高中生物必修1第五章第四節(jié)課件

第四節(jié)能量之源－光與光合作用有些蔬菜大棚用紅色或藍色的塑料薄膜代替普通塑料薄膜，有的溫室內(nèi)懸掛發(fā)紅色或藍色的燈管。1.用這種方法有什么好處？這樣做對光合作用有影響嗎？2.為什么是用紅色或藍色的呢？用綠色的可以嗎？可以提高光合作用強度；不同顏色的光會影響植物的光合作用。不能；因為葉綠素基本上不吸收綠光

光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能被細(xì)胞所吸收的過程稱為光合作用。

太陽光中有能量，我們制造出太陽能電池板可以捕獲其中的能量并轉(zhuǎn)化為電能。綠色植物也能捕獲并轉(zhuǎn)化太陽光中的能量，那么，綠葉中通過什么物質(zhì)或結(jié)構(gòu)捕獲并轉(zhuǎn)化光能呢？

我們知道，玉米中有時會出現(xiàn)白化苗。白化苗由于不能進行光合作用，待種子中貯存的養(yǎng)分耗盡就會死亡?？梢姽夂献饔门c細(xì)胞中的色素有關(guān)。

今天的實驗，主要目的是探究綠葉中含有幾種色素和學(xué)習(xí)對色素進行提取和分離的方法，并設(shè)法將這些色素分離開。

綠葉中有哪些色素呢？一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)

1、實驗：綠葉中色素的提取和分離

色素提取原理：葉綠體中的色素可以溶解在無水乙醇中，可以用來提取色素。

色素分離原理：色素在層析液中的溶解度不同，在濾紙上的擴散速度有差別，可以用來分離色素。實驗過程：１．提取色素稱取5g左右的鮮葉，剪碎，放入研缽中。加少許的二氧化硅（充分研磨）和碳酸鈣（防止色素被破壞）與10ml無水乙醇。在研缽中快速研磨。將研磨液進行過濾。２．制備濾紙條３．畫濾液細(xì)線２４．分離色素實驗結(jié)果：討論：1.濾紙條上有幾條不同顏色的色帶？其排序怎樣？寬窄如何？這說明了什么？2023/10/1611結(jié)果分析：（1）濾紙條上出現(xiàn)四條色素帶，說明有4種色素，由上到下為胡蘿卜素——葉黃素——葉綠素a——葉綠素b（2）4種色素含量：葉綠素a>葉綠素b>葉黃素>胡蘿卜素（3）相鄰色素帶距離：最大——胡蘿卜素和葉黃素最小——葉綠素a和葉綠素b葉綠素類胡蘿卜素（含量約3/4）（含量約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）綠葉中的色素實驗關(guān)鍵：1.選材時應(yīng)注意選擇鮮嫩、色濃綠的葉片。如菠菜葉、棉花葉、洋槐葉等。2.畫濾液細(xì)線時應(yīng)以細(xì)、齊、直為標(biāo)準(zhǔn)，重復(fù)畫線時必須等上次畫線干燥后再進行，重復(fù)2-3次。3.層析時不要讓濾液細(xì)線觸及層析液。注意事項：1.因丙酮和層析液都是易揮發(fā)且有一定毒性的有機溶劑，所以研磨要快，收集的濾液要用棉塞塞住，層析時要加蓋，盡量減少有機溶劑的揮發(fā)。2.在研磨時要加少許二氧化硅，目的是為了研磨充分，有利于色素的提??；加少許碳酸鈣的目的是為了防止研磨過程中，葉綠體中的色素受到破壞。3.分離色素時，一定不要讓濾紙條上的濾液細(xì)線接觸到層析液，這是因為色素易溶解在層析液中，導(dǎo)致色素帶不清晰，影響實驗效果。葉綠素：吸收藍紫光和紅光類胡蘿卜素：吸收藍紫光葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍紫光和紅光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光。注：因為葉綠素對綠光吸收最少，綠光被反射回來，所以葉片才呈現(xiàn)綠色。結(jié)論：色素葉綠素類胡蘿卜素葉綠素a葉綠素b葉黃素胡蘿卜素(紅光)(藍紫光)(藍紫光)(紅光)(藍紫光)2、色素的種類和各色素的吸收光譜3、色素的功能（1）吸收、傳遞功能：絕大多數(shù)的葉綠素a以及全部的葉綠素b、胡蘿卜素、葉黃素（2）轉(zhuǎn)換功能：少數(shù)處于特殊狀態(tài)的葉綠素a葉片中的葉肉細(xì)胞綠葉回顧

葉肉細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖

葉綠體亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖捕捉光能的色素存在于細(xì)胞中的什么部位？二、捕獲光能的結(jié)構(gòu)——葉綠體1、分布：主要分布在綠色植物的葉肉細(xì)胞2、形態(tài)：扁平的橢球形或球形葉綠體結(jié)構(gòu)模式圖外膜內(nèi)膜基?；|(zhì)每個基粒都由一個個圓餅狀的囊狀結(jié)構(gòu)堆疊而成。這些囊狀結(jié)構(gòu)稱為類囊體。吸收光能的四種色素就分布在類囊體的薄膜上。而每個基粒都含有兩個以上的類囊體，多者可達100個以上。葉綠體內(nèi)有如此多的基粒和類囊體，極大地擴大了受光面積。3、結(jié)構(gòu)4、葉綠體的功能（P100資料分析）1裝片中好氧細(xì)菌向葉綠體被光束照射到的部位集中。裝片中好氧細(xì)菌分布在葉綠體所有受光部位的周圍。氧是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是光合作用的場所。2結(jié)論：葉綠體的被光束照射到的部位是光合作用的場所結(jié)論：現(xiàn)象：現(xiàn)象：沒有空氣黑暗極細(xì)光束完全光照討論：恩格爾曼實驗在設(shè)計上有什么巧妙之處？（1）用水綿作實驗材料，有細(xì)而長的帶狀葉綠體，螺旋狀分布在細(xì)胞中，便于觀察和分析研究。（2）將臨時裝片置于黑暗且沒有空氣的環(huán)境中，排除了環(huán)境中光線和O2的影響，從而確保實驗?zāi)茼樌M行。（3）用極細(xì)的光束照射，并且用好氧菌進行檢測，能準(zhǔn)確的判斷水綿細(xì)胞中放O2

部位。（4）進行黑暗（局部光照）與曝光的對照實驗，從而明確實驗結(jié)果完全是由光照引起的。結(jié)論:葉綠體是進行光合作用的場所，它內(nèi)部的巨大膜表面上，不僅分布著許多吸收光能的色素分子，還有許多進行光合作用所必需的酶。？

你還記得嗎

……

什么叫光合作用？

……三、光合作用的探索歷程結(jié)論：水分是植物建造自身的原料。17世紀(jì)海爾蒙特栽培的柳樹實驗結(jié)論：植物可以更新空氣有人重復(fù)了普利斯特利的實驗，得到相反的結(jié)果，所以有人認(rèn)為植物也能使空氣變污濁？1779年，荷蘭英格豪斯普利斯特利的實驗只有在陽光照射下才能成功；植物體只有綠葉才能更新空氣。到1785年，發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，人們才明確綠葉在光下放出的是O2，吸收的是CO2。水二氧化碳氧氣光？光能化學(xué)能儲存在什么物質(zhì)中？1845年德國梅耶1864年，薩克斯(德)的實驗（置于暗處幾小時）思考：目的是什么？一半遮光一半曝光為了使綠葉中原有的有機物消耗殆盡1864年，（德）薩克斯的實驗結(jié)論：綠色葉片中光合作用中產(chǎn)生了淀粉1880年，美國科學(xué)家恩格爾曼黑暗中

極細(xì)光束光照下結(jié)論：葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所光合作用釋放氧氣，氧氣是由葉綠體釋放出來的光合作用釋放的O2來自CO2還是H2O？第一組光合作用產(chǎn)生的O2來自于H2O。H2180C02H20C18O2第二組1802021941年美國魯賓和卡門實驗（同位素標(biāo)記法）結(jié)論光合作用產(chǎn)生的有機物又是怎樣合成的？20世紀(jì)40年代美國卡爾文用14C標(biāo)記14CO2，供小球藻進行光合作用，探明了CO2中的C的去向，稱為卡爾文循環(huán)。年代科學(xué)家結(jié)論1664海爾蒙特水分是植物建造自身的原料1771普利斯特利植物可以更新空氣1779英格豪斯植物更新空氣需綠葉和陽光1845梅耶植物在光合作用時把光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能儲存起來1864薩克斯綠葉光合作用產(chǎn)生淀粉1880恩格爾曼氧氣由葉綠體釋放出來。葉綠體是光合作用的場所。1941魯賓卡門光合作用釋放的氧來自水。20世紀(jì)40代卡爾文光合產(chǎn)物中有機物的碳來自CO2四、光合作用的過程綠色植物通過葉綠體，利用光能，把CO2和H2O轉(zhuǎn)化成儲存能量的有機物，并釋放出O2的過程。2、光合作用的反應(yīng)式反應(yīng)物、條件、場所、生成物CO2＋H2O（CH2O）＋O2光能葉綠體糖類3、光合作用過程光反應(yīng)暗反應(yīng)劃分依據(jù):反應(yīng)過程是否需要光能光反應(yīng)在白天可以進行嗎？夜間呢？暗反應(yīng)在白天可以進行嗎？夜間呢？有光才能反應(yīng)有光、無光都能反應(yīng)H2O類囊體膜酶Pi

＋ADPATP(1)光反應(yīng)階段光、色素、酶葉綠體內(nèi)的類囊體薄膜上水的光解：2H2O4[H]+O2光能（還原劑）ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能）ATP酶光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能貯存在ATP中[H]場所：條件：物質(zhì)變化能量變化進入葉綠體基質(zhì)，參與暗反應(yīng)供暗反應(yīng)使用CO2

五碳化合物

C5

CO2的固定三碳化合物2C3C3的還原葉綠體基質(zhì)多種酶H2O類囊體膜酶Pi

＋ADPATP[H]糖類卡爾文循環(huán)（2）暗反應(yīng)階段CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的還原：ATP[H]、ADP+Pi葉綠體的基質(zhì)中

ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惖?/p>

有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能2C3(CH2O)+C5酶糖類[H]、ATP、酶場所：條件：物質(zhì)變化能量變化CO2

五碳化合物

C5

CO2的固定三碳化合物2C3葉綠體基質(zhì)多種酶糖類ATP[H]色素分子可見光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[H]多種酶酶(CH2O)CO2吸收光解能固定還原酶光反應(yīng)暗反應(yīng)光合作用總過程：

聯(lián)系(3)光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別聯(lián)系光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段條件場所物質(zhì)變化能量變化光、色素、酶不需光、酶、[H]、ATP葉綠體類囊體膜葉綠體基質(zhì)中水的光解；ATP的生成CO2的固定；C3的還原

ATP中活躍化學(xué)能光能ATP中活躍化學(xué)能有機物中穩(wěn)定化學(xué)能光反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ)，為暗反應(yīng)提供[H]和ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi。

CO2+H2O（CH2O)+O2光能葉綠體葉綠體處不同條件下：C3、C5、［H］、ATP以及(CH2O)合成量的動態(tài)變化條件C3C5［