捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)教學(xué)課件 高一上學(xué)期 人教版（2019）高中生物必修1

5.4

.1光合作用與能量轉(zhuǎn)化一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)教學(xué)目標(biāo)1.嘗試提取和分離綠葉中的色素，簡(jiǎn)述綠葉中色索的種類及其功能。2.運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念，解釋葉綠體適于進(jìn)行光合作用的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用新課導(dǎo)入第貳部分你參觀或聽說過植物工廠嗎？植物工廠在人工精密控制光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度和營(yíng)養(yǎng)液成分等條件下，生產(chǎn)蔬菜和其他植物。有的植物工廠完全依靠LED燈等人工光源，其中常見的是紅色、藍(lán)色和白色的光源。1.靠人工光源生產(chǎn)蔬菜有什么好處？用人工光源可以避免由于自然環(huán)境中光照強(qiáng)度不足導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度低而造成的減產(chǎn)。同時(shí)，人工光源的強(qiáng)度和不同色光是可以調(diào)控的，可以根據(jù)植物生長(zhǎng)的情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使蔬菜產(chǎn)量達(dá)到最大。影響光合作用的因素很多，既有植物自身?xiàng)l件，也有外界環(huán)境條件。二氧化碳濃度、營(yíng)養(yǎng)液和溫度是影響植物生長(zhǎng)的重要外部條件，因此要進(jìn)行控制，以便讓植物達(dá)到最佳的生長(zhǎng)狀態(tài)。2.為什么要控制二氧化碳濃度、營(yíng)養(yǎng)液成分和溫度等條件？捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)糖類等有機(jī)物中的化學(xué)能主要來(lái)源于？生命活動(dòng)所需能量來(lái)源于？ATP水解ATP中的化學(xué)能來(lái)源于？呼吸作用光能光合作用的能量來(lái)源于？光合作用誰(shuí)來(lái)吸收光能嗎？？捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)白化苗正常苗白化苗由于不能形成葉綠素，無(wú)法進(jìn)行光合作用，待種子中貯存的養(yǎng)分耗盡就會(huì)死亡。夏天的銀杏和秋天的銀杏植物葉片在不同時(shí)期顏色不同，這與葉片中的色素有關(guān)，那植物葉片中到底含有哪些色素？綠葉中色素的提取和分離1.實(shí)驗(yàn)原理（1）提取原理:綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑_______________中。（2）分離原理:各種色素在___________中的__________不同,溶解度高的隨層析液在濾紙條上的_____________,反之則慢。無(wú)水乙醇層析液溶解度擴(kuò)散更快2.實(shí)驗(yàn)方法（1）提取方法：過濾法（2）分離方法：紙層析法綠葉中色素的提取和分離方法步驟：稱取5g左右的鮮葉，剪碎，放入研缽中。加少許的二氧化硅（有助于研磨得充分）和碳酸鈣(防止研磨中色素被破壞)與10ml無(wú)水乙醇。在研缽中迅速、充分地研磨。將研磨液進(jìn)行過濾（單層尼龍布），及時(shí)用棉塞將試管口塞嚴(yán)。1、提取綠葉中的色素2、制備濾紙條將干燥的定性濾紙剪成寬度略小于試管直徑、長(zhǎng)度略小于試管長(zhǎng)度的濾紙條，再將濾紙條一端剪去兩角（剪角的目的：防止兩側(cè)色素?cái)U(kuò)散快，色素帶不整齊。），并在距這一端底部1cm處用鉛筆畫一條細(xì)的橫線。綠葉中色素的提取和分離3、畫濾液細(xì)線用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻地畫出一條細(xì)線。待濾液干后，再重畫一到兩次（目的：增加濾液細(xì)線中色素的含量）。要求：細(xì)直齊干燥后重復(fù)1—2次防止色素帶重疊而影響分離效果積累更多的色素綠葉中色素的提取和分離4、分離綠葉中的色素取適量的層析液倒入小燒杯中，將濾紙條(有濾液細(xì)線的一端朝下)輕輕插入層析液中（濾液細(xì)線不能觸及層析液，以防止色素溶解于層析液中而無(wú)法分離），隨后用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯，防止層析液揮發(fā)。綠葉中色素的提取和分離5、觀察與記錄葉綠素a(藍(lán)綠色)葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）綠葉中色素的提取和分離綠葉中的色素的種類葉綠素a(藍(lán)綠色)類胡蘿卜素葉綠素胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）葉綠素b（黃綠色）1/43/4主要吸收藍(lán)紫光主要吸收藍(lán)紫光和紅光綠葉中色素的提取和分離1.實(shí)驗(yàn)中加入藥品及其作用SiO2——使研磨充分CaCO3

——防止色素破壞無(wú)水乙醇——提取色素層析液——分離色素2.實(shí)驗(yàn)小組得到的色素提取液顏色過淺，可能的原因有哪些？綠葉不新鮮，色素被分解；研磨不充分，色素未能充分提取出來(lái)；稱取綠葉過少或加入無(wú)水乙醇過多，色素溶液濃度小；未加碳酸鈣或加入過少，部分色素分子被破壞等。綠葉中色素的提取和分離吸收光譜

實(shí)驗(yàn)表明：葉片中的色素會(huì)吸收特定波長(zhǎng)范圍的光。葉綠素a和b在藍(lán)紫光和紅光部分都有很高的吸收峰，而類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。捕獲光能的色素思考：1.細(xì)胞哪些結(jié)構(gòu)含有色素？2.葉片為什么往往是綠色的呢？3.為什么有些植物的葉片在不同時(shí)期顏色不同呢？4.根據(jù)不同色素對(duì)不同波長(zhǎng)的光的吸收不同的特點(diǎn)，想一想溫室或大棚種植蔬菜時(shí)，應(yīng)選擇什么顏色的玻璃、塑料薄膜或補(bǔ)充光源？液泡：花青素；葉綠體：多種光合色素。只有葉綠體中的色素可以捕獲光能。葉片之所以呈現(xiàn)綠色，是因?yàn)槿~綠體中的色素對(duì)綠光吸收最少，綠光被反射了出來(lái)。葉綠素的合成需要光照和適宜的溫度，秋季溫度降低，光照強(qiáng)度變?nèi)酰偌由先~片自身衰老的原因，葉綠素逐漸被破壞，而類胡蘿卜素較穩(wěn)定，類胡蘿卜素的顏色便顯現(xiàn)了出來(lái)。白色或無(wú)色。捕獲光能的色素色素的功能葉綠體色素具有吸收光能、傳遞光能、轉(zhuǎn)化光能的作用這些捕獲光能的色素存在于細(xì)胞中的什么部位呢？捕獲光能的色素綠葉葉綠體基粒基質(zhì)類囊體外膜內(nèi)膜光鏡下電鏡下葉綠體類囊體薄膜外膜內(nèi)膜類囊體基質(zhì)基質(zhì)基?；?.電子顯微鏡下，葉綠體由雙層膜包被，內(nèi)含許多基粒（由類囊體堆疊而成），基粒和基粒之間充滿基質(zhì)。2.吸收光能的色素分布在類囊體薄膜上。葉綠體內(nèi)有眾多的基粒和類囊體，極大地?cái)U(kuò)展了受光面積。葉綠體現(xiàn)象：分析：在沒有空氣的黑暗環(huán)境中，用極細(xì)的光束照射水綿好氧細(xì)菌只集中在被光線照射的葉綠體附近。光線照射部位進(jìn)行光合作用產(chǎn)生了氧氣。恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)一葉綠體在沒有空氣的光亮環(huán)境中現(xiàn)象：分析：產(chǎn)生氧氣的部位是葉綠體。好氧細(xì)菌集中在葉綠體所有受光部位。結(jié)論：氧氣是葉綠體釋放出來(lái)的葉綠體在黑暗中，用極細(xì)光束照射完全暴露在光下水綿好氧性細(xì)菌帶狀葉綠體便于觀察確定釋放氧氣多的部位排除氧氣和光的干擾光多和光少對(duì)照進(jìn)一步驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果恩格爾曼實(shí)驗(yàn)的巧妙之處葉綠體現(xiàn)象：用透過三棱鏡的光照射水綿臨時(shí)裝片，發(fā)現(xiàn)大量的需氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域。結(jié)論：葉綠體中的色素主要通過吸收紅光和藍(lán)紫光來(lái)進(jìn)行光合作用?！~綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所藍(lán)紫光紅光恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)二

葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所，它內(nèi)部的巨大膜表面上，不僅分布著許多吸收光能的色素分子，還有許多進(jìn)行光合作用所必需的酶。葉綠體的功能

葉綠體葉綠素類胡