光合作用和能量轉(zhuǎn)化第一課時(shí)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu) 高一生物【知識建構(gòu)+精準(zhǔn)突破】課件（人教版2019必修1）

第4節(jié)光合作用和能量轉(zhuǎn)化第一課時(shí)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)課標(biāo)要求核心素養(yǎng)說明植物細(xì)胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)樘桥c氧氣的過程中，轉(zhuǎn)化并儲存為糖分子中的化學(xué)能。1.生命觀念：認(rèn)同葉綠體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與其作為光合作用的場所相適應(yīng)。2．科學(xué)探究：通過對“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的操作，提升實(shí)驗(yàn)探究能力。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、捕獲光能的色素那么，綠葉中與光合作用有關(guān)的色素和結(jié)構(gòu)有哪些呢？它們有什么特點(diǎn)和功能呢？植物正常生長需要光能，而葉片中的色素可能與光能的捕獲有關(guān)。思考：“白化苗”能持續(xù)正常地生長嗎？光合作用與細(xì)胞中的色素有關(guān)。白化苗不能進(jìn)行光合作用，不能正常生長。實(shí)驗(yàn)原理：探究實(shí)踐：綠葉中色素的提取和分離（1）提?。荷啬苋芙庠谟袡C(jī)溶劑無水乙醇中（2）分離：不同色素在層析液中的溶解度不同目的要求：材料用具：綠葉中色素的提取和分離及色素的種類新鮮的綠葉、定性濾紙等、無水乙醇等一、捕獲光能的色素1.用什么方法可以獲得綠葉中的色素呢？2.綠葉中的色素是一種還是多種呢？3.提取色素要注意什么？

使色素溶解于試劑中。破碎細(xì)胞及葉綠體，使色素充分釋放。保證色素的結(jié)構(gòu)和活性不被破壞。一、捕獲光能的色素觀看視頻，閱讀教材P98的實(shí)踐與探究，回答相關(guān)問題。一、捕獲光能的色素1.色素提取時(shí)所用試劑及作用？無水乙醇：溶解色素；二氧化硅：使研磨更加充分；碳酸鈣：保護(hù)色素免于被破壞。2.研磨時(shí)應(yīng)注意什么？原因?yàn)楹危垦杆偾页浞?。保證色素釋放的更加充分且揮發(fā)量少。注意：加少許的二氧化硅和碳酸鈣、10ml無水乙醇，進(jìn)行迅速、充分地研磨。3.分離色素的方法：分離色素的方法是“紙層析法”。

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4.濾紙條剪去濾紙兩角？使層析液能同步到達(dá)濾液細(xì)線5.不能讓濾液細(xì)線觸及層析液？防止色素溶解在層析液中6.層析液的成分及注意事項(xiàng)？層析液由苯、丙酮、石油醚按一定比例混合而成。使用時(shí)應(yīng)注意蓋好蓋子并避免灑出。層析過程應(yīng)在通風(fēng)處進(jìn)行，結(jié)束時(shí)應(yīng)用肥皂將手洗干凈。7.濾液細(xì)線的劃線原則？細(xì)、直、勻。8.分離后的色素有幾種？有何差異？一、捕獲光能的色素你還可以用哪些方法分離這些色素？結(jié)果葉綠素a（藍(lán)綠色）葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）擴(kuò)散速度最快含量多層析液易揮發(fā)且有一定毒性，所以研磨要快，收集的濾液要用棉塞塞住，層析時(shí)要加蓋，盡量減少有機(jī)溶劑的揮發(fā)。注意比較不同植物或不同顏色葉片中的色素？一、捕獲光能的色素紅光和藍(lán)紫光（藍(lán)綠色）葉綠素a（黃綠色）葉綠素b（橙黃色）胡蘿卜素葉黃素（黃色）葉綠素(約占3/4)類胡蘿卜素（約占1/4）藍(lán)紫光色素的作用：吸收、傳遞、轉(zhuǎn)換光能一、捕獲光能的色素葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光紅光藍(lán)紫光一、捕獲光能的色素一、捕獲光能的色素一、捕獲光能的色素

植物工廠的LED燈都是做成全紅、全藍(lán)、紅藍(lán)組合三種形式。

植物工廠里為什么不用發(fā)綠光的官光源？

不同波長的光具有明顯不同的生物學(xué)效應(yīng)，包括對植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成、光合作用和器官生長發(fā)育等方面的不同影響。

綠色光源發(fā)出綠色的光，這種波長的光線不能被光合色素吸收，因此無法用于光合作用中制造有機(jī)物。綠葉中可用于光合作用的四中色素存在于細(xì)胞中的生么部位呢二、葉綠體結(jié)構(gòu)適于光合作用葉綠體由雙層膜包被，內(nèi)部有許多基粒。每個(gè)基粒都由一個(gè)個(gè)圓餅狀的囊狀結(jié)構(gòu)——類囊體堆疊而成。吸收光能的4種色素分布在類囊體的薄膜上，基粒與基粒之間充滿了基質(zhì)。葉綠體內(nèi)眾多的基粒和類囊體，極大擴(kuò)展了受光面積。在類囊體膜上和葉綠體基質(zhì)中，含有多種進(jìn)行光合作用的酶1g菠菜葉片中的類囊體總面積竟有60m2左右。二、葉綠體結(jié)構(gòu)適于光合作用水綿黑藻仔細(xì)觀察，水綿的葉綠體有什么特殊之處？實(shí)驗(yàn)

驗(yàn)證葉綠體是光合作用的場所水綿是藻類,真核生物每條水綿由許多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的長筒狀細(xì)胞連接而成。水綿很明顯的特點(diǎn)是：葉綠體呈帶狀，螺旋排列在細(xì)胞里。好氧細(xì)菌：聚集在氧氣產(chǎn)生的地方。二、葉綠體結(jié)構(gòu)適于光合作用二、葉綠體結(jié)構(gòu)適于光合作用恩格爾曼的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)材料為什么選擇水綿和好氧細(xì)菌？

2.為何要除去小室中原有的空氣？3.在黑暗中用極細(xì)光束照射水綿有何巧妙之處？

實(shí)驗(yàn)

驗(yàn)證葉綠體是光合作用的場所水綿的帶狀葉綠體螺旋分布于細(xì)胞中，便于進(jìn)行觀察研究。好氧細(xì)菌對O2很敏感，能夠準(zhǔn)確的檢測出O2產(chǎn)生的場所。排除原有氧氣對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾排除光對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾二、葉綠體結(jié)構(gòu)適于光合作用恩格爾曼的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)4.為何把載有水綿的臨時(shí)裝片又暴露于光下？5.由實(shí)驗(yàn)?zāi)艿贸鍪裁唇Y(jié)論？實(shí)驗(yàn)

驗(yàn)證葉綠體是光合作用的場所前后對照氧氣是光照條件下由葉綠體釋放的二、葉綠體結(jié)構(gòu)適于光合作用思考：結(jié)合剛剛學(xué)過的色素吸收光存在差異這一知識，同學(xué)們能否在恩格爾曼第一個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出所要研究的問題？工具：三棱鏡好氧細(xì)菌水綿好氧細(xì)菌二、葉綠體結(jié)構(gòu)適于光合作用資料：又結(jié)合其他實(shí)驗(yàn)證據(jù)，科學(xué)家們證明了：在葉綠體基質(zhì)中，含有多種進(jìn)行光合作用所必需的酶。

葉綠體是光合作用的場所，并且能夠吸收特定波長的光。

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，還有很多進(jìn)行光合作用所必需的酶。問題探討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。討論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、營養(yǎng)液成分和溫度等條件?

紅色/藍(lán)色LED燈二氧化碳發(fā)生器植物工廠1.靠人工光源生產(chǎn)蔬菜有什么好處？①可以避免自然光照強(qiáng)度不足，光合作用強(qiáng)度降低而造成的減產(chǎn)。②人工光源的強(qiáng)度和光質(zhì)可控，可根據(jù)植物生長情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使蔬菜產(chǎn)量達(dá)到最大。問題探討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？二氧化碳濃度、營養(yǎng)液成分和溫度是影響植物生長的重要外部條件，因此要進(jìn)行控制，以便讓植物達(dá)到最佳的生長狀態(tài)。二氧化碳發(fā)生器植物工廠問題探討紅色/藍(lán)色LED燈二氧化碳發(fā)生器~~~~~練習(xí)與應(yīng)用~~~~~一、×√×A二、1.有關(guān)。不同顏色的藻類吸收不同波長的光。水對