5.4捕获光能的色素和结构第一课时课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

课前背诵 课前准备：准备越充分，学习越高效 背：土壤板结后，及时松土透气的原因 背：农田长时间水淹，根系发黑腐烂的原因 背：储存果蔬、粮食的方法（温度、氧气、CO2、湿度） 光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。 有人称为“地球上最重要的化学反应” 植物工厂 5.4 光合作用和能量转化 一 捕获光能的色素和结构 1.通过阅读课本P98内容，分析绿叶中色素的提取和分离的实验原理、步骤、结果 2. 通过阅读课本P99内容，记住色素的种类、含量和吸收光谱 3.通过阅读课本100-101和图5-13，理解叶绿体的结构与其功能相适应的特点 学习目标 1.实验原理 （1）提取原理:绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂_____________中。 （2）分离原理:各种色素在___________中的__________不同,溶解度高的随层析液在滤纸条上的_____________,反之则慢。 无水乙醇 层析液 溶解度 扩散更快 2.实验方法 （1）提取方法：过滤法 （2）分离方法：纸层析法 探究·实践：绿叶中色素的提取和分离 （脂溶性色素） 5 探究·实践：绿叶中色素的提取和分离 3.实验步骤： （1）提取绿叶的色素 称取5g新鲜绿叶，剪碎，放入研钵中。 向研钵中放入少量二氧化硅（有助于研磨充分）和碳酸钙（可防止研磨中色素被破坏），再加入10mL无水乙醇（溶解色素，少量、分次加入），迅速、充分研磨（提取较多色素、防止溶剂挥发）。 6 探究·实践：绿叶中色素的提取和分离 将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中(单层尼龙布)进行过滤。 收集滤液，用棉塞塞严（目的是防止乙醇挥发和色素氧化）。 用单层尼龙纱布过滤而不用滤纸: 防止色素吸附在滤纸上 7 探究·实践：绿叶中色素的提取和分离 (2)制备滤纸条 干燥的定性滤纸 避免层析液在边缘扩散过快（边缘效应），使其同步到达细线 将滤纸剪成能放入烧杯中的滤纸条 在滤纸条一端剪去两角 在距去角一端1 cm处用铅笔画一条细的横线 铅笔线 剪两角 8 (3)画滤液细线 将滤液倒入培养皿，用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀画出一条细线。 等滤液干后再画一到两次。 为了积累更多的色素，使分离后的色素带更明显 ★要求：细、直、齐 ；重复2—3次 探究·实践：绿叶中色素的提取和分离 9 (4)分离绿叶中的色素 将滤纸条有滤液细线的一端插入_____________。 1、为何滤液细线不能触及层析液？ 2、为何要盖上培养皿？ 防止色素溶解在层析液中 防止层析液挥发，因其易挥发且有毒 层析液 探究·实践：绿叶中色素的提取和分离 10 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 叶片要新鲜、深绿 试剂 二氧化硅 碳酸钙 无水乙醇 关键 步骤 研磨要迅速、充分 盛滤液的试管口加棉塞 用单层尼龙纱布过滤而不用滤纸 分 离 色 素 试剂 层析液 关键 步骤 滤纸条的一端剪去两角 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 为何要盖上培养皿 使滤液中色素含量高 利于绿叶的充分研磨 防止研磨中色素被破坏，主要保护叶绿素 溶解色素 提取较多色素、防止溶剂挥发 防止溶剂挥发 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 使分离的色素带清晰 防止色素溶解到层析液中 防止层析液挥发，因其易挥发且有毒 种类 颜色 含量 溶解度 扩散速度 胡萝卜素 最快 最高 最少 橙黄色 黄色 较少 较高 较快 较低 最多 蓝绿色 叶绿素a 叶黄素 黄绿色 较多 最低 最慢 较慢 叶绿素b 实验结果 类胡萝卜素 （含量约1/4） 叶绿素 （含量约3/4） 异常现象的分析 1.若色素提取液呈淡绿色的，其原因有 ： ①选取的叶片颜色不是浓绿色或称取的绿叶过少或放置数天的菠菜叶，色素含量少； ②加入的无水乙醇过多，色素溶液浓度小； ③未加碳酸钙或加入的过少，色素分子部分破坏； 提取液 ④研磨不充分，色素未能充分提取出来。 异常现象的分析 3.提取色素挺成功，但是滤纸条上没有色素带 ②层析时滤液细线触及层析液，色素溶解于层析液中 2.若色素带颜色较浅，其原因有 ： ⑤划滤液细线的次数太少，滤纸条上的色素含量少； ⑥层析时，部分滤液细线已触及层析液。 同上4点 ①忘记画滤液细线； 色素带 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。 绿叶中色素的作用：吸收光能 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 现象：色光带变暗 这4种色素对光的吸收有什么差别？ 叶绿素主要吸收 类胡萝卜素主要吸收 温室大棚，在阴天补光，为什么不用发绿光的光源？ 红光和蓝紫光 蓝紫光 绿色光源发出绿色的光，这种波长的光线不能被光合色素吸收，因此无法用于光合作用中制造有机物。 可见光P99学科交叉 绿叶中色素吸收光能情况 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。 小组讨论，问题探究 17 捕获光能的色素存在于哪里？ 类囊体 内膜 基粒 基质 外膜 双层膜 扩展了受光面积 4种色素 （类囊体薄膜） 叶绿体除吸收光能外，还有什么功能呢？ ：含有少量DNA、 RNA和核糖体 需氧细菌只向叶绿体被 到的部位集中。 选材： 水绵、需氧细菌 选材上有什么巧妙之处？ ①水绵——叶绿体呈螺旋式带状，便于观察 ②需氧细菌——可确定释放氧气多的部位； 需氧细菌分布在 。 极细光束 完 全 光 照 黑暗 无氧 极细光束照射 叶绿体所有 受光部位 实验设计的巧妙之处？ 实验结论： 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。 没有空气的环境：排除了氧气的干扰。 用极细的光束点状投射：叶绿体上可分为获得光照和无光照的部位，相当于一组对照实验。 进行黑暗(局部光照)和完全暴露在光下的对照实验：明确实验结果完全是由光照引起的等。 资料1：恩格尔曼实验一 19 三棱镜 照射水绵 好氧细菌聚集在红光和蓝紫光的区域 资料1：恩格尔曼第二个实验 叶绿体的色素主要吸收红光和蓝紫光进行光合作用，在此波长的光照射下，产生的氧气多，故需氧细菌聚集。 思考：为什么大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域？ 结论： 叶绿体能吸收光能（主要是红光和蓝紫光）用于光合放氧 功能： 是光合作用的场所 (1)结构 外表 ①_______ 内部 ②_____ ③_____：由_______堆叠而成 (2)功能：进行___________的场所。 双层膜 基质 基粒 类囊体 光合作用 (3)结构基础 在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的_________。 在_____________上和____ __________中，还有许多进行光合作用所必需的酶。 色素分子 类囊体膜 叶绿体基质 在类囊体膜上和叶绿体基质中，含有多种进行光合作用所必需的酶。 决定 提取色素时加碳酸钙的目的是使研磨更充分(　　) 研磨后要迅速加入碳酸钙，保护叶绿素不被破坏（ ） 绿叶中含量越多的色素，其在滤纸条上扩散得越快(　　) 叶绿素a和叶绿素b只吸收红光和蓝紫光(　　) 植物叶片之所以呈现绿色，是因为叶片中的叶绿体吸收了绿光(　　) 叶绿体中只有叶绿素吸收的光能才能用于光合作用（ ） 叶绿体的类囊体上有巨大的膜面积，有利于充分吸收光能（ ） 没有叶绿体的生物无法进行光合作用(　　) 有些植物细胞的液泡中也含有色素（ ） 所有植物细胞中都含有4中色素（ ） 植物细胞都含有叶绿体(　　) 在真核细胞内，能进行光合作用的色素分布在叶绿体以及液泡中(　　) 判断正误 检 $