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

5.4光合作用的原理和应用 学习目标 1.通过色素提取与分离的实验掌握绿叶中色素的种类、含量、 溶解度、提取过程。 2.说出叶绿体适于进行光合作用的结构特点。 3.了解科学史，说明光合作用过程。 4.探讨影响光合作用的因素。 5.关注光合作用原理的应用。 资料： 1.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。 2.大多数植物叶片之所以呈现绿色是因为其中含有绿色的色素。白化苗不含绿色色素，待种子中储存的养分耗尽就会死去。 根据资料，你推测进行光合作用需要哪些条件？ 光、二氧化碳、营养物质、光合色素等 一、捕获光能的色素和结构 1.绿叶中色素的提取和分离 （1）色素的提取 ①原理 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可用无水乙醇提取绿叶中的色素。 注：并不是所有色素都不溶于水。若没有无水乙醇，可以同时加入无水碳酸钠吸水。 一、捕获光能的色素和结构 1.绿叶中色素的提取和分离 （1）色素的提取 过程 一、捕获光能的色素和结构 1.绿叶中色素的提取和分离 （1）色素的提取 ②材料用具（见教材P98） 叶绿素 一、捕获光能的色素和结构 1.绿叶中色素的提取和分离 （1）色素的提取 ③过程 SiO2 CaCO3 无水乙醇 研磨：破碎细胞，释放色素。 迅速研磨：减少提取液挥发和色素氧化。 及时塞上棉塞：减少提取液挥发 一、捕获光能的色素和结构 1.绿叶中色素的提取和分离 （2）色素的分离 ①方法及原理 分离色素的方法： 纸层析法 纸层析法是利用待分离物质中不同组分的某些理化性质的差异而建立起来的一种分离技术。 分离色素的原理： 不同色素在层析液中的溶解度不同。溶解度高的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度快；溶解度低的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度慢。 一、捕获光能的色素和结构 1.绿叶中色素的提取和分离 （2）色素的分离 ②材料用具（见教材P98） 层析液：由20份在60-90℃下分馏出来的石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成。 一、捕获光能的色素和结构 1.绿叶中色素的提取和分离 （2）色素的分离 ③过程 一、捕获光能的色素和结构 1.绿叶中色素的提取和分离 （2）色素的分离 ③过程 剪去 两角 毛细吸管 滤液细线 滤液细线 四 防止色素带不整齐 要求：细、直、齐。目的：避免色素带重叠。 增加色素的含量 防止滤液细线中的色素溶解于层析液中，不能在滤纸条上扩散。 一、捕获光能的色素和结构 1.绿叶中色素的提取和分离 （2）色素的分离 ④结果 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） 思考：色素带的条数、色素带距离滤液细线的距离、色素带的宽窄代表了什么？ 一、捕获光能的色素和结构 1.绿叶中色素的提取和分离 （2）色素的分离 ④结果分析 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 溶解度最高，含量最少。 溶解度第二，含量第三。 溶解度第三，含量第一。 溶解度第四，含量第二。 不同色素对光的吸收差异 光照到物体表面后，该物体又将这种颜色的光反射出来，就是我们所见到的颜色。 对植物而言，光合色素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以植物的叶片呈现绿色。 思考：为什么植物的叶片是绿色的？ 秋季某些植物的叶片为什么变黄了？ 秋季，叶片的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。 不同色素对光的吸收差异 大棚中给植物补光应该选用什么颜色的灯光？ 红色或蓝色。 色素提取分离几个常见异常现象原因分析 1.滤液颜色过浅的原因 ①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分； ②一次加入大量的无水乙醇，提取液浓度太低； ③选择的材料中色素含量少。 2.滤纸条色素带重叠的原因 ①滤液细线不直；②滤液细线过粗。 3.滤纸条无色素带的原因 ①忘记画滤液细线； ②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。 4.滤纸条色素带较浅的原因　 ①滤液中色素含量少； ②划滤液细线时次数太少。 5.滤纸条下面两条色素带浅的原因 ①未加碳酸钙或加入过少，叶绿素被破坏； ②实验材料中叶绿素含量较少。 思考与讨论：叶绿体的功能（恩格尔曼的实验） 实验材料： 水绵：有螺旋带状叶绿体 需氧细菌：集中在氧气多的地方 自变量： 因变量： 光照、黑暗 需氧菌聚集部位 水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察。 好氧细菌可确定释放O2的部