5.4光合作用的原理和应用（第1课时）课件-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第5章 第4节 光合作用与能量转化 ——捕获光能的色素和结构 本节聚焦 植物依靠哪些色素捕获光能？ 叶绿体的结构有哪些适于进行光合作用的特点？ 细胞的能量供应和利用 1 光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。 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 一 捕获光能的色素和结构 2 一 捕获光能的色素和结构 思考1：对于高等植物叶片，如玉米往往是绿色的。白化玉米植株对玉米的生长有什么影响？ 思考2：叶绿素在光合作用中起到什么作用？叶肉细胞中只有叶绿素吗？怎样提取这些色素呢？ 叶绿素可能与光能捕获有关，白化玉米不能进行光合作用，无法制造有机物 正常玉米能进行光合作用制造有机物 白化玉米不含色素，待种子储存养分耗尽就会死去。 3 探究·实践 绿叶中色素的提取和分离 4 探究·实践 绿叶中色素的提取和分离 1.提取绿叶的色素 （3）操作 ①称取5g绿叶，剪去主叶脉，剪碎，放入研钵中。 ②向研钵中放入少量二氧化硅和碳酸钙，再加入10mL无水乙醇，少量、分次加入，迅速、充分研磨。 有助于研磨充分 （1）原理 （2）方法 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂_______________中。 无水乙醇 可防止研磨中色素被破坏 溶解色素 ③将研磨液迅速倒入玻璃漏斗（漏斗基部有单层尼龙布）中进行过滤 ④收集滤液,并用棉塞封口 滤纸会吸收大量的滤液，得不到足量的滤液 防止酒精挥发和色素的氧化 过滤法 5 纸层析法 ①制备滤纸条 思考3：剪去两角的目的？ 防止两边扩散过快，剪去两角可使层析液同步到达滤液细线 1cm 铅笔细线 滤液细线 防止色素带重叠而影响分离效果 使滤纸条充分带上色素 探究·实践 绿叶中色素的提取和分离 2.分离绿叶的色素 （2）操作 （1）方法 思考4：划线为什么要求细、直、齐？且重复2—3次？ 6 ②分离色素： 防止层析液中的成分挥发 培养皿 ———— 思考5：滤纸条的放置要注意哪些问题？ 有滤液细线的一端朝下 下端应插入层析液中 滤液细线不能触及层析液 防止色素溶解于层析液中而无法分离 石油醚、丙酮和苯的混合液 探究·实践 绿叶中色素的提取和分离 各种色素在___________中的__________不同,溶解度高的随层析液在滤纸条上的_____________,反之则慢。 层析液 溶解度 扩散更快 （3）原理 层析液 ———— 7 3.实验结果 探究·实践 绿叶中色素的提取和分离 色素分离的其他方法: 滤纸上呈现四条颜色、宽度不同的色素带。 8 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 4.实验分析 探究·实践 绿叶中色素的提取和分离 排序（扩散速度越快，溶解度越高） 溶解度：胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b 宽窄（含量不同） 含量：叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素 9 叶绿素溶液 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 类胡萝卜素溶液 任务：观察色素的吸收光谱图示，思考讨论不同色素的作用 实验表明： 吸收光的范围：可见光的波长是400～760 nm，一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光 色素的功能是： 吸收、传递（四种色素） 、转化光能（少数叶绿素a） 捕获光能的色素和结构 色素对绿光吸收最少。 10 思考6：为什么植物春夏叶子翠绿，而深秋则叶片金黄呢？ 由于叶绿素比类胡萝卜素易受到低温的破坏，秋季低温使叶绿素大量破坏，而使类胡萝卜素的颜色显示出来。 其他光被叶片吸收了，绿光吸收最少反射回来 叶片中叶绿素的含量大大超过类胡萝卜素 与社会联系 思考7：为什么植物工厂里不用绿色的光源吗？ 因为色素基本上不吸收绿光。 11 知识扩展 1.光 光是影响叶绿素形成的主要条件。从原叶绿素酸酯转变为叶绿酸酯需要光,而光过强,叶绿素又会受光氧化而破坏。黑暗中生长的幼苗呈黄白色，遮光或埋在土中的茎叶也呈黄白色。 2.温度  叶绿素的生物合成是一系列酶促反应，受温度影响。 3.营养元素  叶绿素的形成必须有一定的营养元素。叶绿素中含有N和Mg等成分，因此，缺少这些元素时都会影响叶绿素的合成。 12 二 叶绿体的结构适于进行光合作用 吸收光能的色素分布在类囊体薄膜上。叶绿体内有众多的基粒和类囊体，极大地扩展了受光面积。 能量转换站、养料制造厂 思考8：这些色素存在于细胞中什么部位呢？ 1.电子显微镜下，叶绿体由双层膜包被，内含许多基粒（由类囊体堆叠而成），基粒和基粒之间充满基质 13 思考·讨论 叶绿体的功能 资料1 恩格尔曼的实验一 黑暗中——细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中 光下——细菌则分布在叶绿体所有受光的