5.4.1光合作用与能量转化课件2022-2023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 第四节光合作用与能量转化 第1课时:捕获光能的色素和结构 lenovo () - 学习目标 1.说出叶绿体中色素的种类和作用 2.说出叶绿体色素的提取和分离的原理及方法 3.说明叶绿体的结构与功能相适应 4.说出光合作用的光反应和暗反应的过程 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。 问题探讨（教材P97） 植 物 工 厂 1、靠人工光源生产蔬菜有什么好处？ 2、为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件？ 用人工光源可以避免由于自然环境中光照强度不足导致的减产。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。 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。二氧化碳浓度、营养液成分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。 问题探讨（教材P97） 讨论 在植物工厂里，人工光源可以为植物的生长源 源不断地提供能量，在自然界，万物生长靠太阳。 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。因此，有人称光合作用是“地 球上最重要的化学反应”。 那么，植物捕获光能需要依靠的物质和结构是什么呢？ H2O CO2 C6H12O6 O2 绿色植物能够捕获光能 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。 叶片作为高等植物进行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。 可见，叶片中的色素与光能的捕获有关。绿叶中有哪些色素呢？ 一.捕获光能的色素 注：植物细胞中的色素分为脂溶性色素（如叶绿素等）和水溶性色素（如花青素），前者参与光合作用，后者不参与。 1. 色素提取和分离的原理分别是什么？ 2. 研磨过程中加入无水乙醇、SiO2、CaCO3的作用是什么？ 3. 将滤液收集到试管中后，为什么要用棉塞将试管口塞严？ 4. 滤纸条一端为什么要剪去两角？ 5. 画滤液细线时应注意什么？ 6. 为什么不能让滤液细线触及层析液？ 自主学习：阅读课本P98-99，并思考以下几个问题 一、捕获光能的色素 探究∙实践 （1）提取：色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中 （2）分离：—纸层析法。 绿叶中的色素都能溶解在层析液中。不同色素在层析液中的溶解度不同：溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。 （1）进行绿叶中色素的提取和分离 （2）探究绿叶中色素的种类 实验原理： 目的要求： 材料用具： 新鲜的绿叶（如菠菜叶）、 定性滤纸等、无水乙醇、层析液、二氧化硅、碳酸钙等 （体积分数95%乙醇+无水碳酸钠） 二.绿叶中色素的提取和分离 由20份石油醚（60~90℃下分馏出）、2份丙酮、1份苯混合而成 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 二.实验:绿叶中色素的提取和分离 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。 【实验过程】 2 分离绿叶中的色素 为什么要剪去两角？ 1、制备滤纸条 方法步骤： 避免层析液在边缘扩散过快（边缘效应），使其同步到达细线 1cm 铅笔线 剪去两角 将干燥的定性滤纸剪成宽度略小于试管直径、长度略小于试管长度的滤纸条，再将滤纸条一端剪去两角，并在距这一端底部1cm处用铅笔画一条细的横线。 干燥的定性滤纸 二.绿叶中色素的提取和分离 (二)分离绿叶中的色素 要求：细、直、齐； 而且要求含有较多的色素。 方法步骤： 2、画滤液细线 用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线（也可将滤液倒入培养皿，再用盖玻片蘸取滤液，在横线处按压出均匀的细线）。待滤液干后，再重画一到两次。 (使色素带不重叠、平整、不弯曲) 方法：（待滤液干后，再重画一到两次。重复2—3次） 二.绿叶中色素的提取和分离 (二)分离绿叶中的色素 思考 ①为什么层析液不能浸没滤液细线？ ②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（层析液有毒易挥发） 方法步骤： 3、分离色素 将适量层析液倒入小烧杯（试管）中，将滤纸条轻轻插入层析液中，随后用用养皿盖住烧杯口（棉塞塞紧试 管口）。 二.绿叶中色素的提取和分离 (二)分离绿叶中的色素 纸层析法 层析液 培养皿 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 实验结果： （橙黄色） （黄色