光合作用与能量转化第一课时 高一上学期生物人教版必修一

第5章第4节光合作用与能量转化（第一课时）本节重点

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光合色素的提取与分离2光合色素的种类3叶绿体的结构捕获光能的色素植物工厂问题探讨1.靠人工光源生产蔬菜有什么好处呢？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。2.为什么要控制二氧化碳浓度，营养液成分和温度等条件？影响光合作用的因素很多，既有植物自身条件，也有外界环境条件，二氧化碳浓度，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。捕获光能的色素

光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。自然界:万物生长靠太阳地球上最重要的化学反应捕获光能的色素植物正常生长需要光能，而叶片中的色素可能与光能的捕获有关。种子中的养分耗尽，就会死亡能进行光合作用，正常生长探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》思考与探究：

1.用什么方法可以获得绿叶中的色素呢？

2.绿叶中的色素是一种还是多种呢？探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》提取色素要注意什么？1.破碎细胞及叶绿体，使色素充分释放。2.保证色素的结构和活性不被破坏。3.使色素溶解于试剂中。探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》任务：阅读教材P98-99的探究与实践，回答相关问题。1.色素提取时所用试剂及作用？2.研磨时应注意什么？为什么？3.过滤时用能否用滤纸？为什么？4.层析液的成分及注意事项？5.滤液细线的划线原则？6.层析时，滤液细线能否触及层析液？为什么？探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》任务：阅读教材P98-99的探究与实践，回答相关问题。1.色素提取时所用试剂及作用？无水乙醇：溶解色素；二氧化硅：使研磨充分；碳酸钙：防止研磨中色素被破坏。2.研磨时应注意什么？为什么？迅速且充分。保证色素释放的更加充分且减少无水乙醇的挥发。3.过滤时用能否用滤纸？为什么？不能，色素会吸附在滤纸上，使提取出来的色素过少。探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》4.层析液的成分及注意事项？层析液由苯、丙酮、石油醚按一定比例混合而成。使用时应注意盖好盖子并避免洒出。层析过程应在通风处进行，结束时应用肥皂将手洗干净。5.滤液细线的划线原则？细、直、匀。6.层析时，滤液细线能否触及层析液？为什么？不能，滤液细线中的色素会溶解在层析液中，而不能在滤纸条上扩散。探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》提取色素的原理：叶绿体中的色素属于脂溶性色素，不溶于水，易溶于有机溶剂，因此可用无水乙醇等有机溶剂来提取。探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》分离色素的方法：

分离色素的方法是“纸层析法”。

层析法是利用待分离物质中不同组分的某些理化性质的差异而建立起来的一种分离技术。探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》分离色素的原理：

不同色素在层析液中的溶解度不同。溶解度高的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度快；溶解度低的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度慢。色素分离后的结果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）据图回答1.含量最多的色素是？最少的呢？2.在层析液中溶解度最高的色素是？最低的呢？3.分离后的色素有几种？有何差异？捕获光能的色素绿叶中光合色素的种类叶绿素（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）探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》观看视频《绿叶中色素的提取和分离》捕获光能的色素色素分离的其他方法:捕获光能的色素假设同学甲在进行色素提取实验时，一次加入大量无水乙醇；同学乙在进行层析时，不小心将滤液细线浸没于层析液之下。请问两位同学的操作是否会影响到实验结果？同学甲的操作会导致提取到的色素浓度过低；同学乙的操作会导致滤纸条上的色素更多的溶解于层析液中。两位同学的错误操作均会影响色素分离的效果。花青素，是自然界一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素。水果、蔬菜、花卉中的主要呈色物质大部分与之有关。在植物细胞液泡不同pH条件下，花青素使花瓣、叶片等呈现五彩缤纷的颜色。不同色素对光的吸收差异光是一种电磁波，分为可见光和不可见光。可见光的波长是400-760nm。不同波长的光，颜色不同。不同色素对光的吸收差异可见光光谱不同色素对光的吸收差异太阳光太阳光是由多种波长的光混合而成四种光合色素对光的吸收有什么差别呢？不同色素对光的吸收差异光合色素的吸收光谱分别让不同颜色的光照射色素溶液，可得到色素溶液的吸收光谱。不同色素对光的吸收差异不同色素对光的吸收差异实验结果表明：叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。不同色素对光的吸收差异不同波长的光具有明显不同的生物学效应，包括对植物的形态结构与化学组成、光合作用和器官生长发育等方面的不同影响。植物工厂的LED灯都是做成全红、全蓝、红蓝组合三种形式。不同色素对光的吸收差异叶片为什么是绿色的呢？光叶绿体反射光透过光吸收光不同色素对光的吸收差异叶绿素的分子结构叶绿体的结构适于进行光合作用P1001g菠菜叶片中的类囊体总面积竟有60m2左右。水绵叶绿体的结构适于进行光合作用黑藻叶绿体的结构适于进行光合作用恩格尔曼的第一个实验1、实验材料为什么选择水绵和需氧细菌？

2、为什么选用黑暗并且没有空气的环境？3、为什么先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全曝露在光下？

1、是因为水绵有细而长的螺旋带状叶绿体，便于进行观察分析研究。需氧细菌能指示释放氧的部位。2、先选用黑暗并且没有空气的环境，是为了排除实验中光线和氧的影响，确保实验的准确性。３、能准确判断水绵细胞中释放氧的部位；而后用完全曝光的水绵与之做对照，从而证明了实验结果完全是光照引起的，并且氧是由释放出来的。叶绿体恩格尔曼实验的巧妙之处1、实验材料为什么选择水绵和需氧细菌？

2、为什么选用黑暗并且没有空气的环境？3、为什么先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全曝露在光下？

叶绿体的结构适于进行光合作用思考：结合刚刚学过的色素吸收光存在差异这一知识，同学们能否在恩格尔曼第一个实验的基础上进一步提出所要研究的问题？工具：三棱镜叶绿体的结构适于进行光合作用恩格尔曼进一步实验光三棱镜临时装片好氧细菌水绵好氧细菌叶绿体的结构适于进行光合作用资料：又结合其他实验证据，科学家们证明了：在叶绿体基质中，含有多种进行光合作用所必需的酶。

叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，分布了许多吸收光能的色素分子，在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。这是叶绿体捕获光能，进行光合作用的结构基础。小结

1.绿色植物通过光合色素捕获光能，色素有四种：叶绿素a和叶绿素b合称叶绿素，胡萝卜素和叶黄素合称类胡萝卜素。

2.利用绿叶中的光合色素溶解于有机溶剂的特点，可通过研磨、过滤的方法提取得到。

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