5.4 光合作用和能量转化 （第1课时）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 一、 捕获光能的色素和结构（课时1） 学习目标 2.2.3说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能 课程标准 1、掌握提取和分离绿叶中色素的原理和方法，简述绿叶中色素的种类及功能。 2、树立结构与功能相统一的观点，说出叶绿体是进行光合作用主要场所的原因。 问题探讨 ： 1.靠人工光源生产蔬菜有什么好处？ ①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减产 ②可根据植物生长的情况调控人工光源的强度和不同色光（光质），使蔬菜产量达到最大 2.为什么要控制CO2浓度、营养液成分和温度条件？ 影响植物光合作用的环境因素， 通过控制使植物达到最佳生长状态 生命活动的最终能量来源为光能 光合作用(photosynthesis)是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径（p97） ——地球上最重要的化学反应 植物捕获光能要依靠特定的物质和结构 呈现绿色的原因：含绿色色素 白化苗/黄化苗： 不含绿色色素 待储存的养分耗尽就死去 说明叶片中的色素可能与光能的捕获有关 植物的叶片中含有哪些色素呢？怎样提取、分离这些色素呢？ 探究·实践 绿叶中色素的提取与分离 1 提取绿叶中的色素 (1)原理： 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。 （1）分离色素的方法： 纸层析法 （2）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。 2 分离绿叶中的色素 实验材料 3 菠菜叶 定性滤纸 尼龙布 碳酸钙 二氧化硅 无水乙醇 任务1：观看实验视频《绿叶中色素的提取》并阅读教材P98的实践与探究，回答相关问题。 (1)色素提取时所用试剂及作用？ (2)研磨时应注意什么？原因为何？ 1.色素提取时所用试剂及作用？ 无水乙醇： 二氧化硅： 碳酸钙： 2.研磨时应注意什么？为何？ 迅速：防止乙醇挥发 充分：保证色素释放的更加充分 3.过滤时尼龙布能否用滤纸替代? 不能。因为滤纸的吸附性强， 会导致滤液中色素的浓度过低 溶解色素 使研磨更加充分 防止色素（叶绿素）被破坏 4.实验步骤： 提取绿叶中的色素 分离绿叶中的色素 1.制备滤纸条时为什么要减去两角？ 2.滤液细线的划线原则是什么？待滤液干后，再重画一到两次的目的是什么？ 减少边缘效应，使层析液同时到达滤液细线，使得滤纸上扩散出的色素带整齐。 画滤液细线的原则是细、直、齐。 待滤液干后，再重画1-2次可以增加滤液细线中色素的含量。 3.为何滤液细线不能触及层析液？ 防止色素溶解在层析液中，而不能在滤纸上扩散。 10 4、结果 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 颜色 色素 溶解度 扩散速度 宽度 含量 橙黄色 胡萝卜素 最高 最快 最窄 最少 黄色 叶黄素 较高 较快 较窄 较少 蓝绿色 叶绿素a 较低 较慢 最宽 最多 黄绿色 叶绿素b 最低 最慢 较宽 较多 色素位置从上往下依次是：胡 黄 a b 色素含量从多到少依次是： a b 黄 胡 11 12 异常实验现象的分析 ①选取的叶片颜色不是浓绿色或称取的绿叶过少或放置数天的菠菜叶，色素含量少 ②加入的无水乙醇过多，色素溶液浓度小 ③未加碳酸钙或加入的过少，色素分子部分破坏 ④研磨不充分，色素未能充分提取出来 提取液 色素带 若色素提取液呈淡绿色的，其原因有 滤纸条上最下面的两条色素带颜色较浅 ①未加碳酸钙或加入量过少，叶绿素被破坏; ②实验材料(如泛黄的叶片)中叶绿素的含量较少。 滤纸条无色素带其原因有 ①忘记画滤液细线； ②误将蒸馏水当作提取液和层析液 ③研磨时未加无水乙醇 ④滤液细线触及层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中 滤纸条上两条色素带重叠 ①滤液细线不直； ②滤液细线过粗 延伸思考：实验装置的改进 在滤纸的中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，会出现什么现象？ 会出现四个同心圆的色素带，从外往里依次为： 胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色） 白光 可见光 760nm 400nm 光谱 红外光 紫外光 阳光通过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带，称为光谱 怎样才能获得不同色素的吸收光谱呢？ 红 橙 黄 绿 青 蓝 紫 光谱 一、捕获色素的光能和结构 吸收光谱上，在红光区和蓝紫光区有两个明显的吸收带（黑带）， 说明这两个区域色素吸收的光多，其它区域吸收的较少