5.4光合作用与能量转化课件2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

第4节 光合作用和能量转化(1) 问题探讨 你参观或听说过植物工厂吗？植物工厂在人工精密的控制光照、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。有的植物工厂完全依赖LED灯等人工光源，其中常见的是红色、蓝色和白色光源。 问题探讨 1.靠人工光源生产蔬菜有什么好处？ ①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。 ②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。 2.为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件？ 正常玉米植株（绿色）和白化玉米植株（白色） 玉米白化苗的叶片不含绿色色素不能进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就会死去。 一 捕获光能的色素和结构 一 捕获光能的色素和结构 1.捕获光能的色素 【探究·实践：绿叶中色素的提取和分离】 实验原理： （1）提取原理:绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。 （2）分离原理:各种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条上的扩散更快,反之则慢。 一 捕获光能的色素和结构 1.捕获光能的色素 【探究·实践：绿叶中色素的提取和分离】 实验方法： 提取方法：过滤法 分离方法：纸层析法 一 捕获光能的色素和结构 1.捕获光能的色素 【探究·实践：绿叶中色素的提取和分离】 实验过程 一 捕获光能的色素和结构 1.捕获光能的色素 【探究·实践：绿叶中色素的提取和分离】 实 验 结果 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素 （含量约占1/4） 叶绿素 （含量约占3/4） 制备滤纸条时，剪去两角的作用是什么？ 使层析液同步到达滤液细线，防止色素带不整齐 色素分离时，为何要注意层析液不能没及滤液细线？ 防止色素溶解于层析液中，不能分离。 画得细、齐、直：防止色素带重叠而影响分离效果。 待滤液干后重画1~2次：积累更多色素，使分离后的色素带明显。 画滤液细线为什么要求细、齐、直，且待滤液干后重画1~2次？ 一 捕获光能的色素和结构 1.捕获光能的色素 【探究·实践：绿叶中色素的提取和分离】 思维拓展: 在滤纸的中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，由外向内依次是什么色素？分别是什么颜色？ 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 胡萝卜素 一 捕获光能的色素和结构 1.捕获光能的色素 【探究·实践：绿叶中色素的提取和分离】 绿叶中色素的提取和分离实验的异常现象分析 (1)收集到的滤液中绿色过浅的原因分析 ①未加二氧化硅或研磨不充分，色素未充分提取出来。 ②使用放置数天的绿叶或绿叶用量少，滤液中的色素(叶绿素)含量太少。 ③一次加入大量的无水乙醇，导致提取液浓度太低。 ④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。 ⑤画滤液细线次数过少。 一 捕获光能的色素和结构 1.捕获光能的色素 【探究·实践：绿叶中色素的提取和分离】 绿叶中色素的提取和分离实验的异常现象分析 (2)滤纸条色素带重叠： 滤液细线画得过粗。 (3)滤纸条看不到色素带 ①忘记画滤液细线。 ②滤液细线接触到层析液，色素全部溶解到层析液中。 一 捕获光能的色素和结构 1.捕获光能的色素 【探究·实践：绿叶中色素的提取和分离】 绿叶中的色素主要吸收蓝紫光和红光。 绿叶色素提取液 为什么绿叶呈现为绿色？ 一 捕获光能的色素和结构 1.捕获光能的色素 【探究·实践：绿叶中色素的提取和分离】 叶绿素主要吸收：蓝紫光、红光 类胡萝卜素主要吸收：蓝紫光 植物工厂里为什么不用发绿光的光源？ 一 捕获光能的色素和结构 2.叶绿体的结构适于进行光合作用 【思考·讨论：叶绿体的功能】 一 捕获光能的色素和结构 2.叶绿体的结构适于进行光合作用 （恩格尔曼的实验示意图） 1. 恩格尔曼第一个实验的结论是什么？ 氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。 【思考·讨论：叶绿体的功能】 一 捕获光能的色素和结构 2.叶绿体的结构适于进行光合作用 （恩格尔曼的实验示意图） 2. 恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？ ①水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察，好氧细菌可确定释放氧气多的部位； ②没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰； ③用极细的光束照射，叶绿体上有光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验； ④临时装片暴露在光下的实验再一次验证了实验结果。 【思考·讨论：叶绿体的功能】 一 捕获光能的色素和结构 2.叶绿体的结构适于进行光合作用 恩格尔曼的第二个实验示意图 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，为什么？ 这是因为水绵叶绿体上的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，适于好氧