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

第4节 光合作用与能量转化 一 捕获光能的色素和结构 本节聚焦: 1.植物依靠哪些色素捕获光能? 2.叶绿体的结构有哪些适于进行光合作用的特点? 3.细胞中的哪些生命活动需要ATP提供能量? 地球生命最根本的驱动力 ? 光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径! “干饭人” 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。 问题探讨 讨论 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? 你一定吃过韭黄,它以诱人的色泽和鲜嫩的口感在蔬菜领域中占据了一席之地。 韭菜 韭黄 问题情景: 韭黄实际上是韭菜幼苗在黑暗条件下生长发育的产物,属于白化苗。与正常苗相比,白化苗因其不含色素不能进行光合作用,无法制造有机养料而不能长期存活。 提问:植物叶片一般是绿色的,那么植物叶片中到底含有哪些色素? 一、捕获光能的色素 实验:绿叶中色素的提取和分离 如何将叶肉细胞中的色素提取到溶液中来? 如何知道提取的过滤液中,含有哪些色素呢? 可用 提取绿叶中的色素; 原理: 。 分离色素采用 (方法); 无水乙醇 绿叶中的色素能溶解在无水乙醇中 纸层析法 原理:在 中溶解度大的色素在滤纸条上扩散得快,反之则慢。这样,绿叶中的色素就会随着 在滤纸上的扩散而分开。 层析液 层析液 实验原理 层析液是易挥发的有毒物质,使用时应特别注意安全 ! 实验:绿叶中色素的提取和分离 实验材料用具 目的要求 1. 进行绿叶中色素的提取和分离; 2. 探究绿叶中含有几种色素。 新鲜菠菜叶 定性滤纸 研钵 毛细吸管 提取绿叶中的色素 取材:称取 5g 新鲜绿叶; ① ② ④ ③ 研磨:剪碎叶片,放入研钵中,加少许 和 ,再加入10 mL , 迅速、充分研磨; 过滤:漏斗基部放一块 ,将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤; 收集:用小试管收集色素 ,及时将试管口用棉塞塞严 。 使研磨更充分 防止叶绿素被破坏 溶解色素 (提取色素) 方法步骤 二氧化硅 碳酸钙 无水乙醇 单层尼龙布 滤液 2. 分离绿叶中的色素 制备滤纸条: 画滤液细线: 将适量层析液倒入试管中,将滤纸条轻轻插入层析液中,随后用棉塞塞紧试管口 (注意: !) 细、直、齐; 干燥后重复画 剪去两角,防止色素带不整齐 方法步骤 分离绿叶中的色素: 不能让滤液细线触及层析液 叶绿素b 叶绿素a 叶黄素 胡萝卜素 1. 滤纸条上有几条色素带?它们是按什么次序分布的? 2. 滤纸条上色素带的分布情况说明了什么? 5. 观察与记录 方法步骤 1.光合色素的分类: 一、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) 绿叶中的色素 叶绿素b 叶绿素a 叶黄素 胡萝卜素 色素种类 色素含量 扩散速度 叶绿素b 叶绿素a 叶黄素 胡萝卜素 较多 最多 较少 最少 最慢 较慢 较快 最快 最低 较低 较高 最高 溶解度 决定 黄 胡 b a 这4种色素对光的吸收有什么差别? 太阳光 (白光) 白光通过在三棱镜时,由于折射角度的不同,不同波长的光得以分离。 2.色素及其吸收的光: 三棱镜 光屏 一、捕获光能的色素 太阳光 (白光) 三棱镜 光屏 类胡萝卜素 该条带变黑意味着什么? 太阳光 (白光) 三棱镜 光屏 叶绿素 叶绿素主要吸收 ; 类胡萝卜素主要吸收 。 红光和蓝紫光 蓝紫光 1.它们为什么是红色的 ? 不吸收红光,红光反射进眼睛。 只透过红光,红光穿透塑料袋进入我们的眼睛。 思维拓展: 2.温室或大棚种植蔬菜时,应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜或补充光源? 3.某地遭遇长期阴雨连绵的天气,菜农决定对植物进行夜间补光,为了尽可能增加产量,应该选购发哪种颜色光的灯泡来进行操作(假设功率都相同)? 在大棚农业生产中: 当不提及光照强度时,使用 光的植物光合速率高; 如提及使用同等强度的光时,则使用 光的植物光合速率高。 白 蓝紫 4.秋季枫叶的颜色由绿色变为黄色是什么原因? 二、 叶绿体的结构适于进行光合作用 光学显微镜下可以看到呈 的叶绿体。电子显微镜下可见其由 层膜包被,内含许多由 堆叠而成的基粒,基粒和基粒之间充满 。吸收光能的色素分布在 。叶绿体内由众多的基粒和类囊体,极大地扩展了 。 椭球型或球形 双 类囊体 基质 类囊体薄膜上 受光面积 叶绿体的功能 思考 讨论 1881年,德国科学家恩格尔曼用水绵和好氧细菌做了这样的实验: 资料一 把载有水绵和需氧细菌的临时装片放在没有空气的小室内,在黑暗中用极细的光束照射水绵,发现细菌只向叶绿