5.4光合作用与能量转化 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 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。 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。 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。 2 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”。 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 绿色植物能够捕获光能 1.结构 _____ ______：由_________堆叠而成 2.功能：进行____________的场所。 双层膜 基质 基粒 类囊体 光合作用 3.物质基础 在类囊体薄膜表面上，分布着许多吸收光能的____________。 在_____________上和______________中，还有许多进行光合作用所必需的酶。 色素分子 类囊体膜 叶绿体基质 叶绿体基质 一、叶绿体的结构 4 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。 证明： 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 二、捕获光能的色素 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） （一）种类： （二）功能： 吸收、传递、转化光能 叶绿素的特点：合成是需要Mg2+和光照条件； 低温和酸性条件下易分解。 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 红橙黄绿青蓝紫 都是可见光 （三）叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱 400 500 600 700 波长/nm 叶 绿 素 a 叶 绿 素 b 类胡萝卜素 吸收光能的百分比 叶绿素主要吸收 类胡萝卜素主要吸收 树叶为什么是绿色？ 红光和蓝紫光 蓝紫光 叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片才呈现绿色。 8 （一）原理 1. 提取原理:绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂_______________中。 2. 分离原理:各种色素在___________中的__________不同,溶解度高的随层析液在滤纸条上的_____________,反之则慢。 无水乙醇 层析液 溶解度 扩散更快 探究·实践：绿叶中色素的提取和分离 提取的方法： 分离的方法： 纸层析法 用无水乙醇提取 9 （二）步骤： 1、提取绿叶中的色素 （2）加入少许SiO2和CaCO3， 再加入10mL无水乙醇，研磨 （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。 (防止乙醇挥发和色素氧化) SiO2 使研磨更充分 CaCO3 防止叶绿素被破坏 无水乙醇 溶解色素 （1）称取5g菠菜叶，剪去主叶脉， 剪碎，放人研钵中。 剪碎 加乙醇 研磨 过滤 滤液 10 2.制备滤纸条 干燥的定性滤纸 避免层析液在边缘扩散过快（边缘效应），使其同步到达细线 将滤纸剪成能放入烧杯中的滤纸条 在滤纸条一端剪去两角 在距去角一端1 cm处用铅笔画一条细的横线 铅笔线 剪两角 11 3.画滤液细线 将滤液倒入培养皿，用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀画出一条细线。 等滤液干后再画一到两次。 为了积累更多的色素， 使分离后的色素带更明显 ★要求：细、直、齐 ；重复2—3次 12 4.分离绿叶中的色素 将滤纸条有滤液细线的一端插入_____________。 注意事项： 1、为何滤液细线不能触及层析液？ 2、为何要盖上培养皿？ 防止色素溶解在层析液中 防止层析液挥发，因其易挥发且有毒 层析液 13 思考： 如果将色素滤液点在圆形滤纸的中央，色素带从外至内是？ 5.实验结果 14 6.结果分析 ①色素带的条数与色素种类有关 ②色素带的宽窄与