5.4 光合作用与能量转化（第1课时）-【轻松学生物】2022-2023学年高一生物同步教学精优课件（人教版2019必修1）

光合作用 与 能量转化 （第一课时） 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。 讨论1.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。 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。 讨论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。 1.提取：叶绿体中的色素可以溶解在有机溶剂中，所以可以用无水乙醇提取色素。 2.分离：叶绿色素虽能溶解在层析液中。但在层析液中的溶解度各不相同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。 实验原理 分离方法 纸层析法 （一）绿叶中色素的提取和分离 一. 捕获光能的色素和结构 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 （1）称取5g鲜叶，剪碎，放入研钵中。加少许的SiO2（ 充分研磨）和CaCO3 (防止色素分子免受破坏)与10ml无水乙醇。在研钵 中快速研磨。 （2）将研磨液倒入漏斗（其基部放一块单层尼龙布）过滤，及时用棉花塞住试管口。 1、提取绿叶中的色素 实验过程 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 2、色素分离 （2）将滤纸条轻轻插入盛有3ml层析液（不能让层析液没及滤液细线）的烧杯中，用培养皿盖上以防层析液挥发。 （1）剪取1X10cm规格的滤纸条，剪开一端的两角，并在这端1cm处画用铅笔画一横线。用毛细吸管吸取少量滤液沿铅笔线画滤液细 线（要细直齐） 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 实验结果 滤纸上色素带越宽说明色素含量越多 叶绿素b 叶绿素a 叶黄素 胡萝卜素 橙黄色 黄色 蓝绿色 黄绿色 最少 最多 较多 较少 最大 最快 最小 最慢 较大 较小 较快 较慢 蓝紫光 红光 蓝紫光 思考及注意问题: 1.加入少许Si02的目的是? 2.加入少许CaC03的目的是? 3.加10ml无水乙醇的目的是? 4.为何要迅速、充分的研磨? 收集滤液的试管加棉塞的目的: 5.滤纸条剪两角的目的？ 二氧化硅有助于研磨得充分 CaC03可防研磨中色素被破坏 溶解绿叶中的色素 防止无水乙醇挥发，使色素充分溶解 防止滤液挥发 色素在两边扩散过快，导致色素带不齐 思考及注意问题: 6.画滤液细线为何要细齐直? 7.画滤液细线为何要重复 8.分离色素时为何不能让滤液细线触及层析液? 9.烧杯需用培养皿盖上的原因？ 10.实验应在通风条件下进行的原因？ 使色素带平整，不重叠 使滤纸条上的色素更多，便于观察 避免过多的吸入层析液中的挥发性物质 防止层析液挥发 防止色素直接溶解在烧杯内的层析液中，不能在滤纸条上扩散 叶绿素主要吸收： _________________ 类胡萝卜素主吸收： ____________ 蓝紫光 蓝紫光、红光 分析各色素的吸收光率 （二）色素的作用 光是一种电磁波；波长不同的光颜色不同 光合作用所利用的光都是可见光。其中叶绿素对绿光吸收最少，这就是绿叶为何呈绿色的原因，这也是植物工厂不用发绿光作光源的缘由 （三）叶绿体是进行光合作用的场所 内外膜均是透明膜以利于光照的透过 基粒由两个以上的类囊体组成；吸收光能色素就在分布类囊体薄膜上 基质含多种与暗反应有关的酶，是暗反应的场所。 叶绿体内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。这是其捕获光能、进行光合作用的基础 讨论1：恩格尔曼第一实验的结论是什么？ 氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所，光合作用需要光照。 1881年，德国科学 家恩格尔曼实验: 把载有水绵和需氧 细菌的临时装片放 在没有空气的小室 内，在黑暗中用极细的光束照射水绵，发现细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中;若把装置放在光下，细菌则分布在叶绿体所有受光的部位。 讨论2：恩格尔曼在选材、实验设计上有何巧妙之处？ 水绵： 叶绿体呈螺旋式带状，便于观察。 好氧细菌： 确定释放氧气多的部位。 无空气黑暗环境： 排除氧气和光的干扰。 极细光束： 暴露于光下： 验证实验结果。 叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组对照实验。 讨论3：在第二个实验中，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，为什