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 光合作用与能量转化 第五章 细胞的能量供应和利用 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。那么植物捕获光能的特定物质和结构是什么？ 问题探讨 第一课时 捕获光能的色素和结构 第4节 光合作用与能量转化 叶片中的色素可能与光能的捕获有关。 绿叶中究竟有哪些色素呢？ 一、捕获光能的色素 1. 实验原理 ①.绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以用无水乙醇可提取叶绿体中色素（萃取法）。 ②.色素都能溶解在层析液中，但不同的色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸条上的扩散得快，反之则慢。因此，绿叶中的色素随层析液在滤纸条上的扩散速度不同，将不同的色素分离（纸层析法）。 探究•实践 （一）实验——绿叶中色素的提取与分离 新鲜的绿叶 （深绿，色素含量高。如菠菜的绿叶） 无水乙醇 （可用体积分数95%的乙醇，加入适量无水碳酸钠，除去乙醇中水分） 层析液 （石油醚∶丙酮∶苯=20∶2∶1） 二氧化硅和碳酸钙 2. 实验材料用具 （一）实验——绿叶中色素的提取与分离 3.1 提取色素 3. 实验步骤 称取5g鲜叶，去主叶脉，剪碎，放入研钵中 加少许的二氧化硅和碳酸钙 与5-10ml无水乙醇，迅速研磨 将研磨液倒入玻璃漏斗中进行过滤(单层尼龙布) 将滤液收集到试管中，用棉塞塞严(防止溶剂挥发和色素分子被氧化) （一）实验——绿叶中色素的提取与分离 3.2 制备滤纸条 将干燥的定性滤纸剪成宽度小于试管直径、长度小于试管长度的滤纸条，将滤纸条的一端剪去两个角（减少边缘效应，使层析液在滤纸条上扩散均匀平直），并在距这端1cm处用铅笔画一条细的横线。 1cm 铅笔线 要剪去两角 3. 实验步骤 3.3 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（细，齐，直）。等滤液干后再画一到两次（增加色素含量）。 3. 实验步骤 3.4 分离色素 将适量的层析液倒入烧杯中，将滤纸条(有滤液细线的一端朝下)轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口（防止层析液挥发）。 注意：不能让滤液细线接触层析液（防止色素溶解在层析液中） 层析液 培养皿 3. 实验步骤 3.5 观察与记录 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 3. 实验步骤 从上到下： 胡、黄、a、b 4.实验结果(P98) 叶绿素 类胡萝卜素 （含量约3/4） （含量约1/4） 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） 绿叶中的色素 （一）实验——绿叶中色素的提取与分离 色素的功能：吸收、传递、转化光能 光谱和色素的吸收光谱(P98) 太阳光穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带称为光谱。分别让不同颜色的光照射色素溶液，可以得到色素的吸收光谱。 叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱 叶绿素a和叶绿素b主要吸收 ； 胡萝卜素和叶黄素主要吸收 。 蓝紫光和红光 蓝紫光 （二）色素吸收的光谱（P99） 1、叶片呈现绿色的原因 绿叶中的色素对绿光吸收最少，绿光反射进入眼睛的量最多，所以叶片看起来是绿色的。 与生活的联系 2、秋季为什么变黄了？ 秋季温度降低，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。 3、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？ 选无色透明的塑料薄膜； 补充光源最好选蓝紫光和红光。 二、叶绿体的结构适于进行光合作用 外膜 内膜 基粒 基质 类囊体 类囊体薄膜上 光合色素分布： 1.叶绿体结构(P100) 叶绿体除了吸收光能外，还有什么功能呢？ 极 细 光 束 均匀光照 极细光束照射 完全曝光 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 水 绵 好氧细菌 黑暗 无空气 恩格尔曼的实验一 2、叶绿体的功能 结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。 叶绿体呈螺旋式带状，便于观察 确定释放氧气多的部位 叶绿体上可分为光照多和光照少的部位（对比实验） 再次验证实验结果 排除氧气和光的干扰 三棱镜 好氧细菌聚集在红光和蓝紫光的区域 照射 水绵 结论：叶绿体主要吸收红光和蓝紫光 综合得出：叶绿体是光合作用的场所 恩格尔曼的实验二 2、叶绿体的功能 光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在此波长光照射下，叶绿体释放氧气多，因此好氧细菌在此区域分布 2、叶绿体是进行光合作用所必需的结构吗？ 叶绿体分布有色素分子和进行光合作用有关的酶（p101） 问题探究 1、叶绿体进行光合作用的结构基础？ 蓝细菌等没有叶绿体也能进行光合作用 捕获光能的色素和结构 绿叶中色素的提取和分离