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

光合作用与能量转化 第4节 你参观或听说过植物工厂吗？植物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？ 2.为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件？ 问题探讨 问题探讨 讨论 1.靠人工光源生产蔬菜有什么好处？ ①用人工光源生产蔬菜，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。 2.为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件？ 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。 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，则是万物生长靠太阳。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 无论是在植物工厂里，还是在自然界，植物捕获光能要依靠特定的物质和结构。 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”。 色素 捕获光能的色素和结构 正常的绿色玉米植株可以生长 不含绿色色素的白化玉米苗，待种子中储存的养分耗尽就会死去。 以上现象说明，叶片中的色素与光能的捕获有关。 探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》 绿叶中究竟有哪些色素呢？ 实验原理 进行绿叶中色素的提取和分离 探究绿叶中含有几种色素 1 2 实验目的 提取色素的原理 分离色素的原理 1 2 色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可用无水乙醇提取色素。 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，这样绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。 纸层析法 95%乙醇+无水碳酸钠 层析液(由20份60-90℃下分馏出来的石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成) 溶解度决定扩散速度 分离色素 方法步骤 提取绿叶中的色素 1 称取、剪碎 研磨 过滤 5-10mL无水乙醇：溶解色素 少许SiO2：有助于研磨得充分 少许CaCO3：防止研磨中色素被破坏 方法步骤 2 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。 制备滤纸条 滤纸条为何要剪去两角？ 防止色素带扩散不整齐。 3 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。 画滤液细线 117 8 方法步骤 4 纸层析法 分离绿叶中的色素 将适量的层析液倒入试管中，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。 注意：不能让滤液细线触及层析液，否则滤液细线中的色素会被层析液溶解，而不能在滤纸上扩散。 也可用小烧杯代替试管，用培养皿盖住小烧杯。 9 方法步骤 5 观察与记录 观察试管内滤纸条上出现几条色素带，以及每条色素带的颜色和宽窄。将观察结果记录下来。 实验结果 色素带宽度代表色素含量 从上至下，胡黄ab 118 10 实验结论 绿叶中的色素 叶绿素（含量约占3/4） 类胡萝卜素（含量约占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） 色素分离的其他方法 从外至内 胡黄ab 下列叙述中正确的是（ ） A.加入少许二氧化硅可防止在研磨时叶绿体中的色素受到破坏 B.用无水乙醇将叶绿体中的色素进行分离 C.滤纸条上的最上面色素带呈黄绿色 D.溶解度越高的色素随层析液在滤纸上扩散越快 D 实验过程中，甲同学忘记加入二氧化硅和碳酸钙，乙同学忘记加入无水乙醇，丙同学加的无水乙醇过多。请分析他们各自的实验结果。 甲：研磨不充分，部分色素被破坏，滤液颜色浅，色素带较窄 乙：提取不到色素，滤纸条上无色素带 丙：滤液颜色浅，色素带较窄 这4种色素对光的吸收有什么差别呢？ 阳光在穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带，称为光谱。 阳光 由图可知，色素主要吸收蓝紫光和红光。 阳光 阳光 叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光 叶绿素除了吸收红光和蓝紫光，其他可见光（如：500nm波长的光）吸收吗？ 能，只是吸收量较少 植物工厂为什么不用发绿光的光源？ 色素主要吸收蓝紫光和红光，较少吸收绿光。 16 类胡萝卜素（胡萝卜素和叶黄素）主要吸收蓝紫光，不吸收红光 这些色素存在于细胞中的什么部位呢？  叶绿体中的色素：与光合作用有关 液泡中的色素：与花、果的颜色有关 叶绿