人教版教學課件11-12學年高一生物必修1(新人教版)同步課件：541捕獲光能的色素和結構.pptVIP

第4節(jié) 能量之源光與光合作用,一 捕獲光能的色素和結構,1知識與技能 (1)說出綠葉中色素的種類和作用。 (2)說出葉綠體的結構和功能。 2過程與方法 (1)自主與合作學習：利用各種媒體調查和收集資料，學會鑒別、選擇、運用和分享信息。 (2)訓練表達能力：嘗試將你所獲得的信息表達出來。,學習目標,3情感態(tài)度與價值觀 通過光合作用發(fā)現(xiàn)史的學習，使學生受到科學家們崇高的精神境界的熏陶，并養(yǎng)成質疑、求實、創(chuàng)新及勇于實踐的科學精神和科學態(tài)度。,一、實驗：綠葉中色素的提取和分離 1實驗原理 (1)提取：綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑_中。 (2)分離：各種色素在層析液中的_不同，_高的隨層析液在濾紙上擴散得快；反之則慢。因而色素就會隨著_在_上的擴散而分離開。,知識清單,2實驗流程圖示：,(5)觀察與記錄：濾紙條上色素帶有四條，如下圖所示： (6)洗手,二、綠葉中色素的種類及吸收光譜,難點1 有關“綠葉中色素的提取和分離”實驗 1原理 (1)各種色素能溶解在有機溶劑(無水乙醇等)中形成溶液，使色素從生物組織中脫離出來。 (2)各種色素都能溶解在層析液中，但在層析液中的溶解度不同：溶解度高的色素分子隨層析液在濾紙上擴散得快；反之則慢，因而不同色素分子可以在濾紙上擴散而分開，各種色素分子在濾紙上可形成不同的色素帶。,難點互動,2步驟、方法及原因,特別提示：實驗成功的關鍵： 葉片要新鮮，顏色要深綠；濾液收集后，要及時用棉塞將試管口塞緊，以免濾液揮發(fā)；濾液細線要直、細而且含較多色素(待濾液干后，重復一兩次)；研磨要迅速、充分：乙醇容易揮發(fā)；為了使葉綠體完全破裂，從而能提取較多的色素；葉綠素極不穩(wěn)定，能被活細胞中的葉綠素水解酶破壞。,例1 右圖是紙層析法分離葉綠體中色素的裝置圖，層析后會得到不同的色素帶，在暗室內用紅光照射四條色素帶，可以看到較暗的是( ) A B C D,答案：C 解析：四條色素帶自上而下依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b，其中胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光，葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍紫光，用紅光照射，被葉綠素a和葉綠素b吸收，因此、呈暗色。,變式訓練1 在葉綠體色素的提取和分離實驗中，收集到的濾液綠色過淺，其原因可能是( ) 未加石英砂、研磨不充分 一次加入大量的無水酒精提取 分次加入少量無水酒精提取 使用放置數(shù)天的菠菜葉 A B C D 答案：D 解析：未加石英砂、研磨不充分；使用放置數(shù)天的菠菜葉，濾液中色素(葉綠素)太少，綠色過淺；一次加入大量的無水酒精提取，濃度太低。分次加入少量無水酒精提取色素是正確的方法，這樣獲取的濾液顏色正常。,難點2 葉綠體的結構及功能 1葉綠體的分布 植物的葉肉細胞和幼嫩莖的表皮細胞。 2葉綠體的結構及功能 (1)結構示意圖：,(2)結構特點： 葉綠體的基質和基粒類囊體上含有與光合作用有關的酶。 類囊體的薄膜上分布有捕獲光能的色素。 葉綠體基質中還含有少量的DNA和RNA。 葉綠體中類囊體堆疊成基粒，增大了內部膜面積。 (3)功能：吸收光能，是光合作用的場所。,3葉綠體中色素種類及功能 (1)色素的分布、功能及特性 分布：葉綠體類囊體的薄膜上。 功能：吸收光能、傳遞光能(四種色素)、轉化光能(只有少量葉綠素a)。 特性：不溶于水，能溶于酒精、丙酮和石油醚等有機溶劑。,(2)綠葉中色素種類及其吸收光譜,例2 下列有關葉綠體的敘述中，正確的是( ) A植物細胞中都含有葉綠體 B葉綠體中含有少量的DNA和RNA C葉綠體中的色素分布在葉綠體類囊體上和基質中 D葉綠體基質、線粒體基質和細胞質基質所含化合物和功能都相同 答案：B,解析：葉綠體主要分布在植物的綠色見光的部分，不是植物所有細胞均含有葉綠體，如根細胞。植物細胞中具有遺傳作用的DNA存在于細胞核、葉綠體和線粒體中。葉綠體中具有吸收光能作用的四種色素只分布在葉綠體的類囊體膜上，在葉綠體的基質中不含有色素。不同的基質中，所含化合物的成分不同，功能也不同。,變式訓練2 葉綠體是植物進行光合作用的細胞器。下列關于葉綠體及色素的敘述中正確的是( ) A植物細胞都有葉綠體，葉綠體普遍分布在植物細胞的整個細胞中 B葉綠素在高等植物體內有兩種，葉綠素a呈藍綠色，葉綠素b呈黃綠色 C同線粒體一樣，葉綠體的內膜極大地擴展了受光面積 D葉綠體中的色素只吸收紅光和藍紫光進行光合作用 答案：B,解析：不是所有的植物細胞都有葉綠體，一般地講，葉綠體分布在綠色植物的綠色部分，主要存在于葉肉細胞中；葉綠體中的色素分為兩大類：葉綠素和類胡蘿卜素。其中，葉綠素又包括藍綠色的葉綠素a和黃綠色的葉綠素b；類胡蘿卜素包括橙黃色的胡蘿卜素和黃色的葉黃素；葉綠體的內膜光滑，其內部的基粒和類囊體一方面擴大了膜面積，供色素和酶分布；另一方面極大地擴展了受光面積。而線粒體的內膜上含有許多與有氧呼吸有關的酶；葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍紫光，并非不吸收其他顏色的光，只不過吸收量較少。,綠葉中色素的吸收光譜 1葉綠體色素的吸收光譜 太陽光不是單一的光，到達地表的光波長大約從300nm的紫外光到2600nm的紅外光。其中只有波長大約在390nm760nm之間的光是可見光。當光束通過三棱鏡后，可把白光分為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七色連續(xù)光譜，這就是太陽的連續(xù)光譜。 葉綠素吸收光譜的最強吸收區(qū)有兩個：一個在波長為640nm660nm之間的紅光部分，另一個在波長為430nm450nm的藍紫光部分。對綠光的吸收最少。由于葉綠素對綠光吸收最少，所以葉綠素的溶液呈綠色。,知識拓展,2用三棱鏡觀察葉綠體中色素的吸收光譜 采用葉綠體中色素的提取方法提取色素，按下圖所示進行觀察，要設置對照實驗，以便比較說明最后的結果。 通過葉綠素的丙酮提取液的光線，經(jīng)三棱鏡分色后，會發(fā)現(xiàn)在紅光和藍紫光區(qū)域的光線變暗，說明這部分光線被葉綠素吸收掉了。,3反射光與透射光下觀察濾液 猜一猜，按照下面的方式來觀察濾液，會看到什么現(xiàn)象？ A裝置稱為在透射光下觀察，B裝置稱為在反射光下觀察。A裝置看到的現(xiàn)象為濾液呈綠色，B裝置看到的現(xiàn)象為濾液呈紅色。我們把這種葉綠素溶液在透射光下呈綠色，在反射光下呈紅色的現(xiàn)象稱為熒光現(xiàn)象。,因為光波是一種電磁波，各種電磁波的波長不同，對光合作用有效的可見光的波長在400nm700nm之間。光同時又是一粒一粒地運動著的粒子流，這些粒子叫做光子。每個光子所具有的能量叫做光量子或量子。量子的數(shù)值和光的波長成反比，所以長光波(如紅光)的量子的能量比短光波(如藍紫光)的量子的能量要少。當葉綠素分子吸收量子后，就由最穩(wěn)定、最低能量的基態(tài)提高到一個不穩(wěn)定、高能狀態(tài)的激發(fā)態(tài)。由于激發(fā)態(tài)極不穩(wěn)定，發(fā)射光波，消失能量，迅速由激發(fā)態(tài)降回到基態(tài)。這時發(fā)射的光波就稱為熒光。熒光的壽命很短，為108s109s。因為葉綠素分子吸收的光能有一部分消耗于分子內部振動上，輻射出的能量就小，根據(jù)波長與光子能量成反比的規(guī)律，反射光的波長比入射光的波長要長一些。,所以葉綠素溶液在反射光下呈紅色，而在透射光下，由于紅光和藍紫光被色素吸收掉，其他顏色的光也有少量吸收，而綠光幾乎不吸收，被完全透過，所以看到的顏色呈綠色。,例 陽光通過三棱鏡能顯示出七種顏色的連續(xù)光譜。如果將一瓶葉綠素提取液放在光源和三棱鏡之間，連續(xù)光譜中就會出現(xiàn)一些黑色條帶，這些條帶應位于( ) A綠光區(qū) B紅光區(qū)和綠光區(qū) C藍紫光區(qū)和綠光區(qū) D紅光區(qū)和藍紫光區(qū) 答案：D,解析：本題考查葉綠素吸收光譜的基礎知識，但是換了一種新的情景，將葉綠素溶液置于光源和三棱鏡之間。從物理知識中應該知道陽光通過三棱鏡可以顯示出七種顏色的連續(xù)光譜，在生物學中已學過葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，不吸收綠光。把這兩方面知識結合起來思考，光線通過葉綠素溶液時，紅光和藍紫光被吸收，再通過三棱鏡以后所顯示的連續(xù)光譜中缺乏紅光和藍紫光，就會在這些區(qū)域出現(xiàn)黑色條帶，所以選項D是正確選項，其他各項都是錯誤的。,變式訓練 把載有新鮮水綿和細菌的臨時裝片，置于顯微鏡載物臺上觀察。光線從反光鏡反射上來后，可看到細菌從分散狀態(tài)逐漸向水綿方向運動，水綿附近細菌的密度增加。如果在反光鏡上方放置一個三棱鏡，使七種不同顏色的光束照射水綿的不同部位，這時看到細菌逐漸聚集成明顯的兩堆(如下圖所示)請回答： (1)根據(jù)上述實驗可以判斷這類細菌的異化作用類型是_。作出這一判斷的依據(jù)是_。 (2)放置三棱鏡后，細菌聚集成兩堆的原因_。,答案：(1)需氧型(有氧呼吸型) 水綿光合作用放出氧氣 (2)葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，葉綠體被紅光和藍紫光照射部位光合作用較強，放出的氧氣多 解析：植物光合作用吸收CO2，放出O2；根據(jù)異化作用類型，細菌有需氧細菌和厭氧細菌之分；考生只要具備這兩點基本知識和平時使用顯微鏡觀察的實踐能力，就可根據(jù)題目所示的現(xiàn)象對第(l)問作出正確的分析、判斷；這類細菌的異化作用類型是需氧型，因為光合作用放出氧氣。對于第(2)問，需要考生在對顯微鏡和三棱鏡的構造和性能有所了解的基礎上，根據(jù)光合作用利用的光能主要是葉綠素吸收的紅光和藍紫光這一概念，就可得出，葉綠體被紅光和藍紫光照射部位的光合作用最強，放出的氧氣最多，需氧細菌聚集在放出氧氣最多的部位，即紅光和藍紫光照射處，因而分成兩堆。,1葉綠體中色素的提取和分離的實驗目的是( ) A觀察各種色素的吸收光譜 B驗證葉綠體中色素的種類和各種色素的顏色 C提取高等植物葉綠體中的色素 D用紙層析法將色素進行分離 答案：B,隨堂練習,2在圓形濾紙的中央點上葉綠體色素提取液，對葉綠體的色素進行色素層析，會得到近似同心的四個色素環(huán)，排列在最里圈的色素呈( ) A橙黃色 B藍綠色 C黃綠色 D黃色 答案：C,3對綠色植物的光合作用最有效的一組光是( ) A紅光和黃綠光 B黃光和藍紫光 C紅光和橙光 D紅光和藍紫光 答案：D,4溫室或大棚種植蔬菜時，應選擇何種顏色的玻璃、塑料薄膜( ) A無色 B紅色 C藍紫色 D綠色 答案：A,5早在一百多年前(1883年)德國生物學家C.Engelmann用巧妙的實驗研究了光合作用光譜。他將棱鏡產(chǎn)生的光譜投射到絲狀綠藻上，并在絲狀綠藻的懸液中放入一些細菌，然后在顯微鏡下觀察細菌在絲狀綠藻各部分的聚集情況。請分析： (1)細菌聚集多的部分表示_的濃度高，即該部位絲狀綠藻的_強度高。,(2)這位生物學家在絲狀綠藻的懸液中放入的細菌的異化