54光合作用与能量转化（第1课时）高一生物上学期任务型教学课件（2019人教版必修1）

第5章细胞的能量供应和利用第4节

光合作用与能量转化一

、捕获光能的色素和结构（第1课时）问题探讨植物工厂1.靠人工光源生产蔬菜有什么好处？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。2.为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件？一

捕获光能的色素正常的绿色玉米幼苗：含色素，可以正常生长。白化玉米幼苗：不含绿色色素，待种子中储存的养分耗尽就会死去。假设：光能的捕获需要绿叶所含的色素一

捕获光能的色素探究·实践：绿叶中色素的提取和分离1.实验原理任务一

阅读教材97页探究实践，小组合作完成以下问题2.实验步骤1.色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，可用无水乙醇提取色素。2.各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的随层析液在滤纸上扩散的快，反之，则慢，这样几分钟后色素就会随层析液在滤纸上扩散而分离开。——纸层析法提取绿叶中的色素画滤液细线制备滤纸条分离绿叶中的色素观察记录一

捕获光能的色素漏斗基部放一块（

），将滤液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤称取5g（）用试管收集色素滤液，及时用（）将试管口塞严剪碎叶片，加少许（），再加入5~10mL（），迅速、充分地研磨（1）提取绿叶中的色素：新鲜绿叶二氧化硅和碳酸钙无水乙醇单层尼龙布棉塞取材研磨过滤收集色素含量高有助于研磨得充分防止乙醇挥发、色素被氧化溶解色素、提取色素任务二

再读教材97页探究实践方法步骤，小组合作完成以下问题防止研磨中色素被破坏一

捕获光能的色素（2）制备滤纸条

（3）画滤液细线干燥滤纸剪两角铅笔线1cm要求：细、直、齐；待滤液干后，重复1—2次（）积累更多色素减少边缘效应，使层析液在滤纸条上

扩散均匀。一

捕获光能的色素（4）分离绿叶中的色素：层析液培养皿滤液线防止层析液（有毒）挥发滤液线不能触及层析液不能让滤液细线触及层析液，否则滤液细线中的色素会被层析液溶解，而不能在滤纸上扩散。橙黄色黄色蓝绿色黄绿色三实验结果一

捕获光能的色素任务三

结合实验结果，小组合作完成表格内容

色素种类色素颜色色素含量溶解度扩散速度_______________较少较高较快_____较低较慢较多__________最少最高最快最多最低最慢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滤纸条上四条色素带位置以及色素带宽窄有什么含义？溶解度的高低含量的多少一

捕获光能的色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）色素含量(色素带宽度):叶绿素a＞叶绿素b＞叶黄素＞胡萝卜素溶解度(扩散速度):胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a＞叶绿素b距离最远:距离最近：胡萝卜素叶绿素b三实验结果及分析绿叶中的色素一

捕获光能的色素（1）滤纸条上未得到色带①滤液细线浸没到层析液中②用清水代替乙醇进行提取①研磨不充分(未加入SiO2)②提取时加入的乙醇过多④未加CaCO3，色素分子被破坏⑤所取的绿叶不新鲜③滤液细线画的次数不够①滤液细线画得过粗或不整齐②滤纸条没经干燥处理（2）滤纸条上的色带颜色较浅（3）滤纸条上的色带重叠①忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏②所用叶片为“黄叶”（4）滤纸条上只出现黄色任务四

结合实验过程，小组合作讨论以下问题可能原因？一

捕获光能的色素过程操作内容操作目的提取色素材料叶片要新鲜、深绿试剂二氧化硅碳酸钙无水乙醇关键步骤研磨要迅速、充分盛滤液的试管口加棉塞用单层尼龙纱布过滤而不用滤纸分离色素试剂层析液关键步骤滤纸条的一端剪去两角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使滤液中色素含量高利于绿叶的充分研磨防止研磨过程中色素（叶绿素）被破坏溶解色素提取较多色素、防止溶剂挥发防止溶剂挥发防止色素吸附在滤纸上分离色素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要点提示红外光760nm白光红橙黄绿青蓝可见光光谱阳光通过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带，称为光谱紫400nm紫外光怎样才能获得不同色素的吸收光谱呢？4光合色素的吸收光谱分析一

捕获光能的色素4光合色素的吸收光谱分析光是一种电磁波，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。一

捕获光能的色素任务五阅读教材99—100页，回答以下问题A.叶绿素主要吸收？

B.叶绿素a和叶绿素b的

不同C.类胡萝卜素主要吸收？红光和蓝紫光吸收峰值蓝紫光冬季时，为了增加蔬菜的产量，应该选红色、绿色还是无色的大棚塑料薄膜？为什么？无色。因为太阳光由七色光组成，用无色薄膜，植物可以获得更多的光能。任务六

阅读教材100页，完成以下问题二

叶绿体的结构适于进行光合作用写出图中的①②③所代表的结构：①________________________②________________________③________________________叶绿体内膜、外膜叶绿体基质叶绿体基粒1.叶绿体的结构叶绿体的结构适于进行光合作用①4种光合色素分布在______________。

②与光合作用有关的酶分布在___________________。类囊体的薄膜上类囊体膜上和叶绿体基质中③叶绿体内众多的基粒和类囊体扩展了_______。

受光面积二

叶绿体的结构适于进行光合作用2.叶绿体的功能任务七

阅读教材100--101页思考与讨论，完成以下问题恩格尔曼实验

一水绵、好氧细菌(1)实验材料用

，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)没有空气的黑暗环境排除了

的干扰。(3)用极细的光束照射，叶绿体上可分为

和

的部位，相当于一组对比实验。(4)临时装片局部曝光与完全暴露在光下的实验再一次验证实验结果。水绵和需氧细菌螺旋带状释放氧气氧气和光有光照无光照恩格尔曼实验设计的巧妙之处二

叶绿体的结构适于进行光合作用1．实验材料为什么选择水绵和需氧细菌？2．为何要除去小室中原有的空气？3．在黑暗中用极细光束照射水绵有何巧妙之处？4．为何把载有水绵的临时装片又暴露于光下？5．由此实验能得出什么结论？任务八

结合实验，小组合作讨论完成以下问题二

叶绿体的结构适于进行光合作用1．实验材料为什么选择水绵和需氧细菌？2．为何要除去小室中原有的空气？3．在黑暗中用极细光束照射水绵有何巧妙之处？4．为何把载有水绵的临时装片又暴露于光下？5．由此实验能得出什么结论？水绵的叶绿体呈螺旋带状分布，便于观察；用需氧细菌可确定释放氧气多的部位。选用没有空气的环境，可排除空气中氧气的干扰。用极细光束照射，使叶绿体形成有光和无光部位，相当于一组对比实验。和黑暗条件下用极细光束照射进行对照，进一步明确实验结果完全是由光照射到叶绿体引起的。叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。任务九

阅读教材101页实验二，小组合作完成以下问题二

叶绿体的结构适于进行光合作用好氧细菌水绵好氧细菌这是因为水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在此波长光的照射下，叶绿体会释放氧气，适于需氧细菌在此区域分布。2为什么大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域呢？用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。1现象：恩格尔曼实验

二3

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。课堂小结练一练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，有利于充分吸收光能。（

）（3）植物叶片之所以呈现绿色，是因为叶片中的叶绿体吸收了绿光。（

）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×√×A练一练3.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？有关。不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光，即红藻反射出了红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄色的光。水层对光波长中的红、橙部分的吸收显著多于对蓝、绿部分的吸收，即到达深水层的光线是相对富含短波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水的深层。(1)分离绿叶中的色素常用纸层析法，该方法的原理是_________________________________________________________________________________________________。A、