光合作用和能量轉(zhuǎn)化第一課時課件【知識精講+拓展提升+遷移訓(xùn)練】 高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

第4節(jié)能量之源——光與光合作用將光能轉(zhuǎn)變成細胞能夠利用的化學(xué)能的生理過程問題探討

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？用人工光源生產(chǎn)蔬菜，可以避免由于自然環(huán)境中光照強度不足導(dǎo)致光合作用強度低而造成的減產(chǎn)。同時，人工光源的強度和不同色光是可以調(diào)控的，可以根據(jù)植物生長的情況進行調(diào)節(jié)，以使蔬菜產(chǎn)量達到最大。討論影響光合作用的因素很多，既有植物自身條件，也有外界環(huán)境條件。二氧化碳濃度、營養(yǎng)液和溫度是影響植物生長的重要外部條件，因此要進行控制，以便讓植物達到最佳的生長狀態(tài)。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)。綠葉中究竟有哪些色素呢？（一）

捕獲光能的色素一、捕獲光能的色素實驗：綠葉中色素的提取和分離

不同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散速度越快，反之則慢。①提取色素的原理色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中;②分離色素的原理【實驗原理】一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（一）

捕獲光能的色素1.探究·實踐

綠葉中色素的提取和分離實驗步驟：1.提取綠葉中的色素：SiO2：使研磨充分CaCO3：防止色素被破壞無水乙醇：提取色素2.制備濾紙條鉛筆線畫鉛筆細線減去兩角的目的：防止層析液從邊緣擴散速度太快。實驗步驟：將干燥的定性濾紙剪成濾紙條，將濾紙條的一端剪去一個角，并在距這端1cm處用鉛筆畫一條細的橫線。3.畫濾液細線實驗步驟：濾液細線的要求：細、直、齊（使色素處于同一起跑線）；重復(fù)2—3次（防止色素太少分離現(xiàn)象不明顯）。4.分離綠葉中的色素實驗步驟：層析液培養(yǎng)皿濾液細線注意:濾液細線不能觸到層析液（防止色素溶解在層析液中）燒杯要蓋上培養(yǎng)皿、試管要塞上棉塞（層析液易揮發(fā)且有毒）5、觀察與記錄實驗結(jié)果實驗步驟：濾紙上色帶的排列順序如何？寬窄如何？說明什么？一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（一）

捕獲光能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.探究·實踐

綠葉中色素的提取和分離（P98~P99）色素種類顏色含量溶解度擴散速度胡蘿卜素橙黃色最少最高最快葉黃素黃色較少較高較快葉綠素a藍綠色最多較低較慢葉綠素b黃綠色較多最低最慢【改進實驗】【實驗結(jié)果】出現(xiàn)四個同心圓色素帶，從外往里依次為:胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b；【問題1】某同學(xué)在提取色素時，收集到的濾液綠色過淺，試幫他分析一下可能的原因有哪些？【問題2】秋天大多數(shù)葉片會變黃，韭黃種植在黑暗條件下，試分析哪些因素會影響葉綠素的合成？(1)未加二氧化硅，研磨不充分；(2)未加碳酸鈣，色素分子被破壞；(3)一次加入大量的無水乙醇；(4)菠菜葉不新鮮，葉綠素太少；光照溫度Mg等礦質(zhì)元素一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（一）

捕獲光能的色素3.光合色素的吸收光譜吸收光譜【四種色素的吸收光譜】【思考】植物工廠中利用的人工光源主要是紅色、藍紫色和白色的光源，為什么不用綠光？綠光基本不吸收【結(jié)論】葉綠素主要吸收紅光和藍紫光；類胡蘿卜素主要吸收藍紫光;【思考】綠葉中的色素主要分布于哪里呢？一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)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(dāng)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)。(1)結(jié)構(gòu)①_______②_____③______：由_________堆疊而成(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)部的類囊體薄膜上，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的酶。色素分子類囊體膜葉綠體基質(zhì)【葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能】一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（二）

葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用（1）恩格爾曼的第一個實驗2.葉綠體的功能及實驗驗證水綿+需氧細菌無空氣黑暗中，用極細光束照射水綿完全暴露在光下需氧細菌只集中分布在葉綠體被光束照射到的部位需氧細菌分布在葉綠體所有受光的部位①實驗過程及現(xiàn)象②實驗結(jié)論葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所，吸收光能，釋放氧氣。一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（2）

恩格爾曼的第二個實驗①實驗過程光三棱鏡臨時裝片用透過三棱鏡的光照射水綿臨時裝片，觀察需氧細菌的分布。②實驗現(xiàn)象：大量的需氧細菌聚集在紅光和藍紫光區(qū)域。③實驗結(jié)論：葉綠體主要吸收紅光和藍紫光，用于光合作用，放出氧氣。一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（二）

葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用

1.恩格爾曼在選材、實驗設(shè)計上有什么巧妙之處？2.綜合上述資料，你認為葉綠體具有什么功能？討論（P101）①實驗材料選的妙：實驗材料選擇水綿和需氧細菌。水綿的葉綠體呈螺旋帶狀分布，便于觀察；用需氧細菌可確定釋放氧氣多的部位②排除干擾的方法妙：沒有空氣的黑暗環(huán)境，排除了氧氣和光的干擾③實驗對照設(shè)計的妙：用極細的光束點狀投射，葉綠體上可分為獲得光照多和光照少的部位，相當(dāng)于一組對比實驗④臨時裝片設(shè)計的妙：進行局部光照和曝光實驗，進一步驗證了實驗結(jié)果完全是由光照引起的。

葉綠體是進行光合作用的場所，并且能夠吸收特定波長的光。一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（二）

葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用

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。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)。1.如圖表示綠葉中色素的提取和分離實驗的部分材料和用具，下列敘述錯誤的是(

)。

A．圖①加入研缽內(nèi)的物質(zhì)有無水乙醇、SiO2、CaCO3B．將漿糊狀研磨液倒入②中，漏斗基部應(yīng)放一塊單層尼龍布C．③畫濾液細線的要求是細、齊、直D．④層析結(jié)果色素帶最寬的是葉綠素b，擴散最快的是葉黃素D2.用紙層析法能夠?qū)⑷~綠體的四種色素分開的原因是（）A.四種色素隨層析液在濾紙上擴散速度不同B.四種色素隨濾液在濾紙上擴散速度不同C.四種色素隨濾液在濾紙條上滲透速度不同D.四種色素隨層析液在濾紙條上滲透速度不同A3.在葉綠體提取和分離試驗中，特別要注意不能讓層析液沒及濾液細線，原因是（）A.濾紙條上的集中色素不能擴散B.色素沿濾紙條的擴散速度太慢，色素分離不明顯C.層析液妨礙色