5.4.1光合作用和能量转化 第一课时课件-2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

光合作用是最伟大的魔术 ——居里夫人 光合作用是捕获和转化光能的唯一生物途径。 绿色植物通过光合作用制造的有机物和氧气，滋养了地球上亿万生灵。 微信公众号：中学生物科学，欢迎关注！ 第五章 细胞的能量供应和利用 第4节 光合作用与能量转化 (第一课时) 你参观或听说过植物工厂吗？植物工厂在人工精密的控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成分条件下，生产蔬菜和其他植物。有的蔬菜工厂完全依赖LED灯等人工光源，其中常见的是红色、蓝色和白色光源。 智慧植物工厂（视频） 情境视频一 问题1: 靠人工光源生产蔬菜有什么好处？ 可以避免由于自然环境中光照强度不足导致光合作用强度低而造成的减产。同时，人工光源的强度和不同色光是可以调控的，可以根据植物生长的情况进行调节，以使蔬菜产量达到最大。 问题2: 那么植物用于捕获光能的结构和物质是什么呢？ 一、捕获光能的色素 白化苗不能进行光合作用，无法制造有机养料。 叶片作为高等植物进行光合作用的主要器官通常都是绿色的，说明其中有绿色的色素。 问题3: 可见，叶片中的色素与光能的捕获有关。绿叶中有哪些色素呢？ 滤纸条一端为什么要剪去两角？画滤液细线时应注意什么？为什么不能让滤液细线触及层析液？ 将滤液收集到试管中后，为什么要用棉塞将试管口塞严？ 色素提取和分离的原理分别是什么？研磨过程中加入无水乙醇、SiO2、CaCO3的作用是什么？ 画出滤纸条上的色素带，总结出绿叶中色素的种类和含量？ 2 3 4 1 一、捕获光能的色素 合作探究一：请自主阅读课本P98-99页，小组合作完成以下问题。 5 一、捕获光能的色素 绿叶中色素的提取和分离 实验 1.实验原理： 提取原理： 提取方法： 分离原理： 分离方法： 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。 纸层析法 绿叶中色素在层析液中的溶解度不同。 溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢 实验原理 无水乙醇 一、捕获光能的色素 绿叶中色素的提取和分离 实验 一、捕获光能的色素 绿叶中色素的提取和分离 实验 2.实验步骤： ①研磨 材料:5g鲜叶 药品 SiO2—— 有助于研磨充分 CaCO3 —— 防止色素被破坏 无水乙醇—— 溶解色素 ②过滤：获取绿色滤液（试管口加棉花防挥发） （1）提取色素： 一、捕获光能的色素 绿叶中色素的提取和分离 实验 2.实验步骤： 干燥滤纸 剪两角原因？ 铅笔线 1cm ★要求：细、直、齐 ；待滤液干后，重复1—2次（ ） 积累更多色素 （3）画滤液细线 （2）制备滤纸条 克服边缘效应，使色素带在滤纸条上扩散整齐。 一、捕获光能的色素 绿叶中色素的提取和分离 实验 2.实验步骤： （4）分离绿叶中的色素： 层析液 培养皿 滤液线 ★要求：滤液线不能触及层析液 防止色素溶解在层析液中，无法分离 （防止层析液挥发，因其易挥发且有毒） 一、捕获光能的色素 绿叶中色素的提取和分离 实验 2.实验步骤： （4）分离绿叶中的色素： 叶绿素 类胡萝卜素 (占1/4) (占3/4) 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） 绿叶中光合色素的种类 3.实验结果： 合作探究：请列表从色素颜色、含量、溶解度、扩散速度等方面比较四种光合色素。 一、捕获光能的色素 绿叶中色素的提取和分离 实验 一、捕获光能的色素 绿叶中色素的提取和分离 实验 4.实验结果分析： 色素种类 色素含量 扩散速度 溶解度 类胡萝卜素 含量约1/4 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素 含量约3/4 叶绿素a 叶绿素b 最少 较少 最多 较多 最快 较快 较慢 最慢 最大 较大 较小 最小 绿叶中色素的种类 色素的功能： 吸收、传递、转化光能 一、捕获光能的色素 情景材料二 太阳光是由不同波长的光组合成的复合光，不同波长的光，颜色不同，可见光的波长是400-760nm；波长小于400nm的光是紫外光；波长大于760nm的光是红外光。 问题5: 四种光合色素吸收的是什么光？ 四种光合色素对光的吸收有差别吗？ 叶绿素溶液 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 色素提取液 【四种色素对光的吸收】 一、捕获光能的色素 类胡萝卜素 色素提取液 【四种色素对光的吸收】 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 一、捕获光能的色素 色素溶液 测定色素对不同波长光的吸收情况，而色素颜色由其反射的光所决定。 结论： 一般情况下，光合作用吸收的光是可见光。叶绿素主要吸收蓝紫光和红光；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。 400 500 600 700 叶 绿 素 a 叶 绿 素 b 类胡萝卜素 一、捕获光能的色素 一、捕获光能的色素 问题6: 植物工厂中利用的人工光源主要是红色、蓝紫色和白色的光源，为什么不用绿光？ 选无色透明的塑料薄膜，为了让各种波长的太阳光都穿过塑料薄膜，即让植物吸收更多的光能；大棚内照明灯在功率相同的情况下，最好选红光和蓝紫光。 一、捕获光能的色素 问题7: 为什么大多植物的叶片是绿色的？ 与生活的联系 正常叶片中叶绿素和类胡萝卜素含量的比例为3∶1，且对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以正常叶片总是呈现绿色。 秋天温度降低，叶绿素分子在低温下易被破坏，而类胡萝卜素较稳定，叶片显示出类胡萝卜素的颜色，叶片变黄。 问题8: 为什么许多植物到了秋天叶子会变黄？ 叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来 极 细 光 束 均匀光照 水绵 好氧细菌 极细光束照射 完全曝光 黑暗 无空气 好氧细菌集中于叶绿体被光束照射的部位 好氧细菌分布于叶绿体所有受光部位 结论： 叶绿体光合作用释放氧气。 二、叶绿体的结构和功能 1.恩格尔曼实验一： 三棱镜 结论： 照射水绵 好氧细菌聚集在红光和蓝紫光的区域 叶绿体主要吸收红光与蓝紫光用于光合作用放出O2。 二、叶绿体的结构和功能 2.恩格尔曼实验二： 资料2 :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。 叶绿体是进行光合作用的场所 极 细 光 束 均匀光照 （1）叶绿体的形态(光镜下) 一般呈扁平的椭球形或球形。 （2）叶绿体的结构(电镜下) (1)光合作用的酶分布在基粒的类囊体薄膜上和基质中。 (2)众多的基粒和类囊体，极大得扩展了受光面积，扩大色素和酶的附着位点。 （3）叶绿体的功能 进行光合作用的场所 内膜 DNA 基质 核糖体 类囊体 外膜 基粒 二、叶绿体的结构和功能 3.叶绿体结构与功能相适应： 问题10: 光合作用一定发生在叶绿体内吗？ 问题9: 叶绿体适于进行光合作用的结构特点？ 光合作用与能量转化 绿叶中色素的提取和分离 叶绿体的结构适于进行光合作用 实验原理 实验过程 实验结论 无水乙醇，层析液 叶绿素 类胡萝卜素 红光 蓝紫光 蓝紫光 色素 叶黄素 胡萝卜素 叶绿素a 叶绿素b （蓝绿色） （黄绿色） （橙黄色） （黄色） 含量约占3/4 含量约占1/4 形态: 结构: 功能: 叶绿体是进行光合作用的场所 课堂小结 捕捉光能的色素在细胞中的哪个部位？ 23 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.0 Lavf57.83.100 Lavf58.41.100 $