5.4光合作用与能量转换—捕获光能的色素-2020-2021学年高一生物人教版（2019）必修1

第五章 细胞的能量供应和应用 太阳光能的输入，捕获和转化，是生物圈得以维持运转的基础。 光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。 有人称光合作用是“地球上最重要的化学反应”。 第4节 光合作用与能量转换 （第1课时） 涡阳二中 蒋兵强 本节目标 01 通过实验，掌握植物中捕获光能的色素种类及作用 叶绿体的结构和功能 02 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。 靠人工光源生产蔬菜有什么好处？ 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。 一 捕获光能的色素 白化苗不能进行光合作用，无法制造有机养料。 正常幼苗能进行光合作用制造有机养料。 一 捕获光能的色素 一 捕获光能的色素 色素的提取和分离 实验原理 色素提取 色素分离 提取方法 分离方法 过滤法 纸层析法 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。 绿叶中的色素都能溶解在层析液中，不同的色素溶解度不同，溶解度越高的色素随层析液在滤纸上扩散速度越快。 一 捕获光能的色素 提取绿叶中的色素 6 称取5g绿叶，剪碎，放入研钵中。 向研钵中放入少量二氧化硅和碳酸钙（二氧化硅有助于研磨充分，碳酸钙可防止研磨中色素被破坏）， 再加入10mL无水乙醇，迅速、充分研磨。 将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤(一块单层尼龙布)，收集滤液到试管中，用棉塞塞严（目的是防止乙醇挥发和色素氧化）。 一 捕获光能的色素 一 捕获光能的色素 为何滤液细线不能触及层析液 为何要盖上培养皿？ 防止色素溶解在层析液中 防止层析液挥发，因易挥发且有毒 注意事项 干燥的定性滤纸 防止色素带不整齐。使滤液同时到达滤液细线。 制备滤纸条 画滤液细线 待滤液干后，再画一两次。使分离色素带清晰 要求：细、直、浓 一 捕获光能的色素 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 实验结果 得到四条色素带，说明绿叶中有四种色素 色素带越远，说明溶解度越大。 胡 黄 a b （主要吸收：蓝紫光） （主要吸收：蓝紫光和红光） 一 捕获光能的色素 色素的分类和功能 功能：吸收、传递、转化光能 绿叶中 的色素 类胡萝卜素 （含量约1/4） 叶绿素 （含量约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） 红橙黄绿青蓝紫 叶绿素溶液 三棱镜 类胡萝卜素溶液 三棱镜 红橙黄绿青蓝紫 一 捕获光能的色素 三棱镜实验 400 500 600 700 叶 绿 素 a 叶 绿 素 b 类胡萝卜素 一 捕获光能的色素 色素吸收光谱 叶绿素主要吸收蓝紫光和红橙光 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 一 捕获光能的色素 实际应用 温室或大棚种植蔬菜时，选择无色透明塑料薄膜或玻璃最好。 叶绿体中色素主要吸收蓝紫光和红光，但对其余光也有少量吸收。 若要补充光源，则蓝紫光最好，其次是红光。 外膜 内膜 基粒 基质 二 叶绿体的结构适于光合作用 叶绿体是捕获光能、进行光合作用的结构基础场所 类囊体的薄膜上分布着能够吸收、传递和转化光能的色素。 与光合作用有关的酶分布在类囊体的薄膜上和叶绿体基质中。 叶绿体基质中还含有少量的DNA和RNA。 类囊体堆叠而成的基粒，增大了膜面积 在黑暗中，用极细光束照射 完全暴露在光下 三 叶绿体的功能 恩格尔曼第一个实验 结论：氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是进行光合作用的场所 带状叶绿体便于观察 排除氧气和光的干扰 有光和无光对照 需氧细菌确定释放氧气的部位 三 叶绿体的功能 恩格尔曼第二个实验 结论：叶绿体是进行光合作用的场所，并且能吸收特定波长的光 大量的需氧细菌聚焦在红光和蓝紫光区域 1、下列关于绿叶中色素的提取和分离实验的叙述，正确的是(　　) A.滤纸条上未见色素带，可能的原因是滤液细线触及层析液 B.依据色素可以溶于有机溶剂中，可以分离色素 C.研磨过程中需要加入碳酸钙，目的是使研磨充分 D.滤纸条上出现的四条色素带中最窄的一条呈蓝绿色 A 2、为探究叶绿体吸收光能后是否有氧气产生，某学者设计了以下实验：制作载有水绵和需氧细菌的临时装片，用极细光束照射水绵，同时放在显微镜下观察。下列关于该实验的分析，不正确的是(　　) A.在光束照射到水绵之前，应该加三棱镜将混合光分解成连续光谱 B.临时装片应放置在没有空气的黑暗环境中 C.需氧细菌起指示作用 D.水绵的螺旋带状叶绿体有利于设置对照实验 A 3．下图所示“叶绿体中色素的提取