5.4光合作用与能量转化第1课时高一上学期生物人教版必修1

5.4光合作用与能量化转化事实：推论：光能的捕获与叶片颜色有关分析，提出假设：光能的捕获需要绿叶所含的色素正常幼苗进行光合作用，制造有机养料。白化苗无法进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。（一）色素的提取绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂_____________中。无水乙醇脂溶性色素1.提取原理：2.实验用品及作用：也可以用体积分数为95%的乙醇加加入适量无水碳酸钠来代替。3.实验步骤：实验：绿叶中色素的提取和分离方法步骤：(一)提取绿叶中的色素(防止乙醇挥发和色素氧化)剪碎加SiO2CaCO3乙醇研磨过滤滤液SiO2：有助于研磨充分CaCO3：防止色素（叶绿素）被破坏无水乙醇：溶解色素保证色素充分释放且挥发量少。(不能用滤纸替代。因为滤纸的吸附性强，会导致滤液中色素的浓度过低)2.分离色素的方法：层析液培养皿“纸层析法”利用待分离物质中不同组分的某些理化性质的差异而建立起来的一种分离技术。（二）色素的分离1.分离色素的原理：不同色素在层析液中的溶解度不同。溶解度高的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度快；溶解度低的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度慢。3.实验步骤：①制备滤纸条②画滤液细线滤液细线（细、齐、直）（待滤液干后重复画1～2次）③分离色素层析液（盖住，因层析液易挥发，有一定毒性）层析液不能浸没滤液细线3.实验步骤（二）色素的分离剪去两角：避免层析液在边缘扩散过快（边缘效应),使其同步到达细线。干燥滤纸：使层析液在滤纸条上扩散得快。④观察与记录为了积累更多的色素，使分离后的色素带更明显防止色素溶解在层析液中。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）扩散速度最快含量多类胡萝卜素（1/4）叶绿素（3/4）距离反映

大小。条带宽度反映

多少4.结果分析：溶解度含量实验：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实验结果滤纸条上的色素带分布说明了绿叶中的色素有4种，它们在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散的快慢也不同。同时由于4种色素的颜色不同，也说明不同色素吸收了不同波长的光。色素分离滤纸条上色素的分布情况说明了什么？实验：绿叶中色素的提取和分离二、捕获光能的色素1.色素吸收光谱叶绿素溶液不吸收红光不同波长的光，颜色不同，可见光的波长是400-760nm；波长小于400nm的光是紫外光；波长大于760nm的光是红外光。光合作用所利用的光都是可见光。实验结果表明：

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。

叶绿素a和叶绿素b的吸收峰值不同。白色最好。蓝紫色或红色光源较好。◎旁栏思考：植物工厂里为什么不用发绿光的光源？绿叶中的色素几乎不吸收绿光（但不是不吸收）思考：1、光合色素吸收紫外光吗？2、温室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜或补充光源？吸收可见光二、捕获光能的色素实验异常结果分析1、收集的滤液绿色过浅的原因分析➋未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。2、滤纸条色素带重叠：没等干后再划线、滤液线不能达到细、齐的要求，使色素扩散不一致造成的。➊菠菜叶不新鲜，滤液色素(叶绿素)太少。➌一次加入大量的无水乙醇提取浓度太低

➍未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。实验：绿叶中色素的提取和分离滤液实验异常结果分析3、滤纸条看不到色素带➊忘记画滤液细线。➋滤液细线接触到层析液，色素溶解到层析液中。4、滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带：忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”。实验：绿叶中色素的提取和分离海洋中的藻类，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？拓展应用

教材P101绿藻：反射绿光红藻：反射红光褐藻：反射红黄光(三)结合色素的吸收光谱分析实际问题1.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？应选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？应选择蓝紫光和红光。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。3.为什么植物深秋叶片金黄呢？

秋季，叶片的叶绿素分子在低温下被破坏，而类胡萝卜素较稳定，所以显出类胡萝卜素的颜色。海洋藻类的颜色不同颜色的藻类吸收不同波长的光，藻类本身的颜色是它们______的光，到达深水层的光线主要是_______光反射蓝紫叶绿体的形态一般呈扁平的椭球形或球形。叶绿体的结构(光镜下)(电镜下)四、叶绿体的结构适于进行光合作用每个基粒都含有两个以上的类囊体，多的可达100个以上，叶绿体内有如此众多的基粒和类囊体，极大的扩展了受光面积。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叶绿体基质和类囊体膜上含有光合作用有关的酶。色素酶1.光合作用的场所：叶绿体叶绿体类囊体薄膜上2.光合色素的分布：四、叶绿体的结构适于进行光合作用四、叶绿体的结构适于进行光合作用水绵好氧细菌极细光束照射完全曝光黑暗

无空气好氧细菌集中于叶绿体被光束照射的部位好氧细菌分布于叶绿体所有受光部位叶绿体光合作用释放氧气3.恩格尔曼的实验（一）恩格尔曼的实验(视频)1.恩格尔曼此实验的结论是什么？2.在选材、实验设计上有何巧妙之处？思考讨论：恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？①实验材料选择

和

。②没有空气的黑暗环境排除了

和

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

实验。水绵的优点是

；需氧细菌的优点是

。④临时装片暴露在光下的实验再一次

。水绵需氧细菌叶绿体呈螺旋式带状，便于观察可确定释放氧气多的部位氧气光有光照无光照对照验证实验结果四、叶绿体的结构适于进行光合作用四、叶绿体的结构适于进行光合作用用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的需氧型细菌聚集在红光和蓝紫光区域。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。4.恩格尔曼的实验（二）1.为何细菌集中在红光和蓝紫光区域？2.综上所述，你认为叶绿体有何功能？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。(1)提取色素时加碳酸钙的目的是使研磨更充分(

)(2)绿叶中含量越多的色素，其在滤纸条上扩散得越快(

)××提示提取色素时加二氧化硅的目的是使研磨得更充分，加碳酸钙的目的是防止研磨中色素被破坏。提示绿叶中含量越多的色素，其在滤纸条上越宽，溶解度越大的色素在滤纸条上扩散得越快。判断正误(3)叶绿素a和叶绿素b只吸收红光和蓝紫光(

)(4)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(

)(5)在干燥滤纸条一端1厘米处用钢笔画一条细的横线(

)××提示叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，对其他波段的光也吸收，只是吸收得少。提示植物叶片之所以呈现绿色，是因为叶片反射了绿光。提示在干燥滤纸条一端1厘米处用铅笔画一条细的横线。×判断正误1.某同学在进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时，进行了以下操作：①将5g新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中，加入无水乙醇后直接进行研磨；②将预备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端1cm处用钢笔画一条横线；③为增强实验效果，将滤液细线画粗些；④将滤纸条画有滤液细线的一端朝下，轻轻插入层析液中，让滤液细线浸入层析液中。该同学的操作有误的是A.① B.①②C.①②③ D.①②③④√2.某实验小组利用新鲜的绿叶为材料，进行绿叶中色素的提取和分离实验，实验结果如图所示。请回答下列问题：(1)分离绿叶中的色素常用纸层析法，该方法的原理是_______________________________________________________________________________。A、B是滤纸