【情境课堂】5.4 光合作用与能量转化（一、捕获光能的色素和结构）-【情境课堂】2024-2025学年高一生物同步教学课件（人教版2019必修1）

光合作用与能量转化 第五章 第 4 节 第五章 细胞的能量供应和利用 本节聚焦 植物依靠哪些色素捕获光能？ 叶绿体的结构有哪些适于进行光合作用的特点？ （共3课时） 一 捕获光能的色素和结构 情 境 蒜 黄 你吃过蒜黄或韭黄吗？ 蒜黄或韭黄实际上是幼苗在黑暗条件下生长的产物，因其缺乏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。 绿叶中究竟有哪些色素呢？ 通过实验来探究 探索新知 一 绿叶中色素的提取和分离 【探索新知1】 一、探究实践：绿叶中色素的提取和分离 实验原理 目的要求 材料用具 方法步骤 分析结果 得出结论 1.如何将绿叶的色素提取到溶液中来？ 2.如何将溶液中的色素分离开来？ 可用 提取绿叶中的色素，因为绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。 色素分离的方法称之为 ； 无水乙醇 纸层析法 不同色素在 中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。这样，绿叶中的色素就会随着 在滤纸上的扩散而分开。 层析液 层析液 易挥发的有毒物质！ 【探索新知1】 一、探究实践：绿叶中色素的提取和分离 实验原理 目的要求 材料用具 方法步骤 分析结果 得出结论 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 （2）向研钵加少许 和 ，再加入5-10 mL ， 迅速、充分研磨。 【探索新知1】 一、探究实践：绿叶中色素的提取和分离 实验原理 目的要求 材料用具 方法步骤 分析结果 得出结论 （1）称取 5g 新鲜绿叶,剪去主叶脉，剪碎，放入研钵中。 （3）漏斗基部放一块 ，将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤。将 收集到试管中，及时用棉塞将试管口 。 使研磨更充分 防止叶绿素被破坏 溶解色素（提取色素） 二氧化硅 碳酸钙 无水乙醇 单层尼龙布 滤液 提取绿叶中的色素 （1） （2） （3） 不能用滤纸（会吸附色素） 塞严 防止乙醇挥发和色素氧化 【探索新知1】 一、探究实践：绿叶中色素的提取和分离 实验原理 目的要求 材料用具 方法步骤 分析结果 得出结论 2. 制备滤纸条 滤纸条如何剪？在哪个位置画铅笔细线？ 2. 3. 4. 3. 画滤液细线 怎么画？要注意什么？ 4. 分离绿叶中的色素 怎么做？要注意什么？ 细直齐；干燥后重复画 剪去两角,防止色素带不整齐 注意：不能让滤液细线触及层析液，否则色素会被色素会被层析液溶解。 【探索新知1】 一、探究实践：绿叶中色素的提取和分离 实验原理 目的要求 材料用具 方法步骤 分析结果 得出结论 ①含量最多的色素是？ ②溶解度最大的色素是？ 【探索新知1】 一、探究实践：绿叶中色素的提取和分离 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） 黄 胡 b a 2. 滤纸条上色素带的分布情况说明了： 叶绿素a 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？ 【例1】下列关于用新鲜菠菜进行色素提取和分离实验的叙述,正确的是(　　) A.研磨叶片后立即加入CaCO3可防止破坏叶绿素 B.不加SiO2也可以提取出4种光合作用色素 C.加入大量无水乙醇会使色素条带数目变少 D.层析结果发现蓝绿色色素带高于橙黄色色素带 对点练习 B 对点练习 【例2】下列关于绿叶中色素的提取和分离实验的相关说法，正确的是 (　　) A.提取色素时需使用体积分数为75%的乙醇 B.滤纸条上含量最多的叶绿素a呈现黄绿色 C.叶绿素在层析液中的溶解度比类胡萝卜素大 D.研磨时若不加入碳酸钙,得到的色素带可能只有两条 D (1)滤纸条上色素带颜色较浅: ①未加二氧化硅,研磨不充分; ②加入无水乙醇的量过多; ③实验材料中色素含量较少。 (2)滤纸条上最下面的两条色素带颜色较浅: ①未加碳酸钙或加入量过少,叶绿素被破坏; ②实验材料(如泛黄的叶片)中叶绿素的含量较少。 (3)滤纸条上色素带重叠: ①滤液细线不直; ②滤液细线过粗。 (4)滤纸条上看不见色素带: ①忘记画滤液细线; ②滤液细线触及层析液,色素溶解到层析液中。 拓展延申 实验中异常实验现象原因分析 探索新知 二 捕获光能的色素 【探索新知2】 二、捕获光能的色素 【任务①】 分析资料，总结两大类色素的吸收光谱： 资料1：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，如图1所示。 太阳光 （白光） 三棱镜 光屏 资料2：白光通过类胡萝卜素或叶绿素的吸收后，再由三棱镜折射出的光如图2/图3所示，说明什么？ 类胡萝卜素 类胡萝卜素主要吸收 ； 叶绿素主要吸收 。 蓝紫光 叶绿素 红光和蓝紫光 光是一种电磁波，分为可见光和不可见光。可见光的波长是400-760 nm。不同波长的光，颜色不同。 一般情况下，色素吸收的光都是可见光。而对红外光和紫外光等不吸收。 学科交叉 光合色素吸收光谱 （课本P99右下角） 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。 叶绿素主要吸收蓝紫光和红光。 1.下图实物为什么是红色的 ？ 2.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，应选用哪种颜色的灯泡来补光？ 能使用绿色光源吗？为什么？ 思维拓展 生活中的现象解释 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。 当不提及光照强度时，使用 光的植物光合速率高； 如使用同等强度的光时，则使用 光的植物光合速率高。 白 蓝紫 由于叶绿素的分解和类胡萝卜素(或液泡中的色素)的显现。 不能，光合色素几乎不吸收绿光！ 这些光合色素存在于细胞中什么部位呢？ 3.秋季枫叶由绿色变为黄色(或红色)是什么原因？ 探索新知 三 叶绿体的结构适于进行光合作用 【探索新知3】 三、叶绿体的结构适于进行光合作用 【任务②】 结合课本，解决问题： 1.结构：在 显微镜下，可以看到叶绿体由 层膜包被，内部有许多 。每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成，这些囊状结构称为 。 2.物质分布：吸收光能的四种色素分布在 上。 3.叶绿体是如何拓展受光面积的？ 叶绿体内有众多的基粒和类囊体，极大地拓展了受光面积。 电子 双 基粒 类囊体 类囊体的薄膜 叶绿体除吸收光能外，还有什么功能呢？ 【探索新知3】 三、叶绿体的结构适于进行光合作用 【任务③】 阅读课本P100资料，回答问题： 资料1：恩格尔曼把载有水绵(叶绿体呈螺旋带状分布)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，发现细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中；如果把装置放在光下，细菌则分布在叶绿体所有受光的部位。接着，用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。 资料2：在类囊体膜上和叶绿体基质中，含有多种进行所必需的酶。 1.恩格尔曼第一个实验的结论是什么? 2.好氧细菌的分布情况说明了什么? 3.综合上述，你认为叶绿体具有什么功能? 好氧细菌 水绵 好氧细菌 叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。 叶绿体是光合作用的场所 叶绿体吸收较多的光是红光和蓝紫光。 对点练习 1.下列有关恩格尔曼的实验，说法错误的是（ ） A.水绵的叶绿体呈螺旋带状分布，不利于观察； B.将临时装片放在没有空气的小室内，可排除空气中氧气的干扰。 C.用极细的光束照射，使叶绿体形成有光和无光部位，相当于一组对比实验。 D.把载有水绵的临时装片又暴露于光下，可以和黑暗条件下用极细的光束照射进行对照，进一步明确实验结果是由光照射到叶绿体引起的。 A 教材P101 练习与应用 × √ A × 我国空间站上的太空菜园里种植着各种蔬菜，太空菜园展示了航天事业的伟大与神奇，相信未来我国航天事业将取得更大成就。 与生活的联系 太空种菜 叶绿体的结构 原理 过程 易溶于有机溶剂 取材→研磨→过滤→收集 在层析液中的溶解度不同，溶解度高的扩散速度快 制备滤纸条→画滤液细线→分离色素 叶绿素 类胡萝卜素 叶绿素b 叶黄素 胡萝卜素 光合作用的场所 提取 分离 叶绿体的功能 决定 基粒 内膜 外膜 基质 平滑 吸收光能 功能 色素 结果 叶绿素a 种类 3/4 1/4 网络构建 捕获光能的色素和结构 下节课前提问 1.提取色素的原理：绿叶中的色素能溶解在有机溶剂 中； 2.分离色素的原理：不同色素在 中的溶解度不同从而随着层析液在滤纸上的扩散而分开（分离色素的方法称为 法）。 3.二氧化硅有助于________；碳酸钙防止___________________; 4.色素的种类和作用： __________________主要吸收蓝紫光和红光； __________________主要吸收蓝紫光； 5.吸收光能的色素分布在____________上； 6.光合作用所需的酶的分布在 和 中。 无水乙醇 研磨充分 色素(叶绿素)被破坏 胡萝卜素、叶黄素 叶绿素a、叶绿素b 类囊体薄膜 捕获光能的色素和结构 类囊体薄膜上 叶绿体基质 层析液 纸层析 Lavf58.76.100 Lavf58.76.100 Lavf58.76.100 Lavf58.76.100 Lavf58.76.100 Lavf58.76.100 Lavf58.76.100 Lavf58.76.100 $$