5.4光合作用与能量转化第1课时课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

第五章

细胞的能量供应和利用

第4节光合作用与能量转化(第一课时)教学目标目标0102叶绿体的结构尤其是基粒大大扩展了膜面积，附着很多酶和色素，与光合作用的功能相适应。(生命观：结构与功能观）实验思路及设计，科学设计提取和分离色素的实验步骤，注意操作步骤的规范性。（科学思维）

智慧植物工厂—控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成分条件下，生产蔬菜和其他植物。有的蔬菜工厂完全依赖LED灯等人工光源，常见的是红色、蓝色和白色光源。1.靠人工光源生产蔬菜有什么好处？避免自然光照强度不足导致光合作用强度低而减产。人工光源的强度和颜色是可以调控的，随时根据植物生长需要进行调节。2.为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件?植物生长重要的外界条件，使植物达到最佳生长状态。植物用于捕获光能的结构和物质是什么呢？

白化苗的叶片不能进行光合作用，无法制造有机养料,最终死亡。

一捕获光能的色素探究：光能的捕获可能与叶片中的色素有关？

绿叶中有哪些色素呢？

叶片作为植物光合作用的主要器官通常都是绿色的，说明其中有绿色的色素。一捕获光能的色素绿叶中色素的提取和分离

P98-99实验1.实验原理：

提取原理：提取方法：

分离原理：分离方法：绿叶中的色素能够溶解在无水乙醇等有机溶剂中（不溶于水）。纸层析法各种色素在层析液中的溶解度不同。溶解度大，扩散速度快；反之则慢。研磨过滤法层析液一

捕获光能的色素1.研磨加入无水乙醇、SiO2、CaCO3的作用是什么？2.滤纸条一端为什么要剪去两角？3.画滤液细线时为什么要均匀？为什么等干燥后要重复画1—2次？4.为什么不能让滤液细线触及层析液？P99探究实验：各种叶片中，色素种类和含量会相同吗？一

捕获光能的色素绿叶中色素的提取和分离实验①研磨5g鲜叶SiO2—有助于研磨充分CaCO3

—防止色素被破坏无水酒精—溶解色素（提取液）②过滤：一

捕

获光能的色素—提取绿叶中色素的提取和分离实验（1）提取色素：单层尼龙布，获取滤液，封口。滤液

无水酒精CaCO3SiO2几种色素？哪种含量多？1cm

将干燥的定性滤纸一端剪去两角，

并在剪去两角一端底部1cm处用铅笔画一条细的横线；剪去两角的原因？防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快而使形成的色素带不整齐一捕获光能的色素—分离（2）制备滤纸条

分离色素成功的关键：（1）滤液细线要细直匀！（2）干燥后重复1—2次！（3）滤液细线不能触及层析液！！！方法1：毛细吸管吸取滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线方法2：盖玻片蘸取培养皿中的滤液，在铅笔线处按压出均匀的细线

待滤液干燥后，再重画1-2次！！！防止分离出的色素带重叠。

增加色素量，防止色素带颜色太浅滤液细线一

捕获光能的色素—分离（3）画滤液细线防止色素溶解在层析液中，无法在滤纸上扩散P99①为何要盖上培养皿？（防止有毒的层析液挥发）一

捕获光能的色素—分离（4）分离色素插滤纸条层析液培养皿（20石油醚：2丙酮：1苯）不考一

捕获光能的色素—分离分离绿叶中的色素效果(视频)一捕获光能的色素绿叶中色素的提取和分离实验为什么不用无水乙醇分离色素呢？（20石油醚：2丙酮：1苯）碳酸钙可以防止叶绿素被破坏结论

探究—提取色素中加入碳酸钙的作用滤纸不剪角滤纸剪角

两侧色素带扩散的快

探究—滤纸剪去两角的作用叶绿素类胡萝卜素(占1/4)(占3/4)胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）

绿叶中

光合素色P98一

捕获光能的色素

3.实验结果：C40H56C40H56O2C55H72MgN4O5C55H70MgN4O6秋天,树叶为什么变黄P99—色素带的种类、颜色、顺序、最宽带，最窄带（画、记）。温度低（呼吸供能少，根吸收矿质离子较少），叶绿素合成小于分解，比例下降。韭菜韭黄叶绿素形成需要

。光照、温度和矿质离子一

捕获光能的色素色素种类色素颜色色素含量溶解度扩散速度胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b最少最高最快最多最低最慢叶绿素由C、H、O、N、Mg构成异常结果：收集的滤液绿色过浅、滤纸条色素带重叠、滤纸条看不到色素带等。橙黄色黄色蓝绿色黄绿色（1）收集的滤液绿色过浅的原因：➊发黄的老叶，滤液叶绿素含量太少。（2）滤纸条看不到色素带

➋未加SiO2，研磨不充分。➌未加碳酸钙，色素分子被破坏。➍加入的无水乙醇过多，色素浓度太低。一

捕获光能的色素4.实验异常结果分析:➊滤液细线浸入层析液，色素溶解到层析液中。➋忘记画滤液细线。（3）滤纸条色素带重叠（4）只出现胡萝卜素、叶黄素色素带：

叶片为“黄叶”。没有加碳酸钙导致叶绿素被破坏一捕获光能的色素4.实验异常结果分析:滤液线不均匀（细直齐）色素分离的其他方法定性滤纸一段时间后灯芯或棉线层析液

圆形滤纸实验延伸

色素分离的其他方法苋菜兴趣小组：设计对照实验探究提取和分离苋菜色素的方法紫色洋葱和火龙果细胞内液泡中花青素（水溶性）应该用什么溶剂提取？实战训练

1.在“色素的提取和分离”实验中得到的色素带部分或全部颜色较浅，分析其原因可能是（）①加入的提取液（无水乙醇）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用发黄的叶片A.①③⑦

B．②④⑤

C．①③④⑤⑥⑦ D．②③④⑤⑥实战训练

2.在做提取和分离叶绿体中的光合色素实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他们所得的实验结果依次应为()试剂甲乙丙丁无水乙醇－＋＋＋CaCO3＋＋－＋SiO2＋＋＋－A.①②③④ B.②④①③ C.④②③① D.③②①④实战训练

3.下图所示“叶绿体中色素的提取和分离”实验的装置正确的是()一

捕获光能的色素

太阳光是复合光，不同波长的光，颜色不同；

可见光的波长是400-760nm。1.四种光合色素吸收哪种光？2.每种色素对光的吸收有什么差别呢？绿叶中光合色素的功能：吸收、传递和转化光能结论：类胡萝卜素主要吸收

。一

捕获光能的色素色素提取液【四种色素对光的吸收】白光白光蓝紫光能否说明叶绿素主要吸收红光？叶绿素溶液叶绿素主要吸收红光和蓝紫光黑体字！！！色素提取液一

捕获光能的色素【四种色素对光的吸收】白光白光结论：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（峰值不同）；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。色素滤液精确测定色素对不同波长光的吸收400500600700叶绿素a叶绿素b类胡萝卜素一

捕获光能的色素

植物工厂的人工光源主要用红色、蓝紫色和白光，为什么不用绿光？白光灯泡红光灯泡紫光灯泡结论：

发红光或蓝紫光的灯1.蔬菜大棚补光时用什么颜色的灯？

不同灯泡，功率相同。2.蔬菜大棚的薄膜或玻璃选择什么颜色的有利于光合作用？红色薄膜蓝色薄膜无色薄膜薄膜或玻璃：无色透明！大棚补光：红光或蓝紫光！实验中的材料试剂及操作目的过程操作内容操作目的提取色素材料叶片要新鲜、深绿使滤液中色素含量高试剂二氧化硅利于绿叶的充分研磨碳酸钙防止研磨过程中色素被破坏无水乙醇溶解色素关键步骤研磨要迅速、充分提取较多色素、防止溶剂挥发盛滤液的试管口加棉塞防止溶剂挥发用单层尼龙纱布过滤而不用滤纸防止色素吸附在滤纸上分离色素试剂层析液分离色素关键步骤滤纸条的一端剪去两角防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快滤液细线重复画若干次，且要求细、直、齐使分离的色素带清晰滤液细线不能触及层析液防止色素溶解到层析液中知识总结一

捕获光能的色素1.光合色素有

功能。吸收、传递

和

转换2.光合色素的分布在

。叶绿体类囊体薄膜①多个类囊体堆叠形成基粒，色素和酶的附着面积增大，极大地扩展了受光面积，利于提高光能的利用率。②类囊体膜和叶绿体基质中含有光合酶。

色素

酶二叶绿体的结构适于进行光合作用为什么叶绿体的结构适于进行光合作用？

如何证明叶绿体的功能？1g菠菜叶片中的类囊体总面积竟有60m2左右。水绵—低等植物（有中心体）

螺旋带状叶绿体。好氧细菌—

指示释放O2多

的部位如何排除空气中氧气的干扰呢？恩格尔曼实验的结论是氧气是

释放的！

是光合作用的场所！水绵好氧细菌极细光束完全曝光黑暗+无空气好氧细菌集中于叶绿体被光照射的部位。好氧细菌分布于叶绿体所有受光部位。氧气

叶绿体二叶绿体的功能3.恩格尔曼的实验（一）——证明叶绿体可以释放氧气！该实验的在选材、实验设计上有何巧妙之处？光照+无空气恩格尔曼实验在设计上有何巧妙之处？水

绵：

叶绿体螺旋式带状，便于观察。设置“没有空气的黑暗环境”的目的：

局部光照和黑暗形成叶绿体上的自身对照好氧细菌：指示释放O2

多的部位。进行黑暗（局部光照）和曝光对比实验—

再次验证实验结果。一、选材巧妙二、设计巧妙三、对照巧妙

排除空气中的O2和外界光线的干扰。黑暗+真空光照+真空结合不同色素吸收光存在差异知识，利用水绵、好氧细菌、三棱镜，显微镜等材料，证明植物光合作用主要吸收红光和蓝紫光。恩格尔曼的实验（二）讨论题4.叶绿体有何功能？实验：白光

三棱镜

光色散在水绵上。现象：大量的需氧型细菌聚集水绵周围的红光和蓝紫光区域。叶绿体的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，红光和蓝紫光照射下叶绿体释放氧气多。吸收

的光，并释放氧气，叶绿体是光合作用的场所。二叶绿体的结构适于进行光合作用4.恩格尔曼的实验（二）

讨论题3.为什么好氧细菌集中在红光和蓝紫光区域？需要排除空气中氧气的干扰吗？特定波长特定波长叶绿体

课堂小结P101一、错对错A二、拓展应用1.有关。①不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反