5.4.1 光合作用和能量转化(第一课时)课件-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第4节 光合作用与能量转化 将光能转变成细胞能够利用的化学能的生理过程 问题探讨 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？ 用人工光源生产蔬菜，可以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。 讨论 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。 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 一、捕获光能的色素和结构 一、捕获光能的色素和结构 在玉米地里，有时可以看到叶片中不含绿色色素的白化苗。这样的白化苗由于不能进行光合作用，待种子中储存的营养成分耗尽就会死亡。 可见，叶片中的色素可能与光能的捕获有关。 绿叶中究竟有哪些色素呢？ （一） 捕获光能的色素 一、捕获光能的色素 实验：绿叶中色素的提取和分离 不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越高的色素随层析液在滤纸上的扩散速度越快，反之则慢。 ①提取色素的原理 色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中; ②分离色素的原理 【实验原理】 注： 植物细胞中的色素分为脂溶性色素（如叶绿素等）和水溶性色素（如花青素），前者参与光合作用，后者不参与。 一、捕获光能的色素和结构 （一） 捕获光能的色素 1. 探究·实践 绿叶中色素的提取和分离 实验步骤： 1.提取绿叶中的色素： SiO2：有助于研磨得充分 CaCO3：防止研磨中色素被破坏 无水乙醇：提取色素 单层尼龙布：过滤 2.制备滤纸条 铅笔线 画铅笔细线 减去两角的目的： 防止层析液从边缘扩散速度太快。 实验步骤： 将干燥的定性滤纸剪成滤纸条，将滤纸条的一端剪去两角，并在距这端底部1cm处用铅笔画一条细的横线。 3.画滤液细线 实验步骤： 滤液细线的要求： 细、直、齐（减少滤液扩散，有利于色素均匀的分离）； 重复1—2次（防止色素太少分离现象不明显）。 4.分离绿叶中的色素 实验步骤： 层析液 培养皿 滤液细线 注意: 滤液细线不能触到层析液（防止色素溶解在层析液中） 烧杯要盖上培养皿、试管要塞上棉塞（层析液易挥发且有毒） 5、观察与记录实验结果 实验步骤： 滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？ 一、捕获光能的色素和结构 （一） 捕获光能的色素 滤纸条上呈现四条颜色、宽度不同的色素带 实验结果 1. 探究·实践 绿叶中色素的提取和分离（P98~P99） 色素种类 颜色 含量 溶解度 扩散速度 胡萝卜素 橙黄色 最少 最高 最快 叶黄素 黄色 较少 较高 较快 叶绿素a 蓝绿色 最多 较低 较慢 叶绿素b 黄绿色 较多 最低 最慢 【改进实验】 【实验结果】出现四个同心圆色素带，从外往里依次为:胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b； 【问题1】某同学在提取色素时，收集到的滤液绿色过浅，试帮他分析一下可能的原因有哪些？ 【问题2】滤纸条无色素带？ (1)未加二氧化硅，研磨不充分； (2)未加碳酸钙，色素分子被破坏； (3)一次加入大量的无水乙醇； (4)菠菜叶不新鲜，叶绿素太少； （1）忘记画滤液细线。 （2）滤液细线接触到层析液，色素溶解到层析液中。 （3）提取色素时加入的是水，不是无水乙醇。 【问题3】滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带？ 【问题5】秋天大多数叶片会变黄，韭黄种植在黑暗条件下，试分析哪些因素会影响叶绿素的合成？ 忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”。 光照 温度 Mg等矿质元素 【问题4】滤纸条色素带重叠？ 没等干后再划线、滤液线不能达到细、齐的要求，使色素扩散不一致。 光是叶绿体发育和叶绿素合成必不可少的条件。植物在缺光条件下影响叶绿素形成而使叶子发黄的现象，称为黄化现象。 与生活的联系 (了解即可） 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