5.4光合作用和能量转化课件-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第4节 光合作用与能量转化 1 (一)教学目标 1.尝试提取和分离绿叶中的色素，简述绿叶中色素的种类及其功能。 2.运用结构与功能相适应的观念，解释叶绿体适于进行光合作用的结构特点。 3.通过对光合作用光反应阶段和暗反应阶段相关实验研究的思考和讨论，说明光合作用过程，并从物质与能量观视角，阐明光合作用原理，认同人类对光合作用的认识过程是逐步的、不断发展的。 4.设计并实施实验，探究环境因素对光合作用强度的影响。 5.关注光合作用原理的应用。 (二)教学重点和难点 1.教学重点 (1)叶绿体适于光合作用的结构特点。 (2)光合作用的原理。 2.教学难点 (1)光合作用过程中物质和能量的变化及相互关系。 (2)探究影响光合作用强度的环境因素。 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。 讨论1.靠人工光源生产蔬菜有什么好处？ 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。 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。 2.为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件？ 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。 植物工厂 光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。 5 叶片的颜色——植物细胞叶绿体内的色素 花、果实的颜色——液泡中的色素 捕获光能的色素和结构 绿叶中究竟有哪些色素呢？ 对于高等植物来说，叶片是进行光合作用的主要器官。这些植物的叶片多数是绿色的，说明其中有绿色的色素。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，待种子中储存的养分耗尽就会死去。可见，叶片中的色素可能与光能的捕获有关。 提取原理: 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。由于色素存在于细胞内，需要先破碎细胞才能释放出色素。 分离原理: 绿叶中的色素不只有一种，它们都能溶解在层析液中，但不同色素的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢 。这样，绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开。 目的要求 1.进行绿叶中色素的提取和分离。 2.探究绿叶中含有几种色素。 材料用具 新鲜的绿叶(如菠菜的绿叶) 、干燥的定性滤纸、试管、棉塞、试管架、研钵、玻璃漏斗、尼龙布、毛细吸管、剪刀、药匙、量筒(10mL)、天平等。 无水乙醇(也可用体积分数为95%的乙醇加入适量无水碳酸钠来代替)、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)、二氧化硅、碳酸钙 方法步骤 1.提取绿叶中的色素 (1)称取5g绿叶，剪去主叶脉，剪碎，放入研钵中。 (2)向研钵中放入少许二氧化硅和碳酸钙，再加入5~10mL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(漏斗基部放一块单层尼龙布)进行过滤，将滤液收集到试管中，及时用棉塞将试管口塞严。 二氧化硅是很细的颗粒状物质，在研磨过程中可以充分地与被研磨物接触，起到促进研磨的作用。 植物的液泡中有酸性物质，加入碳酸钙可以中和液泡中的酸性物质，防止色素被酸性物质破坏掉。 2. 制备滤纸条 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。 3.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。 钢笔和圆珠笔的字迹容易溶解在层析液中，而铅笔不能溶解在层析液中，所以用铅笔的。 为什么要用铅笔？ 4. 分离绿叶中的色素 将适量的层析液倒入试管中，将滤纸条(有滤液细线的一端朝下)轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口。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，而不能在滤纸上扩散。也可用小烧杯代替试管，用培养皿盖住小烧杯。 5.观察与记录 观察试管内滤纸条上出现了几条色素带，以及每条色素带的颜色和宽窄。 警示：为减少吸入层析液中有毒性的挥发性物质，分离色素这一步应在通风好的条件下进行，实验结束应尽快用肥皂将手洗干净。 ①5g新鲜绿叶 →剪碎置研钵中 方法步骤： ②加入少许二氧化硅和碳酸钙，再放入10mL无水乙醇 含有较多色素