿光

光能转化为化学能被细胞所吸收的过程称为光合作用。

太阳光中有能量，我们制造出太阳能电池板可以捕获其中的能量并转化为电能。绿色植物也能捕获并转化太阳光中的能量，那么，绿叶中通过什么物质或结构捕获并转化光能呢？

我们知道，玉米中有时会出现白化苗。白化苗由于不能进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。可见光合作用与细胞中的色素有关。

今天的实验，主要目的是探究绿叶中含有几种色素和学习对色素进行提取和分离的方法，并设法将这些色素分离开。

绿叶中有哪些色素呢？一、捕获光能的色素和结构

1、实验：绿叶中色素的提取和分离

色素提取原理：叶绿体中的色素可以溶解在无水乙醇中，可以用来提取色素。

色素分离原理：色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸上的扩散速度有差别，可以用来分离色素。实验过程：１．提取色素称取5g左右的鲜叶，剪碎，放入研钵中。加少许的二氧化硅（充分研磨）和碳酸钙（防止色素被破坏）与10ml无水乙醇。在研钵中快速研磨。将研磨液进行过滤。２．制备滤纸条３．画滤液细线２４．分离色素实验结果：讨论：1.滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽窄如何？这说明了什么？2023/10/1611结果分析：（1）滤纸条上出现四条色素带，说明有4种色素，由上到下为胡萝卜素——叶黄素——叶绿素a——叶绿素b（2）4种色素含量：叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素（3）相邻色素带距离：最大——胡萝卜素和叶黄素最小——叶绿素a和叶绿素b叶绿素类胡萝卜素（含量约3/4）（含量约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）绿叶中的色素实验关键：1.选材时应注意选择鲜嫩、色浓绿的叶片。如菠菜叶、棉花叶、洋槐叶等。2.画滤液细线时应以细、齐、直为标准，重复画线时必须等上次画线干燥后再进行，重复2-3次。3.层析时不要让滤液细线触及层析液。注意事项：1.因丙酮和层析液都是易挥发且有一定毒性的有机溶剂，所以研磨要快，收集的滤液要用棉塞塞住，层析时要加盖，尽量减少有机溶剂的挥发。2.在研磨时要加少许二氧化硅，目的是为了研磨充分，有利于色素的提取；加少许碳酸钙的目的是为了防止研磨过程中，叶绿体中的色素受到破坏。3.分离色素时，一定不要让滤纸条上的滤液细线接触到层析液，这是因为色素易溶解在层析液中，导致色素带不清晰，影响实验效果。叶绿素：吸收蓝紫光和红光类胡萝卜素：吸收蓝紫光叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱叶绿素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。注：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。结论：色素叶绿素类胡萝卜素叶绿素a叶绿素b叶黄素胡萝卜素(红光)(蓝紫光)(蓝紫光)(红光)(蓝紫光)2、色素的种类和各色素的吸收光谱3、色素的功能（1）吸收、传递功能：绝大多数的叶绿素a以及全部的叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素（2）转换功能：少数处于特殊状态的叶绿素a叶片中的叶肉细胞绿叶回顾

叶肉细胞亚显微结构模式图

叶绿体亚显微结构模式图捕捉光能的色素存在于细胞中的什么部位？二、捕获光能的结构——叶绿体1、分布：主要分布在绿色植物的叶肉细胞2、形态：扁平的椭球形或球形叶绿体结构模式图外膜内膜基粒基质每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成。这些囊状结构称为类囊体。吸收光能的四种色素就分布在类囊体的薄膜上。而每个基粒都含有两个以上的类囊体，多者可达100个以上。叶绿体内有如此多的基粒和类囊体，极大地扩大了受光面积。3、结构4、叶绿体的功能（P100资料分析）1装片中好氧细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中。装片中好氧细菌分布在叶绿体所有受光部位的周围。氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。2结论：叶绿体的被光束照射到的部位是光合作用的场所结论：现象：现象：没有空气黑暗极细光束完全光照讨论：恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处？（1）用水绵作实验材料，有细而长的带状叶绿体，螺旋状分布在细胞中，便于观察和分析研究。（2）将临时装片置于黑暗且没有空气的环境中，排除了环境中光线和O2的影响，从而确保实验能顺利进行。（3）用极细的光束照射，并且用好氧菌进行检测，能准确的判断水绵细胞中放O2

部位。（4）进行黑暗（局部光照）与曝光的对照实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的。结论:叶绿体是进行光合作用的场所，它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。？

你还记得吗

……

什么叫光合作用？

……三、光合作用的探索历程结论：水分是植物建造自身的原料。17世纪海尔蒙特栽培的柳树实验结论：植物可以更新空气有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结果，所以有人认为植物也能使空气变污浊？1779年，荷兰英格豪斯普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功；植物体只有绿叶才能更新空气。到1785年，发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的是O2，吸收的是CO2。水二氧化碳氧气光？光能化学能储存在什么物质中？1845年德国梅耶1864年，萨克斯(德)的实验（置于暗处几小时）思考：目的是什么？一半遮光一半曝光为了使绿叶中原有的有机物消耗殆尽1864年，（德）萨克斯的实验结论：绿色叶片中光合作用中产生了淀粉1880年，美国科学家恩格尔曼黑暗中

极细光束光照下结论：叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所光合作用释放氧气，氧气是由叶绿体释放出来的光合作用释放的O2来自CO2还是H2O？第一组光合作用产生的O2来自于H2O。H2180C02H20C18O2第二组1802021941年美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）结论光合作用产生的有机物又是怎样合成的？20世纪40年代美国卡尔文用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C的去向，称为卡尔文循环。年代科学家结论1664海尔蒙特水分是植物建造自身的原料1771普利斯特利植物可以更新空气1779英格豪斯植物更新空气需绿叶和阳光1845梅耶植物在光合作用时把光能转变成化学能储存起来1864萨克斯绿叶光合作用产生淀粉1880恩格尔曼氧气由叶绿体释放出来。叶绿体是光合作用的场所。1941鲁宾卡门光合作用释放的氧来自水。20世纪40代卡尔文光合产物中有机物的碳来自CO2四、光合作用的过程绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O转化成储存能量的有机物，并释放出O2的过程。2、光合作用的反应式反应物、条件、场所、生成物CO2＋H2O（CH2O）＋O2光能叶绿体糖类3、光合作用过程光反应暗反应划分依据:反应过程是否需要光能光反应在白天可以进行吗？夜间呢？暗反应在白天可以进行吗？夜间呢？有光才能反应有光、无光都能反应H2O类囊体膜酶Pi

＋ADPATP(1)光反应阶段光、色素、酶叶绿体内的类囊体薄膜上水的光解：2H2O4[H]+O2光能（还原剂）ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能）ATP酶光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中[H]场所：条件：物质变化能量变化进入叶绿体基质，参与暗反应供暗反应使用CO2

五碳化合物

C5

CO2的固定三碳化合物2C3C3的还原叶绿体基质多种酶H2O类囊体膜酶Pi

＋ADPATP[H]糖类卡尔文循环（2）暗反应阶段CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的还原：ATP[H]、ADP+Pi叶绿体的基质中

ATP中活跃的化学能转变为糖类等

有机物中稳定的化学能2C3(CH2O)+C5酶糖类[H]、ATP、酶场所：条件：物质变化能量变化CO2

五碳化合物

C5

CO2的固定三碳化合物2C3叶绿体基质多种酶糖类ATP[H]色素分子可见光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[H]多种酶酶(CH2O)CO2吸收光解能固定还原酶光反应暗反应光合作用总过程：

联系(3)光反应与暗反应的区别联系光反应阶段暗反应阶段条件场所物质变化能量变化光、色素、酶不需光、酶、[H]、ATP叶绿体类囊体膜叶绿体基质中水的光解；ATP的生成CO2的固定；C3的还原

ATP中活跃化学能光能ATP中活跃化学能有机物中稳定化学能光反应是暗反应的基础，为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi。

CO2+H2O（CH2O)+O2光能叶绿体叶绿体处不同条件下：C3、C5、［H］、ATP以及(CH2O)合成量的动态变化条件C3C5［