5.4.1光合作用与能量转化课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

5.4光合作用与能量转化 5.4.1捕获光能的色素和结构 细胞生命活动的主要能源物质 ； 生物体良好的储能物质 ； 植物细胞内特有的储能物质 ； 动物细胞中特有的储能物质 ； 细胞生命活动的直接能源物质 。 葡萄糖 脂肪 淀粉 糖原 前情回顾：和能量有关的物质 任何动物的生命活动都需要能量，我们学习过哪些和能量相关的物质有哪些？ ATP 叶片中不含绿色色素的白化苗，待种子中储存的养分耗尽就会死去。 由此可见，叶片中的色素可能与捕获光能相关。 实验探究：绿叶中色素的提取和分离 1.如何才能将色素从细胞中提取出来？ 思考 色素在哪里？ 2.用什么溶剂来溶解释放出来的色素？ 思考 色素的化学性质？ 实验原理：叶绿体中的色素是脂溶性分子，能够溶解在 。 有机溶剂无水乙醇 3.色素溶解出来后可能受到什么物质的破坏？如何保护色素？ 研磨破碎细胞才能释放出色素。 向研钵中加入SiO2有助于充分研磨。 液泡中释放的酸性物质会破坏色素结构，因此加入 以保护色素。 CaCO3 实验探究：绿叶中色素的提取和分离 第一步：剪碎 注意：避开主叶脉 原因：不易研磨且色素含量少 第二步：研磨 向研钵中加入 和 迅速充分研磨。 少许SiO2 5-10ml无水乙醇 第三步：过滤 将研磨液迅速倒入玻璃漏斗，用单层尼龙布进行过滤。将绿叶收集到试管中，及时用棉塞将试管口塞严。 实验探究：绿叶中色素的提取和分离 分离色素的方法： 纸层析法 分离色素的原理： 不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的扩散得快，溶解度低的扩散得慢。 用干燥的定性滤纸制备滤纸条, ，在距离剪角一端1cm处用铅笔画一条细的横线。 将适量的层析液倒入试管中将滤纸条轻轻插入层析液中，用棉塞塞紧试管口。 沿铅笔线画出一条细线，用毛细管吸取少量滤液沿着细线画，待干后重复2次（也可用盖玻片蘸取滤液压出细线） 剪去两角 制备滤 纸条 画滤液 细线 分离色素 实验探究：绿叶中色素的提取和分离 1．滤纸条为什么要减去两角？ 2．滤液细线的划线原则是什么？待滤液干后，再重画一到两次的目的是什么？ 防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快，剪去两角可使层析液同步到达滤液细线。 画滤液细线的原则是细、直、齐。待滤液干后，再重画一到两次可以增加滤液细线中色素的含量。 3．为何滤液细线不能触及层析液？ 防止色素溶解在层析液中而不能在滤纸上扩散。 实验探究：绿叶中色素的提取和分离 实验结果分析 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） 色素条带的宽度代表含量的高低 叶绿素a＞叶绿素b＞叶黄素＞胡萝卜素 色素条带的位置代表溶解度的大小 胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a＞叶绿素b 参照标准 光合色素的提取与分离实验结果异常情况 异常① 异常② 异常③ (1)四条颜色均过浅 ②未加SiO2，研磨不充分。 ①菠菜叶不新鲜。 ③加的无水乙醇过多，色素溶液浓度小。 ①叶片是黄叶或老叶。 ②未加CaCO3，导致叶绿素被破坏。 ③色素放置时间过长，导致叶绿素分解。 (2)叶绿素较浅或没有 (3)看不到色素带 ①提取液使用蒸馏水，而不是无水乙醇。 ②滤液细线接触层析液，色素溶解到层析液中。 圆形滤纸层析法 操作 结果 实验装置创新 色素的功能 1. 一般情况下，光合作用吸收的光是 。 叶绿素主要吸收 ；类胡萝卜素主要吸收 。 可见光（波长400-700nm） 蓝紫光和红光 蓝紫光 2. 光合色素对不同可见光的吸收率虽有差异，都可用于光合作用。 1.温室或大棚种蔬菜时，应该选红色、蓝色还是无色的大棚塑料薄膜？为什么？ 应选无色的大棚塑料薄膜。因为太阳光由七色光组成，用无色的大棚塑料薄膜，植物可以获得更多的光能。 2.阴天时，为了增加蔬菜的产量，在功率相同的情况下，应选择什么颜色(“蓝紫光和红光”或“白光”)的照明灯为蔬菜补充光源？为什么？ 应选择蓝紫光和红光。因为在照明灯功率相同的情况下，选用蓝紫光和红光的照明灯补充光源，植物利用光能的效率更高。 与生活实践的联系 3.叶片呈绿色的原因？秋天叶片变黄的原因？ 秋天，叶绿素降解，同时枫叶液泡内的花青素使叶片显现出红色；花朵的颜色也是由于液泡中的色素导致的。 4.枫叶秋天变红色的原因？花朵呈现五颜六色的原因？ 在低温的影响下，叶绿素逐渐被分解，而类胡萝卜素较为稳定，使叶片呈现出黄色。 与生活实践的联系 5.韭菜和韭黄的区别是什么？如何形成的？ 韭黄缺少叶绿素，是在遮光的条件下形成的，叶绿素的合成需要光照。 ➊光照 光照是影响叶绿素合成的主要因素，植物在黑暗中一般不能合成叶绿素，因而叶片发黄。 ➋温度 低温时叶绿素分子易被破坏，因而秋天叶片变黄。 ➌ 矿质元素 缺Mg等矿质元素乏将导致叶绿素无法合成叶片变黄。 影响叶绿素合成的因素 14 ② ① ③ ④ (1)写出图中的①②③④所代表的结构： ①______________________ ②______________________ ③____________________ ④____________________ (2)叶绿体是如何增大生物膜面积的? 叶绿体含有众多的基粒和类囊体,极大地扩展了生物膜面积。 (3)进行光合作用所必需的色素分布在叶绿体的哪些结构中? 类囊体薄膜上。 叶绿体内膜、外膜 叶绿体基质 基粒 类囊体 知识回顾：叶绿体的结构 实验验证：叶绿体的功能 1. 实验材料：水绵 ①真核生物 ②其叶绿体呈螺旋带状，有利于观察 （一）验证：叶绿体是光合作用的场所 2. 因变量及观察指标： 是否产生O2，用好氧菌的分布进行观察。 实验验证：叶绿体的功能 极 细 光 束 均匀光照 1. 自变量： 2. 因变量及观察指标： 是否产生O2，用好氧菌的分布进行观察。 验证：叶绿体是光合作用的场所 3. 结果及结论 结果：叶绿体的受光部位可以产生氧气； 结论：叶绿体可以吸收光能用于光合放氧，是光合作用的场所。 叶绿体的受光情况 实验验证：叶绿体的功能 验证：叶绿体是光合作用的场所 因为水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在此波长光的照射下，叶绿体会释放氧气，需氧细菌在此区域集中分布。 为什么大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域呢？ 【P101拓展应用1】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? 不同颜色的藻类吸收不同波长的光，而到达深水层的光线是短波长的光，因此，吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方。 比较项目 光合色素 细胞液色素 存在部位 叶绿体 液泡 溶解性 脂溶性 水溶性 代表种类 类胡萝卜素和叶绿素 花青素 颜色 橙黄、黄、绿 红、蓝、紫 颜色变化 不随pH改变变化颜色 随pH改变变化颜色 【拓展】 植物色素 $