5.4光合作用与能量转化第1课时课件2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

第4节 光合作用与能量转化 一、捕获光能的色素和结构 2 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？ 用人工光源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，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。 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，因此要进行控制，以便让植物达到最佳的生长状态。 问题探讨 3 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”。 4 白化苗 正常苗 白化苗无法进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。 正常幼苗进行光合作用，制造有机养料。 事实： 推论: 光能的捕获与叶片颜色有关 分析，提出假设： 光能的捕获需要绿叶所含的色素 5 1 绿叶中色素的提取和分离 1.如何提取？ 2.如何分离？ 绿叶中色素的提取和分离 提取：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中 分离：各种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 【实验原理】 【实验目的】 1.进行绿叶中色素的提取和分离 2.研究绿叶中含有几种色素 纸层析法 7 材料用具 新鲜的绿叶（如菠菜的绿叶） 无水乙醇、层析液、二氧化硅、碳酸钙 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，药勺，量筒(10mL)，天平。 8 ①称取5g的绿叶，剪去主叶脉，剪碎，放入研钵中。 ②放入少许二氧化硅和碳酸钙，再放入5--10mL无水乙醇，迅速、充分地研磨 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 防止无水乙醇挥发 叶绿体能够被充分破坏， 使得色素能充分被释放出来 ③将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤，收集滤液,封口 用单层尼龙布过滤，过滤叶脉及二氧化硅等并且不吸附色素。 【实验步骤】 防止挥发和色素分子被氧化 1.提取绿叶中的色素 9 2.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？ (1)绿叶不新鲜 (2)未加入二氧化硅或研磨不充分，色素未能充分提取出来 (3)未加入碳酸钙或加入过少，部分色素分子被破坏 (4)加入的无水乙醇过多，色素溶液浓度小 1.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，破坏叶绿素，碳酸钙可以中和酸性物质，保护叶绿素。 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1 cm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。 避免层析液在边缘扩散过快（边缘效应），使层析液能同步到达滤液细线 积累更多的色素使分离色素带更明显 细、直、齐 1cm ①制备滤纸条 ②画滤液细线 滤液细线 （细、齐、直） （待滤液干后重复画1~2次） ③分离色素 层析液 （盖住，因层析液易挥发，有一定毒性） 层析液不能浸没滤液细线 分离色素 一、捕获光能的色素 SZ-LWH 【实验结果】 溶解度 含量 高 低 叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素 13 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） 色素名称 元素组成 分子质量 α-胡萝卜素 C、H 536.8 叶黄素 C、H、O 568 叶绿素a C、H、O、N、Mg 892 叶绿素b C、H、O、N、Mg 906 内 外 叶绿素b、叶绿素a、 叶黄素、胡萝卜素 16 3.滤纸条上的色素带颜色过浅或较窄，分析可能的原因有哪些？ (1)提取的色素少；(2)滤液细线只画一次 (3)滤液细线触及层析液 4.滤纸条上看不到色素带，分析可能的原因有哪些？ 5.滤纸条上叶绿素的两条色素带较窄，分析可能的原因有哪些？ 6.滤纸条上的色素带重叠，分析可能的原因有哪些？ (1)滤纸