5.4 光合作用和能量转化（第2课时）课件-2023-2024学年高一上学期生物人教版必修一

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光合作用与能量转化P97旧知回顾：绿叶中色素的提取和分离实验材料或试剂作用无水乙醇_________层析液_________二氧化硅___________碳酸钙________________________________过滤叶片研磨液,获得滤液_______使色素在其上分离,便于观察提取色素分离色素使研磨充分防止研磨时色素被破坏单层尼龙布滤纸条操作内容操作目的滤纸条的一端剪去两角___________________________________，使色素扩散均匀滤液细线重复画若干次,

且要求细、直、齐___________________滤液细线不能触及层析液______________________防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快使分离的色素带清晰防止色素溶解到层析液中旧知回顾：绿叶中色素的提取和分离红苋菜：菜汤出色，因为是水溶性的花青素。胡萝卜：菜汤不出色，因为是脂溶性的胡萝卜素。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）叶绿体中的色素1.色素的种类：绿叶中色素的种类和功能四种色素对光的吸收是否有差别？

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。绿叶中色素的功能P99学科交叉绿叶中色素的功能

阳光是由不同波长的光组成组合成的复合光，在穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带，称为光谱阳光三菱镜光带叶绿素溶液叶绿素主要吸收红光和蓝紫光一捕获光能的色素色素提取液【四种色素对光的吸收】类胡萝卜素类胡萝卜素主要吸收蓝紫光一捕获光能的色素【四种色素对光的吸收】色素提取液教材中的隐性知识

必修1P99“学科交叉”：可见光的波长范围是多少？红光和蓝紫光是红外光和紫外光吗？

400-760nm

学科交叉：叶绿体中的色素只吸收

可见光

，而对红外光和紫外光等不吸收。色素溶液

测定色素对不同波长光的吸收情况，而色素颜色由其反射的光所决定。结论：一般情况下，光合作用吸收的光是可见光。叶绿素主要吸收蓝紫光和红光；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。400500600700叶绿素a叶绿素b类胡萝卜素一捕获光能的色素

植物工厂利用的人工光源主要是红色、蓝紫色和白色的光源，为什么不用绿光？色素的作用：吸收光能一捕获光能的色素为什么植物的叶片呈现绿色？对植物而言，叶绿素分子对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以植物的叶片呈现绿色。叶绿素含量是类胡萝卜素的3倍，也是叶片呈绿色的原因。解释生活现象1.为什么有些植物春夏叶子翠绿，而深秋则叶片金黄呢？呈绿色原因：1.叶片中叶绿素的含量大大超过类胡萝卜素2.绿光吸收最少反射回来变黄的原因：由于叶绿素容易受到低温的破坏，秋季低温使叶绿素大量破坏，而使类胡萝卜素的颜色显示出来解释生活现象枫叶变红紫叶李变红原因：秋天降温时，植物体为适应寒冷，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶子呈现红色花青素的积累使叶子呈现紫色影响叶绿素合成的因素1）光照

光照是影响叶绿素合成的主要因素，植物在黑暗中一般不能合成叶绿素，因而叶片发黄。（如韭黄）2）温度（酶）

温度可以影响与叶绿素合成有关酶的活性，进而影响叶绿素的合成，且低温时叶绿素分子易被破坏，因而秋天叶片变黄。3）矿质元素（Mg）

类胡萝卜素不含有N。叶绿素中含有N、Mg等。解释生活现象2.冬季时，为了增加蔬菜的产量，应该选择选择什么颜色(红色/蓝色/无

色)的大棚塑料薄膜？为什么？

白光↓↓

红光红色玻璃

白光↓↓

绿光绿色玻璃

白光↓↓

白光无色玻璃

无色透明大棚能透过日光中各种色光，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以无色透明的大棚中植物的光合效率最高。解释生活现象3.阴天时，为了增加蔬菜的产量，在功率相同的情况下，应该选择什么

颜色(蓝紫光或红光或白光)的照明灯为蔬菜补充光源？为什么？

蓝紫光或红光

在照明灯功率相同的情况下，用发蓝紫光或红光的照明灯，植物利用光能的效率最高。

这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位呢？捕获光能的结构——叶绿体色素酶①②④⑤③外膜内膜基质基粒类囊体

分布：主要分布在绿色植物的叶肉细胞

形态：一般呈扁平的椭球形或球形

结构：外膜内膜基粒由两个以上的类囊体堆叠而成，极大地扩展了受光面积，类囊体薄膜上含色素和酶基质含多种光合作用所必需的酶透明，有利于光线的透过【场所】类囊体薄膜、叶绿体基质水绵黑藻资料分析叶绿体除了吸收光能外，还有什么功能呢？1880年恩格尔曼：实验材料：水绵：需氧细菌：自变量：因变量：叶绿体是否接受光照需氧菌聚集部位没有空气的黑暗环境，极细光束照射暴露在光下排除O2和光的干扰目的？水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察。

好氧细菌可确定释放O2的部位。结论：叶绿体光合作用释放氧气自主预习教材P100-101，完成讨论：好氧细菌极细光束照射恩格尔曼的实验(视频)1、实验材料选择妙

2、排除干扰的方法妙

3、观测指标设计妙

水绵具有细而长的叶绿体，且叶绿体呈螺旋式分布，便于观察选用黑暗、无空气的环境：排除光和氧气的干扰通过对好氧细菌的分布检测，从而准确判断出释放O2的部位讨论：此实验在设计上有什么巧妙之处？4、实验对照设计妙

两组对照！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。【思考·讨论】探究叶绿体的功能(P100)需氧细菌集中分布在叶绿体被光束照射到的部位需氧细菌分布在叶绿体所有受光部位恩格尔曼的实验一叶绿体能吸收光能用于光合作用释放氧气2.恩格尔曼在选材、实验设计上有何巧妙之处？设计： 选材：水绵：叶绿体螺旋带状，易观察

好氧细菌：可确定氧气产生部位无空气的黑暗环境：排除O2和光的干扰对照设置：讨论：1.恩格尔曼第一个实验的结论是什么？极细的光束：有光与无光对照暴露阳光下：局部有光与完全曝光对照任务二：分析叶绿体的功能1.实验选择水绵和需氧细菌作为实验材料的优点：水绵的叶绿体呈___________分布，便于观察；用需氧细菌可确定

的部位。2.为何要除去小室中原有的空气？螺旋带状释放氧气多

选用没有空气的环境，可排除空气中氧气的干扰。3.在黑暗中用极细的光束照射水绵有何巧妙之处？

用极细的光束照射，使叶绿体形成有光和无光部位，相当于一组对比实验。4.为何把载有水绵的临时装片又暴露于光下？和黑暗条件下用极细的光束照射进行对照，进一步明确实验结果完全是由光照射到叶绿体引起的。

因为光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在此波长光的照射下，叶绿体会释放氧气，适于需氧细菌在此区域分布。5.为什么大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域呢？光三棱镜临时装片好氧细菌水绵好氧细菌6.综合上述分析，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，并且能够吸收特定波长的光。恩格尔曼的实验二1.基于对叶绿体的结构和功能的理解，判断下列相关表述是否正确（1）叶绿体只有叶绿素吸收的光能才能用于光合作用

（

）（2）叶绿体类囊体上有巨大膜面积，利于吸收光能

（

）（3）植物绿叶之所以呈绿色，因为叶片中叶绿体吸收了绿光（

）A

2.下列关于高等植物细胞内色素的叙述，错误的是（

）A.所有植物细胞中都含有4种色素B.有些植物细胞的液泡中也含有色素C.叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收光能D.植物细胞内的光合色素主要包括叶绿素和类胡萝卜素两大类光合色素功能：吸收、传递（4种色素）、转化光能（只有少数特殊状态的叶绿素a）教材P101概念检测练习与应用（P101）1.海洋中的藻类，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布大致依次是浅、中、深。这种现象与光能的捕获有关吗？红藻绿藻褐藻不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是

出来的光所形成，即红藻反射出

，绿藻反射出

，褐藻反射出

。红光绿光黄色反射水对红、橙光的吸收比对蓝、绿光的吸收多，即到达深水层的光线是

波长的光。短吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的褐藻分布于中层，吸收蓝紫光较多的红藻分布于深层。练习与应用（P101）1.海洋中的藻类，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布大致依次是浅、中、深。这种现象与光能的捕获有关吗？反射绿光，吸收红、蓝紫光红藻绿藻褐藻反射红光，吸收蓝紫光较多波长长，

分布在浅层波长短，能到达深海区域反射黄光，吸收蓝紫光、绿光波长适中，分布在中层练习与应用（P101）1.海洋中的藻类，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布大致依次是浅、中、深。这种现象与光能的捕获有关吗？红藻绿藻褐藻不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是

出来的光所形成，即红藻反射出

，绿藻反射出

，褐藻反射出

。红光绿光黄色反射(源于必修1P100“拓展题”)海洋中的藻类植物，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布一般依次是浅、中、深，这种现象与

有关，即

。光能捕获不同颜色的藻类吸收不同波长的光实战训练

1.白光通过三棱镜能显示出七种颜色的连续光谱。如果将一瓶叶绿素提取液放在光源和三棱镜之间，连续光谱就会出现一些黑色带，这些条带应位于（

）

A．绿光区

B.红光区和

绿光区C．蓝紫光和绿光区

D.红光区和蓝紫光区实战训练

2.下列关于光合色素的叙述，正确的是（

）A.类胡萝卜素在层析液中的溶解度大于叶绿素B.叶绿素可吸收红外光、紫外光用于光合作用C.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光D.变红枫叶的叶绿体中的红色色素增加，叶绿素含量降低1.叶绿体的形态：一般呈扁平的_______或_____。2.叶绿体的结构模式图(1)结构外表：①_______内部②_____③_____：由______堆叠而成↓决定(2)功能：进行_________的场所。↑证明(3)恩格尔曼的实验：需氧细菌只分布在_______有光束照射的部位。椭球形球形双层膜基质基粒类囊体光合作用叶绿体思维诊断1、

叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素。（  ）2、叶绿素a和叶