5.4 光合作用与能量转化课件(第3课时)-2023-2024学年高一上学期生物人教版必修一

第4节 光合作用与能量转换 (一)捕获光能的色素和结构 H2O CO2 C6H12O6 O2 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。 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 因此，有人称光合作用是“地球上最重要的化学反应”。 植物的叶片多数是绿色的，说明其中有绿色的色素。玉米中有时会出现白化苗。白化苗由于不能进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。 说明： 光合作用需要色素 绿叶中的色素可能与光能的捕获有关 绿叶中的色素究竟有哪些呢？都参与植物的光合作用吗？ 正常玉米植株和白化玉米植株 一、捕获光能的色素和结构 绿叶中色素的提取和分离 探究·实践 提取原理: 分离原理: 1、实验原理： 不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。这样，绿叶中的色素就在扩散过程中分开。 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中（如：无水乙醇） 纸层析法 一、捕获光能的色素和结构 绿叶中色素的提取和分离 探究·实践 2、目的要求： 一、捕获光能的色素和结构 （1）进行绿叶中色素的提取和分离 （2）探究绿叶中色素的种类 新鲜的绿叶（如菠菜叶）、 定性滤纸等、无水乙醇、层析液、二氧化硅、碳酸钙等 3、材料用具： ①研磨 材料:5g鲜叶 药品 SiO2——有助于研磨充分 CaCO3 ——防止色素被破坏 无水酒精——溶解色素 1、提取色素 ②过滤：获取绿色滤液（试管口加棉花防挥发） 探究·实践 绿叶中色素的提取和分离。 7 2、分离色素： （1）制备滤纸条 剪去两角，画铅笔细线 铅笔线 为什么要剪去两角？ 避免层析液在边缘扩散过快（边缘效应）， 使其同步到达细线 探究·实践 绿叶中色素的提取和分离。 8 （2）画滤液细线 要求： ①细、齐、直， ②待干后重复1~2次 画得细齐直：防止色素带重叠而影响分离效果。 待干后重复一两次：积累更多色素，使分离后的色素带明显。 2、分离色素： 探究·实践 绿叶中色素的提取和分离。 9 层析液 培养皿 注意：层析液不能没及滤液细线 （3）纸上层析 防止色素溶解于层析液中，不能分离。 2、分离色素： 探究·实践 绿叶中色素的提取和分离。 实验结果 （橙黄色） （黄色） （蓝绿色） （黄绿色) 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素 叶绿素 1、色素带的位置说明什么问题？ 2、色素带的宽窄说明什么问题？ 3、色素带的间距最宽和最窄的分别是？ 思考： 探究·实践 绿叶中色素的提取和分离。 定性滤纸 培养皿 灯芯棉 出现四个同心圆的色素带，从外往里依次为： 实验结果: 1.如图表示某同学做“绿叶中色素的提取和分离”实验的改进装置，实验结果应会是怎么样？ 实验改进与思考 胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b 探究·实践 绿叶中色素的提取和分离。 11 12 这四种色素对光的吸收有什么差别呢？ 绿叶中的色素主要吸收红光和蓝紫光。 绿叶色素提取液 一、捕获光能的色素和结构 一、捕获光能的色素和结构 1.捕获光能的色素 叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。 色素功能：吸收、传递和转化光能 少数处于特殊状态的叶绿素a 1、为提高蔬菜产量大棚玻璃应该采用何种颜色的玻璃？ 2、为给植物补充光能，请问应该采用何种颜色灯泡？ 无色,因为无色玻璃能透过所有可见光 蓝紫色或红色，因为要将有限的电能转化成植物吸收率最高颜色的光 思考·讨论 与生活的联系 为什么有些植物叶片在不同时期颜色不同呢？ 春夏：由于叶绿素的含量大大超过类胡萝卜素，而使类胡萝卜素的颜色被掩盖，只显示出叶绿素的绿色。 秋天：由于秋季低温使叶绿素被大量破坏，而使类胡萝卜素的颜色显示出来，叶片变黄。 归纳：---色素与叶片的颜色 正常 绿色 正常叶片叶绿素和类胡萝卜素比例约为3∶1，对绿光吸收最少，所以正常叶片总是呈现绿色 叶色 变黄 寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，显示出类胡萝卜素的颜色，叶子变黄 叶色 变红 秋天降温时，植物体为适应寒冷，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶子呈现红色 二、叶绿体的结构适于进行光合作用 外膜 内膜 基粒 基质 叶绿体类囊体堆叠成基粒，增大了叶绿体膜的表面积。 叶绿体类囊体薄膜上，分布着大量光合色素。 资料1 1881年，德国科学家恩格尔曼的实验。 所有被光照射的叶绿体释放出氧气。 黑暗、无氧