5.4 捕获光能的色素第1课时课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

绿叶海蛞蝓（软体动物） 绿叶海蛞蝓会从吃下去的藻类中摄取叶绿体，并将其储存在体内，使身体呈现绿色，通过光合作用为自己制造有机物，无需进食即可存活下来。 衡阳市第八中学HENYANG NO.8 HIGH SCHOOL 生物的奥妙超乎想象；绿叶海蛞蝓通过“窃取”藻类中的叶绿体获得光合作用能力。 光合作用必须依靠色素将光能转化为化学能 1 第5章 光合作用与能量转化 第1课 捕获光能的色素和结构 衡阳市第八中学HENYANG NO.8 HIGH SCHOOL 衡阳市第八中学HENYANG NO.8 HIGH SCHOOL 实验探究 捕获光能的色素提取和分离 衡阳市第八中学HENYANG NO.8 HIGH SCHOOL 提取原理： 分离原理: 不同色素在层析液中的溶解度不同：溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。 ——纸层析法 绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中。 实验原理 色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开。 衡阳市第八中学HENYANG NO.8 HIGH SCHOOL 4 实验过程 衡阳市第八中学HENYANG NO.8 HIGH SCHOOL 5 1、提取绿叶中的色素 实验过程 称取5g绿叶剪去主叶脉，剪碎 迅速充分研磨 SiO2+CaCO3+无水乙醇 叶脉无叶绿体，不含色素 SiO2有助于研磨充分 CaCO3防止色素被破坏 减少酒精挥发 保证色素溶出 衡阳市第八中学HENYANG NO.8 HIGH SCHOOL 6 1、提取绿叶中的色素 实验过程 将研磨液经过尼龙布过滤 收集滤液，塞紧试管口 防止酒精挥发和色素氧化 衡阳市第八中学HENYANG NO.8 HIGH SCHOOL 7 干燥滤纸：色素均匀扩散，更好分离 铅笔画线 实验过程 2、分离绿叶中的色素— 制备滤纸条 剪去两角：防止层析液在边缘扩散过快，使色素在滤纸上扩散均匀 衡阳市第八中学HENYANG NO.8 HIGH SCHOOL 8 实验过程 2、分离绿叶中的色素— 画滤纸细线 细、直、齐：使分离的色素带平整、不重叠 晾干重复画线：积累更多的色素，使色素带清晰 衡阳市第八中学HENYANG NO.8 HIGH SCHOOL 9 不能让滤液细线触及层析液： 防止色素溶解在层析液中，导致实验失败观察不到色素带 棉塞塞紧试管口：防止层析液中的成分挥发(丙酮、苯等成分有毒) 实验过程 2、分离绿叶中的色素 衡阳市第八中学HENYANG NO.8 HIGH SCHOOL 10 （橙黄色） （黄色） （蓝绿色） （黄绿色） 类胡萝卜素 叶绿素 1、色素带的位置说明什么问题？ 2、色素带的宽窄说明什么问题？ 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 含量约占3/4 含量约占1/4 实验结果 衡阳市第八中学HENYANG NO.8 HIGH SCHOOL 11 色素种类 色素颜色 色素含量 溶解度 扩散速度 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 橙黄色 黄色 蓝绿色 黄绿色 最少 最多 较多 较少 最低 最高 较高 较低 最慢 最快 较快 较慢 衡阳市第八中学HENYANG NO.8 HIGH SCHOOL 12 实验中的材料试剂及操作目的 过程 操作内容 操作目的 提 取 色 素 材料 新鲜、深绿叶片 试剂 二氧化硅 碳酸钙 无水乙醇 关键 步骤 迅速、充分研磨 滤液试管口加棉塞 单层尼龙纱布过滤 分 离 色 素 试剂 层析液 关键 步骤 滤纸条一端剪去两角 滤液细线重复画若干次，且要求细、直、齐 滤液细线不能触及层析液 使滤液中色素含量高 利于绿叶的充分研磨 防止研磨过程中色素被破坏 溶解色素 提取较多色素、防止溶剂挥发 防止溶剂挥发，色素氧化 防止色素吸附在滤纸上 分离色素 防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快 使分离的色素带平整，不重叠 防止色素溶解到层析液中 衡阳市第八中学HENYANG NO.8 HIGH SCHOOL 如果在圆形滤纸的中央点开始，对叶绿体的色素进行层析，会看到什么现象？ 会出现四个同心圆的色素带，从外往里依次为_____________________________________________________ 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 拓展实验 衡阳市第八中学HENYANG NO.8 HIGH SCHOOL 若色素带颜色较浅，其原因有： ①选材不当，未选择新鲜绿叶 ②加入的无水乙醇过多，导致色素溶液浓度小 ③未加碳酸钙或加入的过少，色素分子（主要是叶绿素）部分破坏 ④研磨不充分或研磨速度太慢，乙醇挥发，色素未能充分提取出来 ⑤划滤液细线次数太少，滤纸条上色素含量少 ⑥层析时，部分滤液细线已触及层析液 现象分析 衡阳市第八中学HENYANG NO.8 HIGH SCHOOL (3)滤纸条色素带重叠: (2)滤纸条看不到色素带: ①忘记画滤液细线; ②滤液细线接触到层析液,且时间较长,色素全部溶解到层析液中。 未加碳酸钙导致叶绿素被破坏。 滤液细线未达到细、直、齐的要求,使色素扩散不一致造成的。 (4)滤纸条只有类胡萝卜素色素带: 现象分析 衡阳市第八中学HENYANG NO.8 HIGH SCHOOL 联系实际：为什么植物春夏叶子翠绿?而深秋则叶片金黄呢？枫叶却是“万山红遍”？ 衡阳市第八中学HENYANG NO.8 HIGH SCHOOL 色素与叶片的颜色 正常 绿色 正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例约为3∶1，且对绿光吸收最少，所以正常叶片总是呈现绿色 叶色 变黄 寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，显示出类胡萝卜素的颜色，叶子变黄 叶色 变红 秋天降温时，植物体为适应寒冷，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶子呈现红色 衡阳市第八中学HENYANG NO.8 HIGH SCHOOL 阳光是由不同波长的光组成组合成的复合光，在穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带，称为光谱。 分别让不同颜色的光照射色素溶液就可以得到色素溶液的吸收光谱。 图：自然光通过三棱镜 图：自然光经过色素提取液后通过三棱镜 现象：光屏出现明显的色光带 色光带变暗，蓝紫光和红光大部分被吸收 光合作用与能量转化(共80张PPT) 色素的作用： 吸收光能 衡阳市第八中学HENYANG NO.8 HIGH SCHOOL 光是一种电磁波； 可见光的波长是400-760nm； 不同波长的光，颜色不同； 波长小于400nm的光是紫外光； 波长大于760nm的光是红外光； 一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光； 实验结果表明：叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，这4种色素吸收的光波长有差别，但是都可以用于光合作用。 叶绿体除吸收光能外，还有什么功能呢？ 吸收、传递和转化光能 衡阳市第八中学HENYANG NO.8 HIGH SCHOOL 生产生活：如何增产？ 1.冬季时，为了增加蔬菜的产量，应该选择红色、蓝色还是无色的大棚塑料薄膜？为什么？ 提示：无色。由于太阳光由七色光组成，所以用无色透明的塑料薄膜，植物获得的光能更多。 2.阴天时，为了增加蔬菜的产量，在功率相同的情况下，应该选择什么颜色(蓝紫光或红光/白光)的照明灯为蔬菜补充光源？为什么？ 提示：蓝紫光或红光。在照明灯功率相同的情况下，用发蓝紫光或红光的照明灯，植物利用光能的效率最高。 衡阳市第八中学HENYANG NO.8 HIGH SCHOOL 21 恩格尔曼在证明了光合作用的放氧部位是叶绿体后，紧接着又做了一个实验：他用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，结果见下图： 如何解释好氧细菌主要聚集在红光和蓝紫光照射的水绵细胞附近？ 衡阳市第八中学HENYANG NO.8 HIGH SCHOOL 将可见光通过三棱镜后照射到绿色植物叶片的某种色素提取液上，可获得该吸收光谱(图中的数字表示光的波长，单位为nm，暗带表示溶液吸收该波长的光后形成的光谱)。则该色素是 A.类胡萝卜素 B.叶黄素 C.胡萝卜素 D.叶绿素a D 衡阳市第八中学HENYANG NO.8 HIGH SCHOOL 绿叶 叶绿体 类囊体 外膜 内膜 基粒 叶绿体由双层膜包被，内部有基许多基粒。每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成，这些囊状结构称之为类囊体。 吸收光能的4种色素就分布在类囊体的薄膜上，极大的扩展了受光面积，提供了酶附着位点。 叶绿体基质和类囊体膜上含有光合作用有关的酶。 基质 二 叶绿体的结构与功能 衡阳市第八中学HENYANG NO.8 HIGH SCHOOL 24 1880年，美国科学家恩格尔曼 黑暗处用极细光束照射 暴露在光下 1、恩格尔曼第一个实验的结论是什么？ 氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。 衡阳市第八中学HENYANG NO.8 HIGH SCHOOL 1、选材：（1）水绵具有细长的带状叶绿体，易于观察现象。 （2）好氧细菌的利用，准确显示出氧气产生的部位。 2、设计：黑暗无空气的设计，排除了氧气和光的干扰。 4、进行黑暗(局部光照)和曝光对比实验，从而明确实验结果完全是光照引起的。 3、极细的光束照射：叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验。 恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处？ 叶绿体的功能 衡阳市第八中学HENYANG NO.8 HIGH SCHOOL 26 海洋中的藻类，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布大致依次是浅、中、深。这种现象与光能的捕获有关吗？ 思维拓展 思考·讨论 教材P101 绿藻：反射绿光 红藻：反射红光 褐藻：反射红黄光 衡阳市第八中学HENYANG NO.8 HIGH SCHOOL 藻类中色素种类及光在海水中的分布 藻类 含量最多的色素 水层及主要存在的光 绿藻 褐藻 红藻 存在红光和蓝紫光 存在绿光和蓝紫光 叶绿素——主要吸收红光和蓝紫光，反射绿光 叶黄素——主要吸收绿光蓝紫光，反射红黄光 藻红素——主要吸收蓝紫光, 反射红光 存在蓝紫光 浅水层 中水层 深水层 水对红、橙光的吸收比对蓝、绿光的吸收要多，即到达深水层的光线是短波长的光 吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的褐藻分布于海水中层，吸收蓝紫光较多的红藻分布于海水深层。 衡阳市第八中学HENYANG NO.8 HIGH SCHOOL $$