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必修1

植物工厂 《教材》P97 会影响光合作用的强度,从而影响产量。 人工光源的强度和不同色光是可以调控的 植物捕获光能需要什么特殊的物质和结构吗? 正常的绿色玉米幼苗可以生长; 白化玉米幼苗,待种子中储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。 第4节 光合作用与能量转化 第1课时 捕获光能的色素和结构 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功能(难点)。 2 叶绿体适于进行光合作用的结构特点(重点)。 目标一 捕获光能的色素 【活动一】实验:绿叶中色素的提取和分离 1.提取绿叶中的色素 绿叶中的色素可以溶解在有机溶剂 中。 (1)原理: 无水乙醇 (2)实验步骤 提取绿叶中的色素方法步骤 1.称取菠菜叶5g 剪去主叶脉,剪碎置于研钵中; 2.加入少许二氧化硅和碳酸钙 加入5~10mL无水乙醇 迅速、充分研磨; 剪碎 加药品 研磨 ①加SiO2(石英砂)目的是什么? ②加CaCO3的目的是什么? ③无水乙醇的作用是什么? 溶解并提取色素 有助于研磨充分 防止研磨中色素(主要是叶绿素)被破坏 3.收集滤液:用单层尼龙布过滤 收集滤液(试管口要及时用棉塞塞严) 收集滤液 过滤 【探究】色素的提取实验过程及结果分析 ①已知色素存在于叶片的叶绿体中,提取色素时要破碎细胞及叶绿体,使色素充分释放。在酸性条件下,叶绿素分子卟啉环中的镁离子可以被氢离子取代,导致叶绿素被破坏。试分析色素提取时加入碳酸钙的作用是什么? 色素提取时,研磨叶片会导致液泡中的有机酸释放出来,破坏叶绿素,碳酸钙可以中和酸性物质,保护叶绿素。 ②研磨时应注意什么?原因是什么? 研磨时要迅速、充分。 可以保证色素释放得更加充分且挥发量少。 ③过滤时漏斗基部的尼龙布能否用滤纸替代?原因是什么? ④某实验小组得到的色素提取液颜色过浅,请结合实验步骤分析可能的原因有哪些? 不能 因为滤纸的吸附性强,会导致滤液中色素的浓度过低。 未加入二氧化硅或研磨不充分,色素未能充分提取出来。 称取绿叶过少或加入的无水乙醇过多,色素溶液浓度小。 未加入碳酸钙或加入过少,部分色素分子被破坏。 2.分离绿叶中的色素 (1)原理: 不同色素在层析液中的 不同, 的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢。 溶解度 溶解度高 层析液 培养皿 纸层析法 层析液? (2)实验步骤 分离绿叶中的色素方法步骤 1.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。 画铅笔细线 2.画滤液细线:用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔横线均匀画出一条滤液细线,待滤液干后再重复画一到两次。 滤液细线 层析液 培养皿 【注意】不能让滤液细线触及层析液。 滤液细线 3.分离色素:将滤纸条(有滤液细线的一端朝下)轻轻插入盛有适量层析液的试管中,随后用棉塞塞紧试管口,也可用小烧杯代替试管,用培养皿盖住小烧杯。 滤液细线上的色素会被层析液溶解,而不能在滤纸上扩散,导致实验失败。 4.观察并记录: 绿叶中光合色素的种类 叶绿素 (含量约占3/4) 类胡萝卜素 (含量约占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) 捕获光能的色素的种类 【探究】色素的分离实验过程及结果分析 1.制备滤纸条时为什么要减去两角? 2.滤液细线的画线原则是什么?待滤液干后,再重画一到两次的目的是什么? 减少边缘效应,使滤液同时到达滤液细线,防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快。 画滤液细线的原则是越细、越直、越齐,越好。 待滤液干后,再重画一到两次可以增加滤液细线中色素的含量。 滤液细线 3.为何滤液细线不能触及层析液? 4.滤纸条上色素带的分布情况说明了什么? 防止滤液细线上的色素被层析液溶解,而不能在滤纸上扩散,导致实验失败。 绿叶中的色素有4种,它们在层析液中的溶解度不同,随层析液在滤纸上扩散得快慢也不同。同时由于 4 种色素的颜色不同,也说明不同色素吸收了不同波长的光。 层析液 培养皿 滤液细线 3.色素的吸收光谱 (1)光谱:阳光是由 组合成的复合光,在穿过三棱镜时,不同波长的光会分散开,形成不同颜色的光带,称为光谱。 不同波长的光 叶绿素溶液 叶绿素主要吸收 和 ; 类胡萝卜素主要吸收 。 类胡萝卜素溶液 红光 蓝紫光 蓝紫光 (2)色素的吸收光谱 叶绿素a和叶绿素b:主要吸收 ; 胡萝卜素和叶黄素:主要吸收 。 蓝紫光和红光 蓝紫光 可见光 色素的作用? 吸收、传递和转化光能 【探究】结合色素的吸收光谱分析实际问题 1.冬季时,为了增加蔬菜的产量,应该选红色、蓝色还是无色的大棚塑料薄膜?为什么? 2.阴天时,为了增加蔬菜的产量,在功率相同的情况下,应选择什么颜色(“蓝紫光和红