5.4.1光合作用與能量轉(zhuǎn)化課時(shí)一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)課件 高一上學(xué)期生物人教版必修1

第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化——捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（課時(shí)一）01光合色素的提取與分離02光合色素的種類03不同色素對(duì)光的吸收差異本節(jié)重點(diǎn)04葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用走進(jìn)植物工廠在自然界中，萬物生長靠太陽在植物工廠中，植物生長靠人工光源用人工光源可以避免由于自然環(huán)境中光照強(qiáng)度不足導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度低而造成的減產(chǎn)。同時(shí)，人工光源的強(qiáng)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(jìn)行調(diào)節(jié)，以使蔬菜產(chǎn)量達(dá)到最大。

白化苗不能進(jìn)行光合作用，無法制造有機(jī)養(yǎng)料。綠葉中有哪些色素呢？

葉片是進(jìn)行光合作用的主要器官。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)。綠葉中色素的提取和分離提取和分離綠葉中的色素，探究綠葉中色素的種類實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠脽o水乙醇提取色素（色素能溶解在有機(jī)溶劑中）實(shí)驗(yàn)原理——提取用層析液分離色素（色素在層析液中溶解度不同，溶解度越高，擴(kuò)散得越快）紙層析法實(shí)驗(yàn)原理——分離綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)材料與試劑新鮮的綠葉（如菠菜的綠葉）、無水乙醇（可用95%乙醇和無水碳酸鈉代替）、層析液（石油醚、丙酮、苯）、二氧化硅、碳酸鈣選材時(shí)應(yīng)注意選擇鮮嫩、色濃綠、無漿汁的葉片，如菠菜葉、棉花葉、洋槐葉等，因?yàn)樾迈r的綠葉色素含量多干燥的定性濾紙，試管，棉塞，試管架，研缽，玻璃漏斗，尼龍布，毛細(xì)吸管，剪刀，藥勺，量筒(10mL)，天平。實(shí)驗(yàn)用具綠葉中色素的提取和分離1.提取綠葉中的色素1234①稱取5g的綠葉，剪碎，放入研缽中。②放入少許二氧化硅和碳酸鈣，

再放入10mL無水乙醇，

迅速、充分地研磨二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸鈣可防止研磨中色素被破壞。防止無水乙醇揮發(fā)葉綠體能夠被充分破壞，使得色素能充分被釋放出來③將研磨液迅速倒入玻璃漏斗

中進(jìn)行過濾。④收集濾液,封口。用單層尼龍布過濾，過濾葉脈及二氧化硅等并且不吸附色素。盛放濾液的試管用橡膠塞塞緊，防止無水乙醇的揮發(fā)。2.制備濾紙條干燥的定性濾紙1cm為什么要剪去兩角？避免層析液在邊緣擴(kuò)散過快（邊緣效應(yīng)），使其同步到達(dá)細(xì)線畫鉛筆線3.畫濾液細(xì)線★注意：細(xì)、直、齊，待濾液干后，再重畫一兩次。

增加濾液細(xì)線上色素含量，使分離色素帶更明顯。使分離的色素帶清晰4.分離綠葉中的色素插濾紙條層析液培養(yǎng)皿為何濾液細(xì)線不能觸及層析液？防止色素溶解在層析液中原理：溶解度高的色素隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快；反之，則慢。實(shí)驗(yàn)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、充分使色素充分溶解、防止溶劑揮發(fā)盛濾液的試管口加棉塞防止乙醇揮發(fā)和色素氧化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(kuò)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明顯濾液細(xì)線不能觸及層析液防止色素溶解到層析液中優(yōu)化方案89頁實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到四條色素帶，說明綠葉中有四種色素色素帶越遠(yuǎn)，說明溶解度越大。葉綠素類胡蘿卜素（含量約3/4）（含量約1/4）葉綠素a（藍(lán)綠色，含量最高）葉綠素b（黃綠色，含量第二）胡蘿卜素（橙黃色，含量最低）葉黃素（黃色，含量第三）實(shí)驗(yàn)結(jié)論綠葉中的色素（最寬）（擴(kuò)散速度最快）色素的吸收光譜葉綠素溶液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)紫光類胡蘿卜素溶液

陽光是由不同波長的光組成組合成的復(fù)合光，在穿過三棱鏡時(shí)，不同波長的光會(huì)分散開，形成不同顏色的光帶，稱為光譜。分別讓不同顏色的光照射色素溶液就可以得到色素溶液的吸收光譜。四種光合色素對(duì)光的吸收有什么差別呢？葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍(lán)紫光和紅光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光。注：因?yàn)槿~綠素對(duì)綠光吸收最少，綠光被反射回來，所以葉片才呈現(xiàn)綠色。塑料大棚中“薄膜顏色”與“補(bǔ)光類型”溫室或大棚種植蔬菜時(shí)，選擇無色透明塑料薄膜或玻璃最好。葉綠體中色素主要吸收藍(lán)紫光和紅光，但對(duì)其余光也有少量吸收。若要補(bǔ)充光源，則藍(lán)紫光最好，其次是紅光。色素與葉片的顏色正常綠色正常葉片的葉綠素和類胡蘿卜素的比例約為3∶1，且對(duì)綠光吸收最少，所以正常葉片總是呈現(xiàn)綠色葉色變黃寒冷時(shí)，葉綠素分子易被破壞，類胡蘿卜素較穩(wěn)定，顯示出類胡蘿卜素的顏色，葉子變黃葉色變紅秋天降溫時(shí)，植物體為適應(yīng)寒冷，體內(nèi)積累了較多的可溶性糖，有利于形成紅色的花青素，而葉綠素因寒冷逐漸降解，葉子呈現(xiàn)紅色色素的吸收光譜影響葉綠素合成因素的分析葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用0.5秒延遲符，無意義，可刪除.類囊體薄膜上類囊體薄膜和葉綠體基質(zhì)色素分布：

酶分布：1g菠菜葉片中的類囊體總面積竟有60m2左右。類囊體堆疊形成基粒，極大地?cái)U(kuò)展了受光面積色素酶光合色素功能：吸收、傳遞、轉(zhuǎn)換光能葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用（1）葉綠體內(nèi)部巨大的膜表面上，分布著大量光合色素；（2）類囊體膜上和葉綠體基質(zhì)中，有許多與光合作用有關(guān)的酶；（3）葉綠體的結(jié)構(gòu)與光合作用高度適應(yīng)。色素

酶葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用0.5秒延遲符，無意義，可刪除.葉綠體除了吸收光能以外，還有什么功能嗎？水綿和需氧型細(xì)菌水綿葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用

極細(xì)光束

均勻光照水綿好氧細(xì)菌極細(xì)光束照射完全曝光黑暗

無空氣好氧細(xì)菌集中于葉綠體被光束照射的部位好氧細(xì)菌分布于葉綠體所有受光部位結(jié)論：葉綠體吸收光能用于光合作用并釋放氧氣恩格爾曼實(shí)驗(yàn)一葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用三棱鏡恩格爾曼實(shí)驗(yàn)二照射水綿好氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光的區(qū)域結(jié)論：葉綠體主要吸收藍(lán)紫光和紅光好氧細(xì)菌水綿好氧細(xì)菌葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)一恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)二恩格爾曼在選材、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上有什么巧妙之處？水綿：葉綠體呈螺旋或帶狀，便于觀察；好氧細(xì)菌：可確定釋放氧氣的部位；沒有空氣的黑暗環(huán)境：排除氧氣和光的干擾；極細(xì)的光束：葉綠體上有光和無光部位形成對(duì)照試驗(yàn)裝片暴露陽光下：再次驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果。課堂小結(jié)（藍(lán)綠色）葉綠素a（黃綠色）葉綠素b（橙黃色）