【課件】光合作用與能量轉(zhuǎn)化+第1課時課件-2022-2023學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

第4節(jié)

光合作用與能量轉(zhuǎn)化一

捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)第5章

細胞的能量供應(yīng)和利用植物工廠光合作用是唯一能夠捕獲和轉(zhuǎn)化光能的生物學(xué)途徑一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)在玉米地里，有時可以看到葉片中不含綠色色素的白化苗。這樣的白化苗，待種子中儲存的營養(yǎng)成分耗盡就會死亡?？梢?，葉片中的色素可能與光能的捕獲有關(guān)。用什么方法提取綠葉中的色素？綠葉中的色素是一種還是多種吶？（一）捕獲光能的色素1.探究·實踐

綠葉中色素的提取和分離（P98~P99）進行綠葉中色素的提取和分離。探索綠葉中含有幾種色素。目的要求（一）捕獲光能的色素材料：新鮮的綠葉（如菠菜的綠葉）。用具：干燥的定性濾紙，試管，棉塞，試管架，研缽，玻璃漏斗，尼龍布，毛細吸管，剪刀，藥匙，量筒(10mL),天平等。試劑：無水乙醇(也可用體積分數(shù)為95%的乙醇加入適量無水碳酸鈉來代替)，層析液(由20份在60~90℃下分餾出來的石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成)，二氧化硅和碳酸鈣。材料用具1.探究·實踐

綠葉中色素的提取和分離（P98~P99）（一）捕獲光能的色素（1）提取綠葉中的色素葉綠體中的色素屬于脂溶性色素，不溶于水，易溶于有機溶劑中，可用

來提取實驗原理無水乙醇等有機溶劑1.破碎細胞及葉綠體，使色素充分釋放提取色素要注意什么？2.保證色素的結(jié)構(gòu)和活性不被破壞3.使色素溶解在試劑里（一）捕獲光能的色素（1）提取綠葉中的色素色素提取時所用試劑及作用？研磨時要注意什么？為何？過濾時可以使用紗布代替單層尼龍布嗎？將濾液收集到試管中后，為什么要用棉塞將試管口塞嚴？任務(wù)1：觀看色素分離實驗視頻后，閱讀教材P98的探究·實踐，回答相關(guān)問題。（一）捕獲光能的色素（一）捕獲光能的色素（1）提取綠葉中的色素（1）提取綠葉中的色素色素提取時所用試劑及作用？研磨時要注意什么？為何？過濾時可以使用紗布代替單層尼龍布嗎？將濾液收集到試管中后，為什么要用棉塞將試管口塞嚴？任務(wù)1：觀看色素分離實驗視頻后，閱讀教材P98的探究·實踐，回答相關(guān)問題。（一）捕獲光能的色素（1）提取綠葉中的色素實驗步驟稱磨濾剪加稱取5g綠葉剪去主葉脈，剪碎二氧化硅→碳酸鈣→無水乙醇→迅速、充分地研磨將研磨液迅速倒入玻璃漏斗（漏斗基部放一塊單層尼龍布）防止乙醇揮發(fā)，使色素充分溶解不能用紗布或濾紙，因為它們易吸附色素集濾液收集到試管，棉塞將試管口塞嚴防止乙醇揮發(fā)和色素被氧化破壞有助于研磨充分防止研磨中色素被破壞溶解色素（一）捕獲光能的色素實驗原理（2）分離綠葉中的色素分離色素的方法：紙層析法各種色素在___________中的__________不同,溶解度高的隨層析液在濾紙條上的_____________,反之則慢。層析液溶解度擴散更快層析法是利用待分離物質(zhì)中不同組分的某些理化性質(zhì)的差異而建立起來的一種分離技術(shù)（一）捕獲光能的色素（2）分離綠葉中的色素層析液的成分以及注意事項濾液細線的劃線原則？層析液能否沒過濾液細線？分離后的色素有幾種？有何差異?任務(wù)2：觀看色素分離實驗視頻后，閱讀教材P98-99的探究·實踐，回答相關(guān)問題。（一）捕獲光能的色素（一）捕獲光能的色素（2）分離綠葉中的色素（2）分離綠葉中的色素層析液的成分以及注意事項濾液細線的劃線原則？層析液能否沒過濾液細線？分離后的色素有幾種？有何差異?任務(wù)2：觀看色素分離實驗視頻后，閱讀教材P98-99的探究·實踐，回答相關(guān)問題。（一）捕獲光能的色素（2）分離綠葉中的色素（2）分離綠葉中的色素實驗步驟制畫析制備濾紙條畫濾液細線用毛細吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻地畫出一條細線待濾液干后，再重畫一到兩次分離綠葉中的色素將干燥的定性濾紙條一端剪去兩角，并在距這一端底部1㎝處用鉛筆畫一條細的橫線將適量的層析液倒入試管中，將濾紙條（有濾液細線的一端朝下）輕輕插入層析液中用棉塞塞緊試管口防止邊緣效應(yīng)，使分離的色素帶平齊細、直、齊增加濾液細線中的色素含量不能讓濾液細線觸及層析液防止層析液揮發(fā)（一）捕獲光能的色素（2）分離綠葉中的色素濾紙條上呈現(xiàn)四條顏色、寬度不同的色素帶實驗結(jié)果1.從上而下的排序說明了什么？2.不同條帶的寬窄說明了什么？含量不同（a>b>黃>卜）溶解度不同（胡>黃>a>b）胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b（一）捕獲光能的色素（2）分離綠葉中的色素綠葉中四種光合素色的比較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橙黃色最少最高最快黃色較少較高較快藍綠色最多較低較慢黃綠色較多最低最慢（一）捕獲光能的色素（2）分離綠葉中的色素綠葉中光合色素的種類葉綠素（含量約占3/4）類胡蘿卜素（含量約占1/4）葉綠素a（藍綠色）葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）（一）捕獲光能的色素假設(shè)同學(xué)甲在進行色素提取實驗時，一次加入大量無水乙醇；同學(xué)乙在進行層析時不小心將濾液細線浸沒于層析液之下。請問兩位同學(xué)的操作是否會影響實驗結(jié)果？實驗操作的誤差分析同學(xué)甲的操作會導(dǎo)致提取的色素濃度過低，使色素提取液和色素帶顏色較淺；同學(xué)乙的操作會導(dǎo)致綠葉紙條上的色素更多的溶解于層析液中，如果時間較短，色素帶顏色較淺；若時間較長，則可能無色素帶出現(xiàn)。（一）捕獲光能的色素分析：為什么植物春夏葉子翠綠?而深秋則葉片金黃呢？而有的葉片為什么呈紅色？由于葉綠素的含量大大超過類胡蘿卜素，而使類胡羅卜素的顏色被掩蓋，只顯示出葉綠素的綠色。低溫使葉綠素大量破壞，而使類胡蘿卜素的顏色顯示出來。當溫度低于7℃時，樹葉中會生成花青素，存在于液泡中。1.某同學(xué)在進行“綠葉中色素的提取和分離”實驗時，進行了以下操作：①將5g新鮮菠菜葉片剪碎放入研缽中，加入無水乙醇后直接進行研磨；②將預(yù)備好的濾紙條一端剪去兩角，在距這一端1cm處用圓珠筆畫一條橫線；③為增強實驗效果，將濾液細線畫粗些；④將濾紙條畫有濾液細線的一端朝下，輕輕插入層析液中，讓濾液細線浸入層析液中。該同學(xué)的操作有誤的是A.① B.①②

C.①②③ D.①②③④√練習(xí)鞏固2.如圖是利用新鮮的菠菜葉進行“綠葉中色素的提取和分離”的實驗，濾液經(jīng)層析后，色素帶在濾紙條上的分布情況，下列說法正確的是A.①是葉黃素，②是胡蘿卜素，它們都是

類胡蘿卜素B.③是葉綠素b，其含量最多C.④的溶解度最高，擴散速度最慢D.菠菜葉如果擺放時間過長，實驗中③④色素帶寬度會變窄√練習(xí)鞏固綠葉中光合色素的種類葉綠素（含量約占3/4）類胡蘿卜素（含量約占1/4）葉綠素a（藍綠色）葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）不同色素對光的吸收情況是否一樣吶？（一）捕獲光能的色素3.光合色素的吸收光譜光是一種電磁波，分為可見光與不可見光?？梢姽獠ㄩL為400-760nm。不同波長的光，顏色不同。一般情況下，光合作用所利用的光都是可見光。（一）捕獲光能的色素3.光合色素的吸收光譜吸收光譜（一）捕獲光能的色素3.光合色素的吸收光譜葉綠素a和葉綠色b主要吸收類胡蘿卜素主要吸收紅光和藍紫光藍紫光（一）捕獲光能的色素3.光合色素的吸收光譜葉綠素溶液類胡蘿卜素（一）捕獲光能的色素3.光合色素的吸收光譜樹葉為什么是綠色？色素對綠光吸收最少，綠光被反射回來，所以葉片才呈現(xiàn)綠色。（一）捕獲光能的色素旁欄思考題(P99)植物工廠里為什么不用發(fā)綠光的光源？這種波長的光不易被光合色素吸收，因此無法用于光合作用中制造有機物。（一）捕獲光能的色素(1)葉綠素a和葉綠素b只吸收紅光和藍紫光(

)(2)植物葉片之所以呈現(xiàn)綠色，是因為葉片中的葉綠體吸收了綠光(

)××(3)沒有葉綠體的生物無法進行光合作用(

)(4)植物細胞都含有葉綠體(

)(5)在真核細胞內(nèi)，能進行光合作用的色素分布在葉綠體以及液泡中(

)×××判斷正誤，并說明原因：練習(xí)鞏固如圖表示葉綠體中色素吸收光能的情況。據(jù)圖判斷，以下說法不正確的是A.由圖可知，類胡蘿卜素主要吸收

400～500nm波長的光B.用450nm波長的光比600nm波長

的光更有利于提高光合作用強度C.由550nm波長的光轉(zhuǎn)為670nm波長的光后，葉綠體吸收利用的光能減少D.土壤中缺乏鎂時，植物對420～470nm波長的光的利用量顯著減少√練習(xí)鞏固科學(xué)家在19世紀早期就從植物細胞中分離出葉綠素，但當時并不清楚色素在植物細胞中的分布情況。后來，科學(xué)家才弄清楚，葉綠素并非遍布整個植物細胞，而是集中在一個更小的結(jié)構(gòu)里，即葉綠體內(nèi)。一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)1.葉綠體的分布和形態(tài)（1）分布：主要分布在綠色植物的葉肉細胞中（并非所有的植物細胞都含有葉綠體，如根尖細胞不含葉綠體）（2）形態(tài)：在光學(xué)顯微鏡下觀察，一般呈扁平的橢球型或球形（二）葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用科學(xué)家如何設(shè)計實驗證明的？(1)結(jié)構(gòu)外表：①_______內(nèi)部②_____③______：由_________堆疊而成↓決定(2)功能：進行____________的場所。雙層膜基質(zhì)基粒類囊體光合作用(3)物質(zhì)基礎(chǔ)在葉綠體內(nèi)部巨大的膜表面上，分布著許多吸收光能的_________。在_____________上和______________中，還有許多進行光合作用所必需的酶。色素分子類囊體膜葉綠體基質(zhì)葉綠體基質(zhì)擴大膜面積（二）葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用如圖為葉綠體亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖，下列關(guān)于其結(jié)構(gòu)與功能的敘述正確的是A.葉綠體分布在植物體的所有細胞中B.葉綠素在高等植物體內(nèi)主要有兩種，

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(nèi)膜極大地擴展了受光面積D.吸收光能的色素都分布在①外膜上√練習(xí)鞏固思考·討論：恩格爾曼的實驗一極細的光束黑暗中——集中于葉綠體被光束照射的部位光下——分布于葉綠體所有受光部位水綿需氧細菌1、結(jié)論：氧是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是光合作用的場所。思考·討論：恩格爾曼的實驗一2.（1）為什么選用水綿和好氧細菌作為實驗材料？提示：水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察。好氧細菌可確定釋放O2的部位。（2）為什么選用黑暗并且沒有空氣的環(huán)境？提示：選用黑暗并且沒有空氣的環(huán)境，可排除光線和氧的干擾。（3）為什么用極細的光束照射？提示：葉綠體上有光照多和光照少的部位，相當于一組對比實驗。思考·討論：恩格爾曼的實驗二三棱鏡結(jié)論：葉綠體主要吸收紅光和藍紫光照射水綿好氧細菌聚集在紅光和藍紫光的區(qū)域小組討論，問題探究：3.在第二個實驗中，大量的需氧細菌聚集在紅光和藍紫光區(qū)域，為什么？提示：這是因為水綿葉綠體上的光合色素主要吸收紅光和藍紫光，在此波長光的照射下，葉綠體會釋放氧氣，適于好氧細菌在此區(qū)域分布。恩格爾曼的實驗直接證明了葉綠體能吸收光能用于光合作用放氧。結(jié)合其他的實驗證據(jù)，科學(xué)家們得出葉綠體是進行光合作用的場所這一結(jié)論。（二）葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用在葉綠體內(nèi)部巨大的膜表面上，分布著許多吸收光能的色素分子，在類囊體膜上和葉綠體基質(zhì)中，還有許多進行光合作用所必需的酶。這是葉綠體捕獲光能、進行光合作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。（二）葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用一