5.4 课时1 捕获光能的色素和结构课件-2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

5.4 课时1 捕获 光能的色素和结构 人教版 必修一 1.简述绿叶中色素的种类及功能,说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量。 2.科学设计提取和分离色素的实验步骤,注意每个操作步骤的规范性。 3.理解叶绿体的结构,尤其是基粒大大扩展了膜面积,与光合作用的功能相适应。 学习目标 绿叶中的色素有哪些?这些色素有什么作用呢? 宋代范仲淹的《苏幕遮·怀旧》“碧云天,黄叶地，秋色连波,波上寒烟翠。山映斜阳天接水，芳草无情,更在斜阳外。”描绘了一幅秋天的美景。 新课导入 图5-10 正常玉米植株（绿色）和 白化玉米植株（白色） 白化苗叶片不含绿色色素，不能进行光合作用，无法制造有机养料，待种子中储存的养分耗尽就会死亡。 正常幼苗叶片含绿色色素，能进行光合作用制造有机物 这说明叶片中的色素可能与光能的捕获有关 新课导入 一　捕获光能的色素和结构 任务1：绿叶中色素的提取和分离 2.实验目的： （1）进行绿叶中色素的提取和分离。 （2）探究绿叶中含有几种色素。 1.实验原理： 提取原理： 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。 分离原理： 绿叶中的色素都能溶解在层析液中，但不同的色素溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。这样，绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开。 学习活动 绿叶中色素的提取与分离 方法步骤 1.提取绿叶中的色素 ①称取5g的绿叶，剪碎，放入研钵中。 ②放入少许二氧化硅和碳酸钙，再放入10mL无水乙醇，迅速、充分地研磨； 二氧化硅有助于研磨充分；碳酸钙可防止研磨中色素被破坏； 防止无水乙醇挥发；叶绿体能够被充分破坏，使得色素能充分被释放出来。 ③将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤(单层尼龙布)。 用单层尼龙布过滤，过滤叶脉及二氧化硅等并且不吸附色素。 ④收集滤液，封口。 盛放滤液的试管用棉塞塞严，防止无水乙醇的挥发。 6 绿叶中色素的提取与分离 方法步骤 2.制备滤纸条 使层析液在滤纸条上扩散得快。 避免边缘效应，使层析液同步到达细线。 干燥 画铅笔线 剪去两角 3.画滤液细线 要求： 为了积累更多的色素，使分离后的色素带更明显。 重复2—3次： 细、直、齐： 可以防止色素带重叠，使色素带均匀分布在一条直线上。 7 绿叶中色素的提取与分离 方法步骤 4.分离绿叶中的色素 将适量的层析液倒入试管中，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。 也可用小烧杯代替试管，用培养皿盖住小烧杯。 纸层析法 注意： 层析液不能没及滤液线，防止色素溶解在层析液中。 8 绿叶中色素的提取与分离 方法步骤 5.观察与记录 观察试管或小烧杯内滤纸条上出现了几条色素带，以及每条色素带的颜色和宽窄。将观察结果记录下来。 叶绿素(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) 类胡萝卜素(1/4) 9 2.滤纸条上的色素带的分布情况说明了什么？ 讨论： 1.滤纸条上有几条色素带？它们是按照什么次序分布的？ 滤纸条上有4条不同的颜色的色素带，从上到下依次为： 胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)和叶绿素b(黄绿色)。 滤纸条上的色素带说明了绿叶中的色素有4种，他们在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散的快慢也不同。 绿叶中色素的提取与分离 10 绿叶中色素的提取与分离 (3) 写出各种光合色素的含量排序。 提示:色素含量:叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。 叶绿素 类胡萝卜素 （含量约占3/4） （含量约占1/4） 叶绿素a （蓝绿色，含量最高） 叶绿素b （黄绿色，含量第二） 胡萝卜素（橙黄色，含量最低） 叶黄素 （黄色，含量第三） 绿叶中的色素 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、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b 【拓展实验】 光是一种电磁波，分为可见光和不可见光。可见光的波长是400-760 nm。不同波长的光，颜色不同。 任务2：分析光合色素的功能 学习活动 叶绿素溶液 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 类胡萝卜素溶液 学习活动 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 2 光合色素的吸收光谱 学科交叉：叶绿体中的色素只吸收 ， P99， 而对红外光和紫外光等不吸收。 可见光 学习活动 1.温室内自然光照射的情况下,给植物人工补充哪些单色光对增产最有利? 提示:红光、蓝紫光属于对植物光合作用最有效的光,因此可以补充这两种光达到增产的目的。 2.温室或大棚种植蔬菜,应选用什么颜色的玻璃或塑料薄膜?(透明物体的颜色是由它透过的色光决定的;不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的) 提示:选无色的玻璃或塑料薄膜。无色透明物体能透过所有色光,对植物的生长有利。 【思 考】 学习活动 1.写出图中的①②③所代表的结构： ①________________________ ②________________________ ③________________________ 二　 叶绿体的结构适于进行光合作用 阅读教材P100中间三段内容, 完成以下问题: 1.叶绿体的结构  叶绿体内膜、外膜 叶绿体基质 叶绿体基粒 类囊体 外膜 内膜 基质 (含有与光合作用有关的酶) (类囊体薄膜上有色素和与光合作用有关的酶) 基粒 学习活动 2.叶绿体是如何增大生物膜面积的? 提示: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酶分布在叶绿体的哪些结构中? 提示:进行光合作用所必需的酶分布在叶绿体的基粒的类囊体薄膜上或者叶绿体基质中。 类囊体 基粒 学习活动 任务3：结合教材P100，分析叶绿体的功能 黑暗中用极细光束照射 水绵+需氧细菌 （临时装片） 黑暗 无空气 完全暴露在光下 细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中 细菌分布在叶绿体所有受光的部位 （1）实验过程 （2）实验结论 资料1 1881年，德国科学家恩格尔曼的实验 氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。 （即：叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧） 学习活动 1.恩格尔曼的第一个实验中,需氧细菌只向叶绿体被光照射到的部位集中,如果把装置放在光下,细菌则分布在叶绿体所有受光的部位。该实验可以得出什么结论? 提示:氧气是叶绿体释放出来的。 2.大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域,为什么? 提示:水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光,在此波长的照射下,叶绿体会释放氧气,因此好氧细菌在此区域聚集。 【思考】 学习活动 3.综合上述资料,你认为叶绿体具有什么功能? 提示:叶绿体是进行光合作用的场所,并且能够吸收特定波长的光。 恩格尔曼补充实验： 用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的需氧细菌聚集在 和 区域。 红光 蓝紫光 学习活动 色素分类 叶绿素 （含量约3/4） 类胡萝卜素（含量约1/4） 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) 叶绿体结构 色素分布位置： 叶绿体类囊体薄膜 双层膜：内膜和外膜 由叶绿体类囊体薄膜堆叠而成，含有光合作用有关的色素和酶 基 粒： 含有多种酶，DNA、RNA和核糖体 基 质： 吸收、传递、转化光能 功 能： 捕获光能的色素和结构 课堂总结 1.关于“绿叶中色素的提取和分离”实验，下列叙述错误的是( ) A.研磨时加入适量二氧化硅，有助于提高过滤液的色素浓度 B.可用干燥定性滤纸置于玻璃漏斗基部进行过滤，收集滤液 C.可用盖玻片蘸取滤液，沿铅笔细线按压出均匀的色素细线 D.层析后出现的色素带，其位置、颜色和宽窄蕴含不同信息 B 2.下列有关叶绿体的叙述，正确的是 ( ) A.叶绿体具有双层膜结构，光合色素分布在内膜上 B.叶绿体中只有叶绿素可吸收光能用于光合作用 C.叶绿体内众多的基粒，极大地扩展了受光面积 D.植物叶片多呈现绿色是由于叶片中的叶绿体吸收了较多绿光 C 当堂检测 3.在进行光合色素的提取和分离实验时,取一圆形滤纸,在滤纸中央滴一滴色素提取液,再滴一滴层析液,将会得到如图近似同心圆的四个色素环,下列说法正确的是 (　　) A.④的色素在层析液中的溶解度最高 B.提取色素时加入少许CaCO3和SiO2 C.若提取的是缺镁叶片中的色素,则最外侧两圈色素环颜色较淡 D.最外侧两圈色素环的色素主要吸收蓝紫光和红光 B 当堂检测 $