5.4.1光合作用與能量轉(zhuǎn)化第1課時(shí)課件高一上學(xué)期生物人教版必修1

思考：我們知道通過(guò)細(xì)胞呼吸可以把有機(jī)物中的能量釋放出來(lái)，供應(yīng)各項(xiàng)生命活動(dòng)，那有機(jī)物中的能量又從哪里來(lái)的呢？又是通過(guò)什么過(guò)程把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成細(xì)胞能夠利用的化學(xué)能？第五章第四節(jié)能量之源—光與光合作用正常苗白化苗正常幼苗能進(jìn)行光合作用制造有機(jī)養(yǎng)料白化苗不能進(jìn)行光合作用，無(wú)法制造有機(jī)養(yǎng)料思考：分析健康幼苗與白化苗生長(zhǎng)差異的原因能說(shuō)明什么？這說(shuō)明光合作用需要色素去捕獲光能。太陽(yáng)能、光合作用第1課時(shí)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)問(wèn)題探討

你參觀或聽(tīng)說(shuō)過(guò)植物工廠(chǎng)嗎？植物工廠(chǎng)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(chǎng)完全依靠LED燈等人工光源，其中常見(jiàn)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？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？

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。

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)。缺少葉綠素韭黃韭菜在植物綠葉中究竟有哪些種類(lèi)的色素呢？是不是只有葉綠素呢？一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)

綠葉中的色素不只有一種，它們都能溶解在層析液中，不同的色素在層析液中的溶解度不同，溶解度越高的色素隨層析液在濾紙上的擴(kuò)散速度就越快，反之則慢。1、原理：（1）提取色素的原理

綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇中。探究·實(shí)驗(yàn)

綠葉中色素的提取和分離（2）分離色素的原理

（1）無(wú)水乙醇可用（體積分?jǐn)?shù)為95%的乙醇+適量無(wú)水碳酸鈉）來(lái)代替（2）層析液成分：20份__________________________、2份_____和1份___混合而成；在60-90℃下分餾出來(lái)的石油醚丙酮苯（3）二氧化硅*有助于研磨得充分

（4）碳酸鈣*防止研磨中色素（主要保護(hù)葉綠素）被破壞作用：溶解色素、提取色素；2、試劑作用：分離色素探究·實(shí)驗(yàn)

綠葉中色素的提取和分離5g新鮮綠葉，剪去主葉脈，→剪碎置研缽中3、方法步驟：加入少許二氧化硅和碳酸鈣，再放入10ml無(wú)水乙醇（少量分多次加入）色素多研磨更充分防止色素被破壞提取色素（1）提取綠葉中的色素①研磨★要求：要迅速、充分防止乙醇揮發(fā)，充分溶解色素探究·實(shí)驗(yàn)

綠葉中色素的提取和分離②過(guò)濾：獲取色素濾液★注意用棉塞將試管口塞嚴(yán)防止乙醇揮發(fā)和色素分子被氧化單層尼龍布：不能用濾紙、紗布，會(huì)吸收色素探究·實(shí)驗(yàn)

綠葉中色素的提取和分離（2）制備濾紙條1cm鉛筆線(xiàn)注意：要剪去兩角防止層析液邊緣擴(kuò)散太快，使色素在濾紙條上同時(shí)擴(kuò)散均勻。

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，并在距這一端底部1cm處用鉛筆畫(huà)一條細(xì)的橫線(xiàn)。探究·實(shí)驗(yàn)

綠葉中色素的提取和分離（3）畫(huà)濾液細(xì)線(xiàn)★要求：細(xì)、直、齊注意：待濾液干后，再畫(huà)1~2次。為防止色素帶重疊而影響分離效果用毛細(xì)吸管，吸取少量濾液，沿著鉛筆線(xiàn)均勻地畫(huà)（積累更多的色素）使色素帶更清晰

用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線(xiàn)均勻地畫(huà)一條細(xì)線(xiàn)（也可將濾液倒入培養(yǎng)皿，再用蓋玻片蘸取濾液，在橫線(xiàn)處按壓出均勻的細(xì)線(xiàn)）。探究·實(shí)驗(yàn)

綠葉中色素的提取和分離（4）分離色素層析液培養(yǎng)皿（防止層析液揮發(fā)，因其易揮發(fā)且有毒）防止色素溶解于層析液中而無(wú)法分離注意：不能讓濾液細(xì)線(xiàn)觸及層析液為何要蓋上培養(yǎng)皿？

將適量的濾液倒入試管中，將濾紙條（有濾液細(xì)線(xiàn)的一端朝下）輕輕插入層析液中，隨后用棉塞塞緊試管口。也可用小燒杯代替試管，用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯。探究·實(shí)驗(yàn)

綠葉中色素的提取和分離胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b（5）觀察與記錄（黃綠色）（橙黃色）（黃色）（藍(lán)綠色）（*色素的寬窄可以表示色素的含量）葉綠素a>葉綠素b>葉黃素>胡蘿卜素②溶解度從高到低依次為胡、黃、a、b①?gòu)纳贤乱来问牵汉ⅫS、a、b③相鄰最近a、b④相鄰最遠(yuǎn)胡、黃探究·實(shí)驗(yàn)

綠葉中色素的提取和分離⑤色素含量高低探究·實(shí)驗(yàn)

綠葉中色素的提取和分離1、若濾紙條色素帶顏色較淡，其原因有：①選取的葉片顏色不是濃綠色或稱(chēng)取的綠葉過(guò)少或放置數(shù)天的菠菜葉，色素含量少②一次加入的無(wú)水乙醇過(guò)多，色素溶液濃度小(正確做法：分次加入少量無(wú)水乙醇)③未加碳酸鈣或加入的過(guò)少，色素分子部分破壞④未加二氧化硅研磨不迅速充分，色素未能充分提取出來(lái)2、若無(wú)色素帶：①忘記畫(huà)濾液細(xì)線(xiàn)②濾液細(xì)線(xiàn)已觸及層析液且時(shí)間較長(zhǎng)，色素全部溶解到層析液中。提取液色素帶異?，F(xiàn)象的分析3、色素帶重疊：濾液細(xì)線(xiàn)不直或過(guò)粗⑤沒(méi)有重復(fù)畫(huà)濾液細(xì)線(xiàn)

葉綠素溶液葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光類(lèi)胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光類(lèi)胡蘿卜素溶液觀察色素的吸收光譜圖示，思考討論色素的作用實(shí)驗(yàn)表明：葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類(lèi)胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，

色素對(duì)綠光吸收最少。吸收光的范圍：可見(jiàn)光的波長(zhǎng)是400～760nm，一般情況下，光合作用所利用的光都是可見(jiàn)光

可見(jiàn)色素的功能：吸收光能、傳遞光能（所有光合色素）、轉(zhuǎn)化光能（少數(shù)葉綠素a）捕獲光能的色素類(lèi)胡蘿卜素葉綠素胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b(占1/4)(占3/4)（橙黃色）（黃色）（藍(lán)綠色）（黃綠色）

葉綠體中的色素：最窄最寬最遠(yuǎn)最近主要吸收藍(lán)紫光和紅光主要吸收藍(lán)紫光(1)光照：光是影響葉綠素合成的主要條件，一般植物在黑暗中不能合成葉綠素，因而葉片發(fā)黃。(2)溫度：溫度可影響與葉綠素合成有關(guān)的酶的活性，進(jìn)而影響葉綠素的合成。低溫時(shí)，葉綠素分子易被破壞，而類(lèi)胡蘿卜素分子較為穩(wěn)定，使葉子變黃。(3)必需元素：葉綠素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg將導(dǎo)致葉綠素?zé)o法合成，葉變黃。另外，F(xiàn)e是葉綠素合成過(guò)程中某些酶的輔助成分，缺Fe也將導(dǎo)致葉綠素合成受阻，葉變黃?！旧疃人伎肌?．影響葉綠素合成的三大因素大棚種植蔬菜時(shí)玻璃為什么選擇無(wú)色透明的？為了讓各種波長(zhǎng)的太陽(yáng)光都穿過(guò)塑料薄膜，即讓植物吸收更多的光能；大棚內(nèi)照明燈在功率相同的情況下，最好選藍(lán)紫光和紅光。【與生活的聯(lián)系】為什么植物的葉片呈現(xiàn)綠色？

光照到物體表面后，該物體又將這種顏色的光反射出來(lái)，就是我們所見(jiàn)到的顏色。對(duì)植物而言，除了部分橙光、黃光和大部分綠光被反射外，其他的基本上都被葉綠素分子吸收了，所以含葉綠素多的葉片呈現(xiàn)綠色。練1.在“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)中得到的色素帶顏色較淺，分析其原因可能是（

）

①加入的無(wú)水乙醇太多

②用丙酮代替無(wú)水乙醇

③層析液沒(méi)及濾液細(xì)線(xiàn)

④研磨時(shí)沒(méi)有加入CaCO3

⑤研磨時(shí)沒(méi)有加入SiO2

⑥取的葉片的葉脈過(guò)多，葉肉細(xì)胞過(guò)少

⑦畫(huà)濾液細(xì)線(xiàn)的次數(shù)少

⑧使用放置數(shù)天的波菜葉A．①③⑦

B．②④⑤⑧C．①③④⑤⑥⑦⑧

D．②③④⑤⑥C色素濃度低色素溶解到層析液中色素被破壞色素未完全釋放出來(lái)色素含量低色素含量低色素含量低2.甲、乙、丙、丁四位同學(xué)，在利用新鮮綠色菠菜葉為實(shí)驗(yàn)材料，用層析法進(jìn)行葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于操作不同，而得到了以下四種不同的層析結(jié)果。下列分析，錯(cuò)誤的是()A．甲可能誤用蒸餾水作提取液和層析液B．乙可能是因?yàn)檠心r(shí)加入無(wú)水乙醇過(guò)多C．丙可能是正確操作得到的理想結(jié)果D．丁可能是因?yàn)檠心r(shí)未加入CaCO3C基粒（由類(lèi)囊體堆疊形成，增大膜面積）外膜內(nèi)膜基質(zhì)色素與光反應(yīng)有關(guān)的酶與暗反應(yīng)有關(guān)的酶二、葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用眾多的基粒和類(lèi)囊體極大地?cái)U(kuò)展了受光的面積。1.形態(tài)：2.結(jié)構(gòu)：橢球形、球形由外膜、內(nèi)膜、基粒、基質(zhì)構(gòu)成。3.功能：進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。資料分析：葉綠體的功能裝片中需氧細(xì)菌向葉綠體被光束照射到的部位集中。裝片中需氧細(xì)菌分布在葉綠體所有受光部位的周?chē)?。氧是由葉綠體釋放出來(lái)的，葉綠體是光合作用的場(chǎng)所。結(jié)論：葉綠體中被光束照射到的部位是光合作用的場(chǎng)所結(jié)論：現(xiàn)象：現(xiàn)象：沒(méi)有空氣黑暗極細(xì)光束完全光照1881年，恩格爾曼實(shí)驗(yàn)水綿和需氧細(xì)菌的裝片原理：光合作用會(huì)釋放氧氣，需氧細(xì)菌分布在氧氣充足的部位根據(jù)需氧細(xì)菌的分布判斷光合作用的場(chǎng)所。討論：恩格爾曼實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)上有什么巧妙之處？(1)實(shí)驗(yàn)材料選擇巧妙：實(shí)驗(yàn)材料選擇水綿，水綿不但具有細(xì)而長(zhǎng)的帶狀葉綠體，而且葉綠體在細(xì)胞中呈螺旋式分布，便于觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果和設(shè)置對(duì)照。(2)排除干擾的方法巧妙：沒(méi)有空氣的黑暗環(huán)境排除了環(huán)境中氧氣和光的干擾。(3)觀測(cè)指標(biāo)設(shè)計(jì)巧妙：通過(guò)需氧細(xì)菌的分布進(jìn)行檢測(cè)，從而能夠準(zhǔn)確地判斷出釋放氧氣的部位。(4)實(shí)驗(yàn)對(duì)照設(shè)計(jì)巧妙：用極細(xì)的光束點(diǎn)狀投射，使葉綠體上可分為獲得光照和無(wú)光照的部位，相當(dāng)于一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)；進(jìn)行黑暗(局部光照)和完全暴露在光下的對(duì)照實(shí)驗(yàn)。明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是由光照引起的。

恩格爾曼在證明光合作用放氧部位是葉綠體后，緊接著又做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：他用透過(guò)三棱鏡的光照射水綿臨時(shí)裝片，驚奇地發(fā)現(xiàn)大量的好氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)城。為什么?因?yàn)樗d葉綠體上的光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，在此波長(zhǎng)光照射下，葉綠體會(huì)釋放氧氣，適于好氧細(xì)菌在此區(qū)域分布。綜合上述資料，你認(rèn)為葉綠體具有什么功能？葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所，并且能夠吸收特定波長(zhǎng)的光。光合作用的場(chǎng)所只能是葉綠體嗎？藍(lán)藻、光合細(xì)菌等沒(méi)有葉綠體也能進(jìn)行光合作用。1.基于對(duì)葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能的理解，判斷下列相關(guān)表述是否正確。(1)葉綠體中只有葉綠素吸收的光能才能用于光合作用。(

)(2)葉綠體的類(lèi)囊體上有巨大的膜面積，有利于充分吸收光(

)(3)植物葉片之所以呈現(xiàn)綠色，