5.4光合作用与能量转化课件高一上学期生物人教版（2019）必修1

第5章

细胞的能量供应和利用第4节

光合作用和能量转化第一课时

捕获光能的色素和结构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？①用人工光源生产蔬菜，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减产。②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。问题探讨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。2.为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件？问题探讨①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。②CO2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。【探究·实践】绿叶中色素的提取与分离1提取绿叶中的色素(1)原理：绿叶中的色素能溶解在有机溶剂

中。(2)实验用品及作用无水乙醇考点一：捕获光能的色素(3)实验步骤绿叶二氧化硅和碳酸钙无水乙醇单层尼龙布棉塞【探究·实践】绿叶中色素的提取与分离2分离绿叶中的色素(1)原理：不同色素在层析液中的

不同，

的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。溶解度溶解度高【探究·实践】绿叶中色素的提取与分离剪去两角1cm毛细吸管待滤液干后1～2滤液细线步步高大本p86＋CaCO3＋无水乙醇称取、剪碎研磨过滤＋SiO2

问题1:研磨时加入SiO2、CaCO3、和无水乙醇的作用分别是什么？（教材98页）问题2:为什么用棉塞将试管口塞紧？(单层尼龙布)

目的是防止乙醇挥发和色素氧化【探究·实践】绿叶中色素的提取与分离SiO2：有助于研磨充分

CaCO3：防止研磨中色素被破坏

无水乙醇：溶解色素①提取色素1.已知色素存在于叶片的叶绿体中，提取色素时要破碎细胞及叶绿体，使色素充分释放。在酸性条件下，叶绿素分子卟啉环中的镁离子可以被氢离子取代，导致叶绿素被破坏。试分析色素提取时加入碳酸钙的作用是什么？色素提取时，研磨叶片会导致液泡中的有机酸被释放出来，破坏叶绿素，碳酸钙可以中和酸性物质，保护叶绿素。大本p86任务一问题3:滤纸条为何要剪去两角？防止色素带扩散不整齐。问题4:画滤液细线的要点是什么？1cm细、齐、直：使分离的色素带平整、不重叠②制备滤纸条③画滤液细线【探究·实践】绿叶中色素的提取与分离纸层析法防止色素溶解在层析液中，导致实验失败观察不到色素带问题5:为什么层析液不能浸没滤液细线？【探究·实践】绿叶中色素的提取与分离9.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加入的提取液太多②用体积分数为95%的乙醇加入无水碳酸钠代替无水乙醇③研磨时没有加入碳酸钙④研磨时没有加入二氧化硅⑤取的叶片叶脉过多，叶肉细胞过少⑥画滤液细线的次数少⑦使用放置数天的菠菜叶A.①③⑦ B.②④⑤C.①③④⑤⑥⑦ D.②③④⑤⑥√即学即练

小本p182①研磨不充分或研磨速度太慢，乙醇挥发，导致溶解的色素量很少；②选材不当，未选择新鲜绿叶或称取的新鲜绿叶量过少；③加入无水乙醇的量过多，导致色素溶液浓度偏小；④未加入碳酸钙或加入的量过少，导致色素被破坏，主要是叶绿素被破坏。色素带较浅的原因：——黄绿色（叶绿素b）——蓝绿色（叶绿素a）——黄色（叶黄素）——橙黄色（胡萝卜素）问题6:色素带的排序说明什么问题？色素在纸层析上的排序反映了光合色素在层析液中溶解度大小。问题7:色素带的宽窄说明什么问题？色素带越宽，说明色素含量越多。最多较多最少较少含量约1/4含量约3/4【探究·实践】绿叶中色素的提取与分离光是一种电磁波，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。

一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光。（书本p99学科交叉）色素的吸收光谱①叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。实验结果：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。②类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。思考：为什么植物的叶片呈现绿色？色素的吸收光谱③叶绿素和类胡萝卜素的吸收峰个数不同。5.(2024·山东泰安第二中学高一期末)高等植物的光合作用依赖光合色素。不同环境条件下，叶绿素a和叶绿素b之间可以相互转化，这种转化称为“叶绿素循环”。研究发现，在适当遮光条件下，叶绿素a/叶绿素b的值会降低，以适应环境。图中②③是两种叶绿素的吸收光谱。即学即练

小本p181下列关于叶绿素的叙述，正确的是A.图中②和③主要分布在叶绿体的内膜上B.利用纸层析法分离色素时，③应位于滤

纸条的最下端C.植物叶片呈现绿色是由于②③主要吸收绿光D.弱光下②的相对含量增高有利于植物对弱光的利用√即学即练

小本p1811.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?[水对长波吸收更多]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。水对红、橙光的吸收比对蓝、绿光的吸收要多,即到达深水层的光线是短波长的光,因此,吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海海水的浅层,吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方。即学即练

书本p101拓展应用藻类色素种类含量最多的色素水层及主要存在的光绿藻叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素叶绿素主要吸收红光和蓝紫光反射绿光浅水层：存在红光和蓝紫光褐藻叶绿素a、叶绿素c、胡萝卜素、6种叶黄素某种叶黄素主要吸收绿光和蓝紫光反射红黄光中水层：存在绿光、蓝紫光红藻叶绿素a、叶绿素d、胡萝卜素、叶黄素、藻红素、藻蓝素藻红素主要吸收蓝紫光反射红光深水层：存在蓝紫光即学即练

书本p101拓展应用海洋中的藻类垂直分布是海洋群落垂直结构的体现，有效的避免的竞争，充分利用了光能。影响叶绿素合成的因素1.光照2.温度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。温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性。低温时，叶绿素分子易被破坏。叶绿素含N、Mg。Fe是叶绿素合成过程中的某些酶的辅助成分。3.必需元素叶绿素的分子式考点二：叶绿体的结构适于进行光合作用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↓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

被光束照射的部位。椭球形球形外表：①________内部②______③

：由

堆叠而成双层膜基质基粒类囊体光合作用叶绿体核糖体DNA类囊体薄膜外膜内膜类囊体基质基粒1、类囊体薄膜上分布着吸收光能的4种色素3、类囊体膜和叶绿体基质含多种光合作用所必需的酶叶绿体有哪些适合光合作用的结构？2、多个类囊体堆叠形成基粒，增大接受光照面积。色素的作用：吸收、传递、转化光能。叶绿体的功能恩格尔曼实验1问题1：在这个实验中，自变量是什么？如何引入自变量？问题2：恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？问题3：该实验的结论是什么？水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可确定释放氧气的部位有无光照、有无叶绿体1.黑暗中用极细的光束照射2.全部放在光下，有无叶绿体的地方进行对比叶绿体能吸收光能用于光合作用放出氧气用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的好氧细菌聚集在红光区和蓝紫光区。实验结论：叶绿体主要利用红光和蓝紫光释放氧气。叶绿体的功能恩格尔曼实验21.冬季时，为了增加蔬菜的产量，应该选红色、蓝色还是无色的大棚塑料薄膜？为什么？提示

选用无色的大棚塑料薄膜。因为太阳光由七色光组成，所以用无色的大棚塑料薄膜，植物可以获得更多的光能。2.阴天时，为了增加蔬菜的产量，在功率相同的情况下，应选择什么颜色(“蓝紫光和红光”或“白光”)的照明灯为蔬菜补充光源？为什么？提示

选择蓝紫光和红光。因为在照明灯功率相同的情况下，选用蓝紫光和红光的照明灯补充光源，植物利用光能的效率更高。结合色素的吸收光谱分析实际问题填空默写：1.(必修1P98)绿叶中的色素有4种，它们可以归为两大类：

(含量约占3/4)和

(含量约占1/4)，其中前者包含

(蓝绿色)和________(黄绿色)。后者包含

(橙黄色)和

(黄色)。2.(必修1P99)叶绿素a和叶绿素b主要吸收

，胡萝卜素和叶黄