5.4光合作用与能量转化第1课时课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

5.4 光合作用和能量转化 第一课时 光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。无论是在植物工厂里，还是在自然界，植物捕获光能要依靠特定的物质和结构。 观察右图所示的玉米幼苗，绿色苗和白化苗哪种不能正常生长？为什么？这说明什么问题？ 白化苗。 因白化苗不能形成叶绿素，无法进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。 这说明，绿色叶片中的色素可能与光能的捕获有关。 绿叶中有哪些色素？ 一、捕获光能的色素 探究·实践 绿叶中色素的提取和分离 1、实验原理 1.色素提取的原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中（萃取法） 2.色素分离的原理：各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸条上扩散得快，反之则慢。（纸层析法） 2、实验目的 1.进行绿叶中色素的提取和分离。 2.探究绿叶中含有集中色素。 3. 实验材料 1.色素提取的材料： ①新鲜的绿叶 ； ②无水乙醇 （可用体积分数95%的乙醇，加入适量无水碳酸钠）； ③碳酸钙；④二氧化硅； ⑤单层尼龙布（过滤）。 2.色素分离的材料： 层析液 （石油醚∶丙酮∶苯=20∶2∶1）； 干燥定性滤纸；毛细吸管等。 4. 实验步骤 4.1色素的提取（萃取法） 称取5g鲜叶，剪碎，放入研钵中 Ⅰ 新鲜深绿的叶子，色素含量高。 加少许的二氧化硅和碳酸钙 与10ml无水乙醇，迅速研磨 Ⅱ 碳酸钙：防止研磨中色素被破坏。 二氧化硅：使研磨充分。 无水乙醇：溶解色素、提取色素。 将研磨液倒入玻璃漏斗中进行过滤(单层尼龙布) Ⅲ 问 能用滤纸代替尼龙布吗？ 不能，色素会吸附在滤纸上。 将滤液收集到试管中，用棉塞塞严。 Ⅳ 棉花塞严：防止溶剂挥发和色素分子被氧化 4.2色素的分离（纸层析法） ①制备滤纸条 将干燥的定性滤纸剪成宽度小于试管直径、长度小于试管长度的滤纸条。 将滤纸条的一端剪去两个角（减少边缘效应，使滤液同时到达滤液细线），并在距这端1cm处用铅笔画一条细的横线。 1cm 铅笔线 要剪去两角 ②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。等滤液干后再重复画一到两次。 “细、直、齐” （增加滤液细线中色素的含量） ③分离色素 层析液 培养皿 将适量的层析液倒入烧杯中，将滤纸条(有滤液细线的一端朝下)轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口（防止层析液挥发）。 注意：不能让滤液细线接触层析液（防止色素溶解在层析液中） ④观察与记录 胡萝卜素（橙黄色） 叶黄素（黄色） 叶绿素a（蓝绿色） 叶绿素b（黄绿色） 从上往下依次是：胡黄 a b （溶解度越高，扩散速度越快，距离越远） 色素含量从多到少依次是：a b 黄胡(看宽度)。 类胡萝卜素 （含量约占1/4） 叶绿素 （含量约占3/4） 思考讨论 1.滤液条色素带颜色过浅 分析出现以下实验现象的原因 4.叶绿素a和叶绿素b对应的色素带变窄，甚至没有 3.滤液条无色素带 2.滤液条色素带重叠 ①研磨不充分，色素未能充分提取出来；②称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小；③未加碳酸钙或加入过少，部分色素分子被破坏等；④绿叶不新鲜，色素被分解；⑤画滤液细线的次数过少；⑥层析液触及到滤液细线，但时间不长。 ①滤液细线不直；②滤液细线过粗。 ①忘记画滤液细线；②层析液触及到滤液细线，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。 受温度下降等因素的影响，叶绿素逐渐分解消失，而类胡萝卜素比较稳定。 1.四位同学，利用新鲜绿色菠菜叶进行叶绿体中色素的提取和分离实验时，得到了四种不同的层析结果。下列分析错误的是 A.甲可能误用蒸馏水作提取液和层析液 B.乙可能是因为研磨时加入无水乙醇过多 C.丙可能是正确操作得到的理想结果 D.丁可能是研磨时未加入CaCO3 课堂检测 2. 分别在A、B、C三个研钵中加2克剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按下表所示添加试剂，经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液，即：深绿色、黄绿色、几乎无色。 处理 A B C SiO2（少量） + + + CaCO3（少量） － + + 95%乙醇（10mL） + － + 蒸馏水（10mL） － + － 注：“+”表示加；“－”表示不加。 （1）A处理得到的溶液颜色是 ，原因是______________ ______。 （2）B处理得到的溶液颜色是 ，原因是________________________。 （3）C处理得到的溶液颜色是 ，原因是____________________ ___。 黄绿色 部分叶绿素受到破坏 几乎无色 叶绿素不溶于水 深绿色 大量叶绿素溶于乙醇中 绿叶中的色素有什么功能呢？ 吸收、传递、转化光能 光合色素吸收什么光？ 太阳光穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带称为光谱。 叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱 叶绿素a和叶绿素b主要吸收 ； 胡萝卜素和叶黄素主要吸收 。 蓝紫光和红光 蓝紫光 分别让不同颜色的光照射色素溶液，得到色素的吸收光谱。 都是利用可见光 绿叶中的色素对绿光吸收最少，从而绿光被反射出了，叶片呈绿色。 1、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？ 选无色透明的塑料薄膜；大棚内照明灯在功率相同的情况下，最好选蓝紫光和红光。 与生活的联系 光合色素一般存在于细胞中的什么部位？ ——叶绿体的结构适于进行光合作用 二、捕获光能的结构 (1)外膜和内膜透明，有利于 的透过。 (2)由 堆叠而成的 ，增大了膜面积。 (3) 的薄膜上分布着能够吸收、传递和转化光能的色素。 (4) 中还含有少量的DNA和RNA。 (5)与光合作用有关的酶分布在 上和 中。 光线 类囊体 基粒 类囊体 叶绿体基质 类囊体的薄膜 叶绿体基质 1.叶绿体的结构（电镜下） 自主学习 叶绿体有什么功能？ 恩格尔曼实验 叶绿体吸收光能用于光合作用释放氧气 恩格尔曼的实验一 结论： 现象：需氧细菌只分布在叶绿体有光束照射的部位。 恩格尔曼的实验二 现象：需氧细菌主要分布在叶绿体蓝紫光和红光照射部位。 叶绿体主要吸收红光和蓝紫光 结论： 1、恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？ 水绵： 叶绿体呈螺旋式带状，便于观察 好氧细菌： 确定释放氧气多的部位 无空气黑暗环境： 排除氧气和光的干扰 极细光束： 叶绿体上可分为光照多和光照少的部位（对比实验） 暴露于光下： 验证实验结果 问题思考 2.从恩格尔曼实验中你能得出什么结论？ 光合作用需要光；光合作用产生氧气；光合作用的场所是叶绿体。 Lavf58.46.101 $$