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 光合作用与能量转化 第一课时 捕获光能的色素和结构 问题探讨 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。 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。 （一）捕获光能的色素 正常玉米植株（绿色） 白化玉米植株（白色） 对于高等植物来说，叶片是进行光合作用的主要器官。这些植物的叶片大多数是绿色的，说明其中含有绿色的色素。 在玉米地里，有时可以看到叶片中不含绿色色素的白化苗。这样的白化苗待种子中贮存的养分耗尽就会死去。 由此可见： 叶片中的色素可能与光能的捕获有关。 绿叶中究竟有哪些色素呢？ 实验：绿叶中色素的提取和分离 1．提取色素的原理是什么？ 提取色素时加入CaCO3和SiO2的目的是？ 分离色素的原理是？ 制备滤纸条时，剪去两角的作用是什么？ 色素分离时，为何要注意层析液不能没及滤液细线？ 画滤液细线为什么要求细、齐、直，且待滤液干后重画1~2次？ 实验：绿叶中色素的提取和分离 原理：色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。 （1）称取5g新鲜绿叶→剪碎，放于研钵中 步骤： 1．提取色素 实验：绿叶中色素的提取和分离 （2）加入少许二氧化硅和碳酸钙，再加入5~10 mL无水乙醇，迅速、充分地进行研磨。 二氧化硅有助于研磨得充分 碳酸钙可防止研磨中色素被破坏。 （3）将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤，将滤液收集到试管中、及时用棉塞将试管口塞严。 2．分离色素： 方法：纸层析法 原理：绿叶中的色素不只一种，它们都能溶解在层析液中，但不同的色素溶解度不同，溶解度高的色素分子随层析液在纸条上的扩散得快，溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得慢，因而可用层析液将不同的色素分离。 实验：绿叶中色素的提取和分离 （1）制备滤纸条 剪去两角 铅笔线 1CM 使层析液同步到达滤液细线，防止色素带不整齐 实验：绿叶中色素的提取和分离 2．分离色素步骤： （2）画滤液细线 要求： ①细、齐、直； ②待滤液干后，再重画1~2次 原因：防止色素带重叠而影响分离效果。 原因：积累更多的色素 （3）分离绿叶中的色素 层析液 培养皿 滤液细线 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，而不能在滤液上扩散。 观察与记录 （橙黄色） （黄 色） （蓝绿色） （黄绿色) 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素 含量约占 四分之一 叶绿素 含量约占四分之三 实验：绿叶中色素的提取和分离 2．分离色素： 色素的分离和提取实验中可能出现的异常现象的原因分析： 实验：绿叶中色素的提取和分离 色素带较浅的可能原因？ 1、研磨不充分；或者未加二氧化硅，导致色素未能充分提取出来 2、制备色素所用的材料过少或者无水乙醇过多，导致色素浓度过小 3、画滤液细线时画的次数太少，没有积累足够的色素 色素带没有出现的可能原因？ 1、没有画滤液细线 2、滤液细线接触层析液时间过长，导致色素溶解在了层析液中 叶绿素a和叶绿素b色素带较浅或者没有的原因？ 1、没有加入碳酸钙，导致研磨过程中色素被破坏 2、色素提取液制备完以后放置时间过长，导致叶绿素被分解 3、选取的叶片不是新鲜的叶片，而是老叶或者黄叶 色素带出现重叠的原因？ 滤纸条没有经干燥处理；或滤液细线没有画的细直，导致色素扩散不一致 （一）捕获光能的色素 绿叶中的色素主要吸收蓝紫光和红光。 阳光通过三棱镜，不同波长的光会散开，形成不同颜色的光带，称为光谱。 如果在阳光和三棱镜之间放置色素溶液，发现照射出来的光谱与无色素溶液的光谱有一定区别 通过叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱我们可以发现： 叶绿素主要吸收：_____________ 类胡萝卜素主要吸收：________ 蓝紫光、红光 蓝紫光 ① ② ④ ⑤ ③ 外膜 内膜 基质 基粒 叶绿体由双层膜包被，内部有许多基粒。每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成，这些囊状结构称为类囊体。 吸收光能的四种色素就分布在类囊体薄膜上，每个基粒都含有两个以上的类囊体，多的