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5章 细胞的能量供应和利用 第4节 光合作用与能量转换 一 捕获光能的色素和结构 本节聚焦: 1.植物依靠哪些色素捕获光能? 2.叶绿体的结构有哪些适于进行光合作用的特点? 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 ①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。 影响光合作用的因素很多,既有植物自身条件,也有外界条件。 二氧化碳浓度、营养液和温度是影响植物生长的重要外界条件,因此要进行控制,以便让植物达到最佳的生长状态。 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,其中最常见的是红色、蓝色和白色的光源。 植物工厂 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。 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。 观察右图所示的玉米幼苗,绿色苗和白化苗哪种不能正常生长?为什么?这说明什么问题? 一、捕获光能的色素 对于高等植物来说, 是进行光合作用的主要器官。 叶片 白化苗。因其不含绿色色素,无法进行光合作用,待种子中储存的养分耗尽就会死亡。这说明:叶片中的色素可能与光能的捕获有关。 实验原理: 1.色素提取原理: 2.色素分离原理: 探究·实践 绿叶中色素的提取和分离 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。 不同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扩散得快,反之则慢。 纸层析法 分离方法—— 材料试剂: 无水乙醇、层析液 二氧化硅(SiO2)和碳酸钙(CaCO3) 1.提取绿叶中的色素: 2.制备滤纸条: 3.画滤液细线: 4.色素分离: 5.观察结果 称取绿叶、剪碎 → 加入SiO2、CaCO3和无水乙醇→迅速研磨 → 用单层尼龙布过滤 → 收集滤液 将滤纸条的一端剪去两角,并在这一端1cm处用铅笔画一条细线 用毛细吸管吸取色素滤液,沿铅笔线均匀地画一细线,待滤液干后再画一两次。滤液细线要细、齐、直。 将适量层析液倒入烧杯,插入滤纸,盖上培养皿盖。 注意:滤液细线不能触及层析液。 方法步骤: SiO2 — CaCO3 — 无水乙醇 — 使研磨充分 防止色素被破坏 溶解色素 色素分离 实验结果: 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) 滤纸条上观察到:4条颜色、宽度不同的色素带 最宽的?最窄的?色素带的宽度代表什么? 扩散的最快的?扩散的最慢的?扩散快慢代表? 距离最远的两条色素带? 色素带的宽度代表色素的含量 扩散快慢代表溶解度的高低 过程 注意事项 操作目的 提取色素 1 选鲜嫩、深绿色的叶片 2 研磨时加无水乙醇 3 加少量SiO2和CaCO3 4 迅速、充分研磨 5 盛滤液的试管管口加棉塞 分离色素 1 滤纸预先干燥处理 2 滤液细线:细、齐、直 3 滤液细线干燥后重复画一两次 4 滤液细线不触及层析液 使滤液中色素含量高 溶解色素 使研磨充分、防止色素被破坏 防止乙醇挥发,充分溶解色素 防止乙醇挥发和色素氧化 使层析液在滤纸上快速扩散 使分离出的色素带平整、不重叠 增加色素含量,使色素带清晰分明 防止色素溶解到层析液中 实验中的注意事项和操作目的归纳(金榜P102) 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 异常实验现象原因分析(金榜P102) 1.滤纸条上色素带颜色较浅: ①未加二氧化硅,研磨不充分;②加入无水乙醇的量过多; ③实验材料中色素含量较少。 2.滤纸条上最下面的两条色素带颜色较浅: ①未加碳酸钙或加入量过少,叶绿素被破坏; ②实验材料(如泛黄的叶片)中叶绿素的含量较少。 3.滤纸条上色素带重叠:①滤液细线不直;②滤液细线过粗。 4.滤纸条上看不见色素带: ①忘记画滤液细线; ②滤液细线触及层析液,色素溶解到层析液中。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 【练习】甲、乙、丙、丁四位同学,在利用新鲜绿色菠菜叶为实验材料,用层析法进行叶绿体中色素的提取和分离实验时,由于操作不同,得到了四种不同的层析结果(如图所示)。下列分析错误的是( ) A.甲可能误用蒸馏水作提取液和层析液 B.乙可能是因为研磨时加入无水乙醇过多 C.丙可能是正确操作得到的理想结果 D.丁可能是研磨时未加入CaCO3 C 0.5 秒延迟符,无 意义,可删除. 叶绿素 类胡萝卜素 (含量约占3/4) (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) 一、捕获光