5.4 光合作用与能量转化（第1课时）-【备好课】2023-2024学年高一生物同步优质课件（人教版2019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化（1） 新叶伸向和煦的阳光， 蚱蜢觊觎绿叶的芬芳。 它们为生存而获取能量， 能量在细胞里流转激荡！ 第1课时 捕获光能的色素和结构 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。 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？ 用人工光源可以避免由于自然环境中光照强度不足导致的减产。同时，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，也有外界环境条件。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。 讨论 问题探讨 2 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，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。因此，有人称光合作用是“地球上最重要的化学反应”。 那么，植物捕获光能需要依靠的物质和结构是什么呢？ 一、捕获光能的色素 植物的叶片多数是绿色的，说明其中有绿色的色素。玉米中有时会出现白化苗。白化苗由于不能进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。 绿叶中的色素究竟有哪些呢？都参与植物的光合作用吗？ 正常玉米植株和白化玉米植株 以上现象说明，植物正常生长需要光能，而叶片中的色素可能与光能的捕获有关。 探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》 1. 色素提取和分离的原理分别是什么？ 2. 研磨过程中加入无水乙醇、SiO2、CaCO3的作用是什么？ 3. 将滤液收集到试管中后，为什么要用棉塞将试管口塞严？ 4. 滤纸条一端为什么要剪去两角？ 5. 画滤液细线时应注意什么？ 6. 为什么不能让滤液细线触及层析液？ 自主学习：阅读课本P97-98，并思考以下几个问题 提取和分离绿叶中的色素，探究绿叶中色素的种类 实验目的 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。 新鲜的绿叶（深绿色）（如菠菜的绿叶） 无水乙醇 层析液（20份石油醚、2份丙酮、1份苯混合而成） 二氧化硅和碳酸钙 实验材料用具 （替代：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） 提取方法：过滤法 分离方法：纸层析法 实验方法 1.提取绿叶中的色素 实验步骤 绿叶 二氧化硅和碳酸钙 无水乙醇 单层尼龙布 棉塞 SiO2 CaCO3 无水乙醇 有利于研磨充分 防止色素（主要是叶绿素）破坏 溶解提取色素 不用滤纸、纱布，会吸附色素，降低色素的含量 防止乙醇挥发和色素分子被氧化 剪去两角 1 cm 2.色素的分离（纸层析法） 实验步骤 1cm 铅笔线，不是钢笔 为什么要剪去两角？ 减少边缘效应，造成两边缘色素扩散快，保证色素带整齐。 毛细吸管 待滤液干后 1～2 滤液细线 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 实验结果 思考：1.滤纸上有几条色素带？按照什么次序分布的？ 2.滤纸 条上色素带的分布情况说明了什么？ 任务一：分析实验过程及结果 (一)色素的提取 阅读教材P98的“探究·实践”，回答相关问题： 1.已知色素存在于叶片的叶绿体中，提取色素时要破碎细胞及叶绿体，使色素充分释放。在酸性条件下，叶绿素分子卟啉环中的镁离子可以被氢离子取代，导致叶绿素被破坏。试分析色素提取时加入碳酸钙的作用是什么？ 核心探讨 色素提取时，研磨叶片会导致液泡中的有机酸释放出来，破坏叶绿素，碳酸钙可以中和酸性物质，保护叶绿素。 2.研磨时应注意什么？原因是什么？ 研磨时要迅速、充分。这样可以保证色素释放得更加充分且挥发量少。 3.过滤时漏斗基部的尼龙布能否用滤纸替代？原因是什么？ 不能。因为滤纸的吸附性强，会导致滤液中色素的浓度过低。 4.某实验小组得到的色素提取液颜色过浅，请结合实验步骤分析可能的原因有哪些？ (1)未加入二氧化硅或研磨不充分，色素未能充分提取出来。 (2)称取绿叶过少或加入的无水乙醇过多，色素溶液浓度小。 (3)未加入碳酸钙或加入过少，部分色素分子被破坏。 (二)色素的分离 1.制备滤纸条时为什么要减去两角？ 减少边缘效应，使滤液同时到达滤液细线，防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快。 2.滤液