5.4 光合作用的原理和应用 第1课时 课件2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

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： 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？ 讨论： 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 图中两种玉米叶片颜色为何不同？ 正常玉米植株（绿色） 和白化玉米植株（白色） 层林尽染的美景表明叶片中还含有其他色素 针对上述资料，你能提出哪些有价值的问题？ （1）绿叶中含有几种色素？ （2）绿叶表现为绿色的原因是什么?为什么到了秋天不再 是绿色？ （3）各种色素在绿叶中的含量是否相同？ 提出问题： 作出假设： 设计实验： 一、实验：绿叶中色素的提取和分离 实验方案： 提取绿叶中的色素 2.制备滤纸条 3.画滤液细线 4.分离绿叶中的色素 绿叶中含有4种色素，各种色素在绿叶中的含量不相同。 用无水乙醇提取绿叶中的色素 用层析液对提取的色素进行分离 观察现象，得出结论。 进行实验，记录结果： 观看： 分析结果： 得出结论： 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） 绿叶中含有4种色素，各种色素在绿叶中的含量不相同。 1.为什么提取色素用无水乙醇而不用水?用丙酮可以吗? 分离色素用层析液，因为绿叶中的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扩散得快，反之则慢，因此色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开。 思考： 绿叶中的色素能溶于有机溶剂无水乙醇中而不溶于水，所以可用无水乙醇提取叶绿叶中的色素。也可以用丙酮代替，但是丙酮有一定的毒性。 2.分离色素用何种试剂?为什么？ 表达与交流： 思考： 表达与交流： 3. 为什么要选取鲜嫩、色浓绿的绿叶？为什么研磨时要迅速？研磨时放入少量二氧化硅和碳酸钙的目的分别是什么? 鲜嫩、色浓绿的绿叶含有的色素较多。叶绿素不稳定，易被破坏，因此研磨要迅速、充分，以保证提取较多的色素。研磨时放入少量二氧化硅目的是为了研磨充分，有利于色素的提取；加少许碳酸钙的目的是为了防止研磨过程中叶绿体中的色素受到破坏。 4.滤纸条为什么要剪去两个角? 剪去滤纸条两角，防止层析液在滤纸条边缘扩散过快使色素带扩散不整齐。 思考： 表达与交流： 5.为什么滤液线要重复画，且线要细、直? 6.层析时,为什么不能让滤液细线触及层析液? 重复画线是为了增加色素的浓度。画线细、直是为了防止色素带之间出现重叠。 滤纸条上的滤液细线触及（或没入）层析液，会使滤液中的色素溶于层析液中，滤纸条上得不到色素带，使实验失败。 思考： 表达与交流： 7.试分析分离色素时色素带颜色过浅的原因？ （1）叶片颜色太浅 （2）叶片放置时间太久 （3）研磨不充分 （4）未加碳酸钙 （5）加入提取液量太多 （6）研磨时间太久 二、绿叶中色素的种类和功能 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 绿叶中提取的色素 光 光 这4种色素对光的吸收有什么差别？ 实验表明：叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。色素对绿光吸收最少。 光谱仪测定的叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱 汉水丑生侯伟作品 2.温室或大棚种植蔬菜应选择什么颜色的塑料薄膜？ 思考： 叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，再加上叶绿素含量多，所以叶片才呈现绿色。 1.叶片为什么往往是绿色的呢？ 3.秋季植物叶变黄、变红是什么原因？ 可以选择有色薄膜，比如红色或蓝色的薄膜，只允许红光或蓝光通过。还可以选择无色透明塑料薄膜可以通过所有波长的可见光（波光为400-700），光合效率最强。 变黄是因为秋季气温降低，叶绿素分解，叶片中的叶黄素、胡萝卜素开始显露；变红是因为形成了花青素，花青素遇酸变红。 三、叶绿体的结构适于进行光合作用 4 1 2 3 双层膜,有与光合作用有关的酶和 类囊体增大膜面积的结构 有少量的DNA和RNA 基粒 外膜 内膜 基质 类囊体 (有色素和酶) (含有酶) 叶绿体 1 装片中好氧细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中。 装片中好氧细菌分布在叶绿体所有受光部位的周围。 氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。 2 结论： 叶绿体被光束照射到的部位是光合作用的场所 结论： 现象： 现象： 没有空气黑暗 极 细 光 束 完 全 光 照 资料1： 恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处？ 恩格尔曼在证明了光合作用的放氧部位是叶绿体后，紧接着又做了一个实验：他用透过三棱镜