【課件】光合作用與能量轉(zhuǎn)換第一課時(shí)課件

5.4

光合作用和能量轉(zhuǎn)化一

捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)葉子概念車

葉子概念車是一款能夠充分利用太陽能、風(fēng)能以及空氣中的二氧化碳從而產(chǎn)生電能驅(qū)動(dòng)的新能源汽車。車頂?shù)拇笕~子是一個(gè)光電轉(zhuǎn)化器，能把太陽能轉(zhuǎn)化為電能。教學(xué)目標(biāo)目標(biāo)0102認(rèn)同葉綠體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與其作為光合作用的場(chǎng)所相適應(yīng)。(生命觀念）理解“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的原理，學(xué)會(huì)探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路。（科學(xué)思維）歡迎來到智慧植物工廠？？問題探討植物工廠1.植物工廠和自然界相比有何優(yōu)勢(shì)？2.靠人工光源生產(chǎn)蔬菜有什么好處？植物工廠可以通過人工精密的控制光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度和營(yíng)養(yǎng)液成分等外界條件?？臻g利用更充分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(zhǎng)的情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使蔬菜產(chǎn)量達(dá)到最大。一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)思考：“白化苗”能持續(xù)正常地生長(zhǎng)嗎？光合作用與細(xì)胞中的色素有關(guān)。思考：細(xì)胞哪些結(jié)構(gòu)含有色素？液泡：花青素葉綠體：多種光合色素不能進(jìn)行光合作用，不能持續(xù)正常地生長(zhǎng)。只有葉綠體中的色素可以捕獲光能。（1）提取原理綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中。綠葉中色素在層析液(汽油)中的溶解度不同。（2）分離原理（一）實(shí)驗(yàn)：綠葉中色素的提取和分離一、捕獲光能的色素1.實(shí)驗(yàn)原理無水乙醇

提取方法紙層析法分離方法溶解度大，擴(kuò)散速度快；溶解度小，擴(kuò)散速度慢①研磨材料:5g鮮葉藥品SiO2——有助于研磨充分CaCO3

——防止色素被破壞無水酒精——溶解色素2.實(shí)驗(yàn)步驟②過濾：獲取綠色濾液（試管口加棉花防揮發(fā)）（1）提取色素1cm將干燥的定性濾紙剪成寬度略小于試管直徑、長(zhǎng)度略小于試管長(zhǎng)度的濾紙條，再將濾紙條一端剪去兩角，并在距這一端底部1cm處用鉛筆畫一條細(xì)的橫線；剪去兩角的原因？防止層析液在濾紙條的邊緣擴(kuò)散過快而使形成的色素帶不整齊（2）制備濾紙條要求：（1）細(xì)直勻

（2）干燥后重復(fù)1—2次用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻地畫出一條細(xì)線（也可將濾液倒入培養(yǎng)皿，再用蓋玻片蘸取濾液，在橫線處按壓出均勻的細(xì)線）。待濾液干后，再重畫一到兩次；防止色素帶重疊而影響分離效果

增加色素量，使分離出的色素帶清晰（3）畫濾液細(xì)線濾液細(xì)線畫濾液細(xì)線4.分離綠葉中的色素（1）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）（2）為何要蓋上培養(yǎng)皿？（防止層析液揮發(fā)，因其易揮發(fā)且有毒）插濾紙條層析液培養(yǎng)皿分離綠葉中的色素效果圖3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果葉綠素類胡蘿卜素綠葉中光合素色的功能：吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能(占1/4)(占3/4)胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）葉綠素a（藍(lán)綠色）葉綠素b（黃綠色）綠葉中光合素色的種類

色素種類色素顏色色素含量溶解度擴(kuò)散速度胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b橙黃色黃色藍(lán)綠色黃綠色最少最多較多較少最低最高較高較低最慢最快較快較慢綠葉中光合素色的比較葉綠素由C、H、O、N、Mg構(gòu)成（1）濾紙條上色素帶顏色較淺原因分析①未加入二氧化硅，研磨不充分，色素未能充分提取。②稱取綠葉過少或加入無水乙醇過多，色素濃度小。③未加碳酸鈣或加入量過少，色素分子部分被破壞。④沒有選擇新鮮、濃綠的葉片，含色素少。(2)濾紙條色素帶重疊:沒經(jīng)干燥處理,濾液細(xì)線不能達(dá)到細(xì)、直、勻的要求,使色素?cái)U(kuò)散不一致造成的。4.綠葉中色素提取和分離實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象分析(3)濾紙條看不到色素帶:(4)濾紙條只呈現(xiàn)胡蘿卜素、葉黃素色素帶:①忘記畫濾液細(xì)線;②濾液細(xì)線接觸到層析液,且時(shí)間較長(zhǎng),色素全部溶解到層析液中。未加碳酸鈣導(dǎo)致葉綠素被破壞。材料：太陽光是由不同波長(zhǎng)的光組合成的復(fù)合光，不同波長(zhǎng)的光，顏色不同，可見光的波長(zhǎng)是400-760nm；波長(zhǎng)小于400nm的光是紫外光；波長(zhǎng)大于760nm的光是紅外光。學(xué)生思考：1.四種光合色素吸收的是什么光？2.四種光合色素對(duì)光的吸收有什么差別呢？（二）色素的吸收光譜葉綠素溶液類胡蘿卜素溶液對(duì)比分析一、捕獲光能的色素葉綠素主要吸收______________類胡蘿卜素主要吸收________藍(lán)紫光、紅光藍(lán)紫光400500600700波長(zhǎng)/nm葉綠素a葉綠素b類胡蘿卜素吸收光能的百分比葉綠素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。運(yùn)用分析：為什么植物春夏葉子翠綠?而深秋則葉片金黃呢？

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(dāng)溫度低于7℃時(shí)，樹葉中會(huì)生成花青素。物體呈現(xiàn)什么顏色是因?yàn)樗樟顺擃伾酝獾纳?，透過或反射了該種色光進(jìn)入人眼的緣故。選無色透明的塑料薄膜；大棚內(nèi)照明燈在功率相同的情況下，最好選藍(lán)紫光和紅光。運(yùn)用分析：溫室或大棚種植蔬菜時(shí)，應(yīng)選擇什么顏色的玻璃、塑料薄膜或補(bǔ)充光源？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。

為什么植物葉片呈現(xiàn)綠色？

這些捕獲光能的色素存在于細(xì)胞中的什么部位？外膜內(nèi)膜基粒類囊體葉綠體基質(zhì)①多個(gè)類囊體堆疊形成基粒，色素和酶的附著面積增大，極大地?cái)U(kuò)展了受光面積，利于提高光能的利用率。②葉綠體基質(zhì)和類囊體膜上含有光合作用有關(guān)的酶。色素酶光合作用的場(chǎng)所：葉綠體葉綠體類囊體薄膜光合色素的分布：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）現(xiàn)象：裝片中需氧細(xì)菌只向葉綠體被光束照射到的部位集中?，F(xiàn)象：裝片中需氧細(xì)菌分布在葉綠體所有受光的部位。結(jié)論：氧氣是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是光合作用的場(chǎng)所。該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中是如何形成對(duì)照的？照極細(xì)光處理與不照光、黑暗與完全曝光形成對(duì)照1、恩格爾曼第一個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？2、恩格爾曼在選材、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上有什么巧妙之處？3、在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，大量的需氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域，為什么？4、綜合上述資料，你認(rèn)為葉綠體具有什么功能？思考·討論

恩格爾曼第一個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是：氧氣是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是光合作用的場(chǎng)所。

實(shí)驗(yàn)材料選擇水綿和需氧細(xì)菌，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察，用需氧細(xì)菌可確定釋放氧氣多的部位；沒有空氣的黑暗環(huán)境排除了氧氣和光的干擾；用極細(xì)的光束照射，