5.4光合作用與能量轉(zhuǎn)化第1課時課件-2024-2025學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版必修1

第五章

細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用

第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化(第一課時)教學(xué)目標(biāo)目標(biāo)0102葉綠體的結(jié)構(gòu)尤其是基粒大大擴展了膜面積，附著很多酶和色素，與光合作用的功能相適應(yīng)。(生命觀：結(jié)構(gòu)與功能觀）實驗思路及設(shè)計，科學(xué)設(shè)計提取和分離色素的實驗步驟，注意操作步驟的規(guī)范性。（科學(xué)思維）

智慧植物工廠—控制光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度和營養(yǎng)液成分條件下，生產(chǎn)蔬菜和其他植物。有的蔬菜工廠完全依賴LED燈等人工光源，常見的是紅色、藍(lán)色和白色光源。1.靠人工光源生產(chǎn)蔬菜有什么好處？避免自然光照強度不足導(dǎo)致光合作用強度低而減產(chǎn)。人工光源的強度和顏色是可以調(diào)控的，隨時根據(jù)植物生長需要進行調(diào)節(jié)。2.為什么要控制二氧化碳濃度、營養(yǎng)液成分和溫度等條件?植物生長重要的外界條件，使植物達(dá)到最佳生長狀態(tài)。植物用于捕獲光能的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)是什么呢？

白化苗的葉片不能進行光合作用，無法制造有機養(yǎng)料,最終死亡。

一捕獲光能的色素探究：光能的捕獲可能與葉片中的色素有關(guān)？

綠葉中有哪些色素呢？

葉片作為植物光合作用的主要器官通常都是綠色的，說明其中有綠色的色素。一捕獲光能的色素綠葉中色素的提取和分離

P98-99實驗1.實驗原理：

提取原理：提取方法：

分離原理：分離方法：綠葉中的色素能夠溶解在無水乙醇等有機溶劑中（不溶于水）。紙層析法各種色素在層析液中的溶解度不同。溶解度大，擴散速度快；反之則慢。研磨過濾法層析液一

捕獲光能的色素1.研磨加入無水乙醇、SiO2、CaCO3的作用是什么？2.濾紙條一端為什么要剪去兩角？3.畫濾液細(xì)線時為什么要均勻？為什么等干燥后要重復(fù)畫1—2次？4.為什么不能讓濾液細(xì)線觸及層析液？P99探究實驗：各種葉片中，色素種類和含量會相同嗎？一

捕獲光能的色素綠葉中色素的提取和分離實驗①研磨5g鮮葉SiO2—有助于研磨充分CaCO3

—防止色素被破壞無水酒精—溶解色素（提取液）②過濾：一

捕

獲光能的色素—提取綠葉中色素的提取和分離實驗（1）提取色素：單層尼龍布，獲取濾液，封口。濾液

無水酒精CaCO3SiO2幾種色素？哪種含量多？1cm

將干燥的定性濾紙一端剪去兩角，

并在剪去兩角一端底部1cm處用鉛筆畫一條細(xì)的橫線；剪去兩角的原因？防止層析液在濾紙條的邊緣擴散過快而使形成的色素帶不整齊一捕獲光能的色素—分離（2）制備濾紙條

分離色素成功的關(guān)鍵：（1）濾液細(xì)線要細(xì)直勻?。?）干燥后重復(fù)1—2次?。?）濾液細(xì)線不能觸及層析液?。?！方法1：毛細(xì)吸管吸取濾液，沿鉛筆線均勻地畫出一條細(xì)線方法2：蓋玻片蘸取培養(yǎng)皿中的濾液，在鉛筆線處按壓出均勻的細(xì)線

待濾液干燥后，再重畫1-2次?。。》乐狗蛛x出的色素帶重疊。

增加色素量，防止色素帶顏色太淺濾液細(xì)線一

捕獲光能的色素—分離（3）畫濾液細(xì)線防止色素溶解在層析液中，無法在濾紙上擴散P99①為何要蓋上培養(yǎng)皿？（防止有毒的層析液揮發(fā)）一

捕獲光能的色素—分離（4）分離色素插濾紙條層析液培養(yǎng)皿（20石油醚：2丙酮：1苯）不考一

捕獲光能的色素—分離分離綠葉中的色素效果(視頻)一捕獲光能的色素綠葉中色素的提取和分離實驗為什么不用無水乙醇分離色素呢？（20石油醚：2丙酮：1苯）碳酸鈣可以防止葉綠素被破壞結(jié)論

探究—提取色素中加入碳酸鈣的作用濾紙不剪角濾紙剪角

兩側(cè)色素帶擴散的快

探究—濾紙剪去兩角的作用葉綠素類胡蘿卜素(占1/4)(占3/4)胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）葉綠素a（藍(lán)綠色）葉綠素b（黃綠色）

綠葉中

光合素色P98一

捕獲光能的色素

3.實驗結(jié)果：C40H56C40H56O2C55H72MgN4O5C55H70MgN4O6秋天,樹葉為什么變黃P99—色素帶的種類、顏色、順序、最寬帶，最窄帶（畫、記）。溫度低（呼吸供能少，根吸收礦質(zhì)離子較少），葉綠素合成小于分解，比例下降。韭菜韭黃葉綠素形成需要

。光照、溫度和礦質(zhì)離子一

捕獲光能的色素色素種類色素顏色色素含量溶解度擴散速度胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b最少最高最快最多最低最慢葉綠素由C、H、O、N、Mg構(gòu)成異常結(jié)果：收集的濾液綠色過淺、濾紙條色素帶重疊、濾紙條看不到色素帶等。橙黃色黃色藍(lán)綠色黃綠色（1）收集的濾液綠色過淺的原因：?發(fā)黃的老葉，濾液葉綠素含量太少。（2）濾紙條看不到色素帶

?未加SiO2，研磨不充分。?未加碳酸鈣，色素分子被破壞。?加入的無水乙醇過多，色素濃度太低。一

捕獲光能的色素4.實驗異常結(jié)果分析:?濾液細(xì)線浸入層析液，色素溶解到層析液中。?忘記畫濾液細(xì)線。（3）濾紙條色素帶重疊（4）只出現(xiàn)胡蘿卜素、葉黃素色素帶：

葉片為“黃葉”。沒有加碳酸鈣導(dǎo)致葉綠素被破壞一捕獲光能的色素4.實驗異常結(jié)果分析:濾液線不均勻（細(xì)直齊）色素分離的其他方法定性濾紙一段時間后燈芯或棉線層析液

圓形濾紙實驗延伸

色素分離的其他方法莧菜興趣小組：設(shè)計對照實驗探究提取和分離莧菜色素的方法紫色洋蔥和火龍果細(xì)胞內(nèi)液泡中花青素（水溶性）應(yīng)該用什么溶劑提?。繉崙?zhàn)訓(xùn)練

1.在“色素的提取和分離”實驗中得到的色素帶部分或全部顏色較淺，分析其原因可能是（）①加入的提取液（無水乙醇）太多②用體積分?jǐn)?shù)為95%的乙醇加入無水碳酸鈉代替無水乙醇③研磨時沒有加入碳酸鈣

④研磨時沒有加入二氧化硅⑤取的葉片葉脈過多，葉肉細(xì)胞過少⑥畫濾液細(xì)線的次數(shù)少

⑦用發(fā)黃的葉片A.①③⑦

B．②④⑤

C．①③④⑤⑥⑦ D．②③④⑤⑥實戰(zhàn)訓(xùn)練

2.在做提取和分離葉綠體中的光合色素實驗時，甲、乙、丙、丁四位同學(xué)對相關(guān)試劑的使用情況如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他們所得的實驗結(jié)果依次應(yīng)為()試劑甲乙丙丁無水乙醇－＋＋＋CaCO3＋＋－＋SiO2＋＋＋－A.①②③④ B.②④①③ C.④②③① D.③②①④實戰(zhàn)訓(xùn)練

3.下圖所示“葉綠體中色素的提取和分離”實驗的裝置正確的是()一

捕獲光能的色素

太陽光是復(fù)合光，不同波長的光，顏色不同；

可見光的波長是400-760nm。1.四種光合色素吸收哪種光？2.每種色素對光的吸收有什么差別呢？綠葉中光合色素的功能：吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能結(jié)論：類胡蘿卜素主要吸收

。一

捕獲光能的色素色素提取液【四種色素對光的吸收】白光白光藍(lán)紫光能否說明葉綠素主要吸收紅光？葉綠素溶液葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光黑體字?。?！色素提取液一

捕獲光能的色素【四種色素對光的吸收】白光白光結(jié)論：一般情況下，光合作用吸收的光是可見光。葉綠素主要吸收藍(lán)紫光和紅光（峰值不同）；類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。色素濾液精確測定色素對不同波長光的吸收400500600700葉綠素a葉綠素b類胡蘿卜素一

捕獲光能的色素

植物工廠的人工光源主要用紅色、藍(lán)紫色和白光，為什么不用綠光？白光燈泡紅光燈泡紫光燈泡結(jié)論：

發(fā)紅光或藍(lán)紫光的燈1.蔬菜大棚補光時用什么顏色的燈？

不同燈泡，功率相同。2.蔬菜大棚的薄膜或玻璃選擇什么顏色的有利于光合作用？紅色薄膜藍(lán)色薄膜無色薄膜薄膜或玻璃：無色透明！大棚補光：紅光或藍(lán)紫光！實驗中的材料試劑及操作目的過程操作內(nèi)容操作目的提取色素材料葉片要新鮮、深綠使濾液中色素含量高試劑二氧化硅利于綠葉的充分研磨碳酸鈣防止研磨過程中色素被破壞無水乙醇溶解色素關(guān)鍵步驟研磨要迅速、充分提取較多色素、防止溶劑揮發(fā)盛濾液的試管口加棉塞防止溶劑揮發(fā)用單層尼龍紗布過濾而不用濾紙防止色素吸附在濾紙上分離色素試劑層析液分離色素關(guān)鍵步驟濾紙條的一端剪去兩角防止層析液在濾紙條的邊緣處擴散過快濾液細(xì)線重復(fù)畫若干次，且要求細(xì)、直、齊使分離的色素帶清晰濾液細(xì)線不能觸及層析液防止色素溶解到層析液中知識總結(jié)一

捕獲光能的色素1.光合色素有

功能。吸收、傳遞

和

轉(zhuǎn)換2.光合色素的分布在

。葉綠體類囊體薄膜①多個類囊體堆疊形成基粒，色素和酶的附著面積增大，極大地擴展了受光面積，利于提高光能的利用率。②類囊體膜和葉綠體基質(zhì)中含有光合酶。

色素

酶二葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用為什么葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用？

如何證明葉綠體的功能？1g菠菜葉片中的類囊體總面積竟有60m2左右。水綿—低等植物（有中心體）

螺旋帶狀葉綠體。好氧細(xì)菌—

指示釋放O2多

的部位如何排除空氣中氧氣的干擾呢？恩格爾曼實驗的結(jié)論是氧氣是

釋放的！

是光合作用的場所！水綿好氧細(xì)菌極細(xì)光束完全曝光黑暗+無空氣好氧細(xì)菌集中于葉綠體被光照射的部位。好氧細(xì)菌分布于葉綠體所有受光部位。氧氣

葉綠體二葉綠體的功能3.恩格爾曼的實驗（一）——證明葉綠體可以釋放氧氣！該實驗的在選材、實驗設(shè)計上有何巧妙之處？光照+無空氣恩格爾曼實驗在設(shè)計上有何巧妙之處？水

綿：

葉綠體螺旋式帶狀，便于觀察。設(shè)置“沒有空氣的黑暗環(huán)境”的目的：

局部光照和黑暗形成葉綠體上的自身對照好氧細(xì)菌：指示釋放O2

多的部位。進行黑暗（局部光照）和曝光對比實驗—

再次驗證實驗結(jié)果。一、選材巧妙二、設(shè)計巧妙三、對照巧妙

排除空氣中的O2和外界光線的干擾。黑暗+真空光照+真空結(jié)合不同色素吸收光存在差異知識，利用水綿、好氧細(xì)菌、三棱鏡，顯微鏡等材料，證明植物光合作用主要吸收紅光和藍(lán)紫光。恩格爾曼的實驗（二）討論題4.葉綠體有何功能？實驗：白光

三棱鏡

光色散在水綿上?，F(xiàn)象：大量的需氧型細(xì)菌聚集水綿周圍的紅光和藍(lán)紫光區(qū)域。葉綠體的光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，紅光和藍(lán)紫光照射下葉綠體釋放氧氣多。吸收

的光，并釋放氧氣，葉綠體是光合作用的場所。二葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用4.恩格爾曼的實驗（二）

討論題3.為什么好氧細(xì)菌集中在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域？需要排除空氣中氧氣的干擾嗎？特定波長特定波長葉綠體

課堂小結(jié)P101一、錯對錯A二、拓展應(yīng)用1.有關(guān)。①不同顏色的藻類吸收不同波長的光。藻類本身的顏色是反