5.4.1捕获光能的色素和结构课件-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

5.4 光合作用与能量转化 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？ 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， 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 问题探讨 讨论 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？ H2O CO2 C6H12O6 O2 绿色植物能够捕获光能 一.捕获光能的色素 （溶解度 的色素随层析液在滤纸上扩散得 ；反之则慢。) （1）提取： 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂 中 （2）分离： 各种色素在 中的溶解度 。 1、实验原理： 无水乙醇 不同 高 快 一、实验～绿叶中色素的提取和分离 层析液 （1）提取绿叶中的色素 2、方法步骤： SiO2 : ； CaCO3 : ； 无水乙醇: ； 使研磨更充分 防止色素(叶绿素)被破坏 溶解色素 ①称取5g绿叶，剪碎，放入研钵中。 ②加入少许SiO2 、CaCO3，再加入5～10mL无水乙醇，进行迅速、充分的研磨。 ③将研磨液迅速倒入玻璃漏斗（基部放置单层尼龙布）进行过滤，将收集到试管中，及时用棉塞将试管口塞严。 问：为什么要选新鲜、浓绿的叶片？ 能否用已经变黄的叶片作实验材料？ 1.提取绿叶中的色素 二氧化硅和碳酸钙 无水乙醇 单层尼龙布 棉塞 滤纸吸附性太强，会使滤液色素浓度降低 防止乙醇挥发 任务一、绿叶中色素的提取和分离 （3）实验步骤 ①称取5g的绿叶，剪碎，放入研钵中。 （3）实验步骤 1.提取绿叶中的色素 注意事项： 选材时应注意选择鲜嫩、色浓绿、无浆汁的叶片如菠菜叶、棉花叶、洋槐叶等。 （3）实验步骤 1.提取绿叶中的色素 ②放入少许二氧化硅和碳酸钙 再放入5-10mL无水乙醇 目的：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）实验步骤 1.提取绿叶中的色素 ③迅速、充分地研磨 （3）实验步骤 1.提取绿叶中的色素 ④将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤。 ⑤收集滤液,棉塞封口。 （3）实验步骤 1.提取绿叶中的色素 为什么要剪去两角？ 1、制备滤纸条 方法步骤： 避免层析液在边缘扩散过快（边缘效应）， 使其同步到达细线 1cm 铅笔线 剪去两角 将干燥的定性滤纸剪成 宽度略小于试管直径、 长度略小于试管长度的 滤纸条，再将滤纸条一 端剪去两角，并在距这 一端底部1cm处用铅笔 画一条细的横线。 干燥的定性滤纸 二.绿叶中色素的提取和分离 (二)分离绿叶中的色素 要求：细、直、齐； 而且要求含有较多的色素。 方法步骤： 2、画滤液细线 用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线（也可将滤液倒入培养皿，再用盖玻片蘸取滤液，在横线处按压出均匀的细线）。待滤液干后，再重画一到两次。 (使色素带不重叠、平整、不弯曲) （待滤液干后，再重画一到两次。重复2—3次） 二.绿叶中色素的提取和分离 (二)分离绿叶中的色素 思考 ①为什么层析液不能浸没滤液细线？ ②为何要盖上培养皿？ 防止色素溶解在层析液中 防止层析液挥发（层析液有毒易挥发） 方法步骤： 3、分离色素 将适量层析液倒入 小烧杯（试管）中，将滤纸条轻轻插入层析液中，随后用用培养皿盖住烧 杯口（棉塞塞紧试 管口）。 二.绿叶中色素的提取和分离 (二)分离绿叶中的色素 纸层析法 层析液 培养皿 （3）实验结果及分析 色素种类 色素颜色 色素含量 溶解度 扩散速度               较少 较高 较快       较低 较慢     较多     下 上 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 橙黄色 黄色 蓝绿色 黄绿色 最少 最多 最高 最低 最快 最慢 绿叶中色素的种类及含量 叶绿素