5.4.1光合作用与能量转化第1课时课件高一上学期生物人教版必修1

思考：我们知道通过细胞呼吸可以把有机物中的能量释放出来，供应各项生命活动，那有机物中的能量又从哪里来的呢？又是通过什么过程把太阳能转换成细胞能够利用的化学能？第五章第四节能量之源—光与光合作用正常苗白化苗正常幼苗能进行光合作用制造有机养料白化苗不能进行光合作用，无法制造有机养料思考：分析健康幼苗与白化苗生长差异的原因能说明什么？这说明光合作用需要色素去捕获光能。太阳能、光合作用第1课时捕获光能的色素和结构问题探讨

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？2、为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件？

用人工光源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。

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。缺少叶绿素韭黄韭菜在植物绿叶中究竟有哪些种类的色素呢？是不是只有叶绿素呢？一、捕获光能的色素和结构

绿叶中的色素不只有一种，它们都能溶解在层析液中，不同的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越高的色素随层析液在滤纸上的扩散速度就越快，反之则慢。1、原理：（1）提取色素的原理

绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。探究·实验

绿叶中色素的提取和分离（2）分离色素的原理

（1）无水乙醇可用（体积分数为95%的乙醇+适量无水碳酸钠）来代替（2）层析液成分：20份__________________________、2份_____和1份___混合而成；在60-90℃下分馏出来的石油醚丙酮苯（3）二氧化硅*有助于研磨得充分

（4）碳酸钙*防止研磨中色素（主要保护叶绿素）被破坏作用：溶解色素、提取色素；2、试剂作用：分离色素探究·实验

绿叶中色素的提取和分离5g新鲜绿叶，剪去主叶脉，→剪碎置研钵中3、方法步骤：加入少许二氧化硅和碳酸钙，再放入10ml无水乙醇（少量分多次加入）色素多研磨更充分防止色素被破坏提取色素（1）提取绿叶中的色素①研磨★要求：要迅速、充分防止乙醇挥发，充分溶解色素探究·实验

绿叶中色素的提取和分离②过滤：获取色素滤液★注意用棉塞将试管口塞严防止乙醇挥发和色素分子被氧化单层尼龙布：不能用滤纸、纱布，会吸收色素探究·实验

绿叶中色素的提取和分离（2）制备滤纸条1cm铅笔线注意：要剪去两角防止层析液边缘扩散太快，使色素在滤纸条上同时扩散均匀。

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。探究·实验

绿叶中色素的提取和分离（3）画滤液细线★要求：细、直、齐注意：待滤液干后，再画1~2次。为防止色素带重叠而影响分离效果用毛细吸管，吸取少量滤液，沿着铅笔线均匀地画（积累更多的色素）使色素带更清晰

用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画一条细线（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）。探究·实验

绿叶中色素的提取和分离（4）分离色素层析液培养皿（防止层析液挥发，因其易挥发且有毒）防止色素溶解于层析液中而无法分离注意：不能让滤液细线触及层析液为何要盖上培养皿？

将适量的滤液倒入试管中，将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口。也可用小烧杯代替试管，用培养皿盖住小烧杯。探究·实验

绿叶中色素的提取和分离胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b（5）观察与记录（黄绿色）（橙黄色）（黄色）（蓝绿色）（*色素的宽窄可以表示色素的含量）叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素②溶解度从高到低依次为胡、黄、a、b①从上往下依次是：胡、黄、a、b③相邻最近a、b④相邻最远胡、黄探究·实验

绿叶中色素的提取和分离⑤色素含量高低探究·实验

绿叶中色素的提取和分离1、若滤纸条色素带颜色较淡，其原因有：①选取的叶片颜色不是浓绿色或称取的绿叶过少或放置数天的菠菜叶，色素含量少②一次加入的无水乙醇过多，色素溶液浓度小(正确做法：分次加入少量无水乙醇)③未加碳酸钙或加入的过少，色素分子部分破坏④未加二氧化硅研磨不迅速充分，色素未能充分提取出来2、若无色素带：①忘记画滤液细线②滤液细线已触及层析液且时间较长，色素全部溶解到层析液中。提取液色素带异常现象的分析3、色素带重叠：滤液细线不直或过粗⑤没有重复画滤液细线

叶绿素溶液叶绿素主要吸收红光和蓝紫光类胡萝卜素主要吸收蓝紫光类胡萝卜素溶液观察色素的吸收光谱图示，思考讨论色素的作用实验表明：叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，

色素对绿光吸收最少。吸收光的范围：可见光的波长是400～760nm，一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光

可见色素的功能：吸收光能、传递光能（所有光合色素）、转化光能（少数叶绿素a）捕获光能的色素类胡萝卜素叶绿素胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b(占1/4)(占3/4)（橙黄色）（黄色）（蓝绿色）（黄绿色）

叶绿体中的色素：最窄最宽最远最近主要吸收蓝紫光和红光主要吸收蓝紫光(1)光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。(2)温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。低温时，叶绿素分子易被破坏，而类胡萝卜素分子较为稳定，使叶子变黄。(3)必需元素：叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶变黄。另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，叶变黄。【深度思考】3．影响叶绿素合成的三大因素大棚种植蔬菜时玻璃为什么选择无色透明的？为了让各种波长的太阳光都穿过塑料薄膜，即让植物吸收更多的光能；大棚内照明灯在功率相同的情况下，最好选蓝紫光和红光。【与生活的联系】为什么植物的叶片呈现绿色？

光照到物体表面后，该物体又将这种颜色的光反射出来，就是我们所见到的颜色。对植物而言，除了部分橙光、黄光和大部分绿光被反射外，其他的基本上都被叶绿素分子吸收了，所以含叶绿素多的叶片呈现绿色。练1.在“绿叶中色素的提取和分离”实验中得到的色素带颜色较浅，分析其原因可能是（

）

①加入的无水乙醇太多

②用丙酮代替无水乙醇

③层析液没及滤液细线

④研磨时没有加入CaCO3

⑤研磨时没有加入SiO2

⑥取的叶片的叶脉过多，叶肉细胞过少

⑦画滤液细线的次数少

⑧使用放置数天的波菜叶A．①③⑦

B．②④⑤⑧C．①③④⑤⑥⑦⑧

D．②③④⑤⑥C色素浓度低色素溶解到层析液中色素被破坏色素未完全释放出来色素含量低色素含量低色素含量低2.甲、乙、丙、丁四位同学，在利用新鲜绿色菠菜叶为实验材料，用层析法进行叶绿体中色素的提取和分离实验时，由于操作不同，而得到了以下四种不同的层析结果。下列分析，错误的是()A．甲可能误用蒸馏水作提取液和层析液B．乙可能是因为研磨时加入无水乙醇过多C．丙可能是正确操作得到的理想结果D．丁可能是因为研磨时未加入CaCO3C基粒（由类囊体堆叠形成，增大膜面积）外膜内膜基质色素与光反应有关的酶与暗反应有关的酶二、叶绿体的结构适于进行光合作用众多的基粒和类囊体极大地扩展了受光的面积。1.形态：2.结构：椭球形、球形由外膜、内膜、基粒、基质构成。3.功能：进行光合作用的场所。资料分析：叶绿体的功能装片中需氧细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中。装片中需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。结论：叶绿体中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1881年，恩格尔曼实验水绵和需氧细菌的装片原理：光合作用会释放氧气，需氧细菌分布在氧气充足的部位根据需氧细菌的分布判断光合作用的场所。讨论：恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处？(1)实验材料选择巧妙：实验材料选择水绵，水绵不但具有细而长的带状叶绿体，而且叶绿体在细胞中呈螺旋式分布，便于观察实验结果和设置对照。(2)排除干扰的方法巧妙：没有空气的黑暗环境排除了环境中氧气和光的干扰。(3)观测指标设计巧妙：通过需氧细菌的分布进行检测，从而能够准确地判断出释放氧气的部位。(4)实验对照设计巧妙：用极细的光束点状投射，使叶绿体上可分为获得光照和无光照的部位，相当于一组对照实验；进行黑暗(局部光照)和完全暴露在光下的对照实验。明确实验结果完全是由光照引起的。

恩格尔曼在证明光合作用放氧部位是叶绿体后，紧接着又做了一个实验：他用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，惊奇地发现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝紫光区城。为什么?因为水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在此波长光照射下，叶绿体会释放氧气，适于好氧细菌在此区域分布。综合上述资料，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。光合作用的场所只能是叶绿体吗？蓝藻、光合细菌等没有叶绿体也能进行光合作用。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)叶绿体中只有叶绿素吸收的光能才能用于光合作用。(

)(2)叶绿体的类囊体上有巨大的膜面积，有利于充分吸收光(

)(3)植物叶片之所以呈现绿色，