光合作用與能量轉(zhuǎn)化課件 【知識(shí)建構(gòu)+拓展延伸】高一上學(xué)期生物人教版必修1

植物工廠紅色/藍(lán)色LED燈二氧化碳發(fā)生器

你參觀或聽說(shuō)過植物工廠嗎？植物工廠在人工精密的控制光照、溫度、濕度、CO2濃度和營(yíng)養(yǎng)液成分條件下，生產(chǎn)蔬菜和其他植物。有的蔬菜工廠完全依賴LED燈等人工光源，其中常見的是紅色、藍(lán)色和白色光源。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CO2濃度、營(yíng)養(yǎng)液成分和溫度等條件？

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)度和不同色光可以調(diào)控，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。CO2濃度、營(yíng)養(yǎng)液和溫度是影響植物生長(zhǎng)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(zhǎng)狀態(tài)。5.4.1光合作用與能量轉(zhuǎn)化

第一課時(shí)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用白化苗由于不能形成葉綠素，無(wú)法進(jìn)行光合作用，待種子中貯存的養(yǎng)分耗盡就會(huì)死亡。白化苗不能進(jìn)行光合作用，無(wú)法制造有機(jī)物。正常幼苗能進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物。這說(shuō)明光合作用需要色素去捕獲光能。1.為什么有些植物的葉片不是綠色的?2.為什么有些植物的葉片在不同時(shí)期顏色不同呢？植物依靠哪些色素捕獲光能？葉綠體的結(jié)構(gòu)有哪些適于進(jìn)行光合作用的特點(diǎn)？本節(jié)聚焦第一課時(shí)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)1、綠葉中色素提取和分離的原理分別是什么?2、研磨過程中加入無(wú)水乙醇、SiO2、CaCO3的作用是什么？3、將濾液收集到試管中后，為什么要用棉塞將試管口塞嚴(yán)？4、濾紙條一端為什么要剪去兩角？5、畫濾液細(xì)線時(shí)應(yīng)注意什么？6、為什么不能讓濾液細(xì)線觸及層析液？閱讀課本P98-99，并思考以下幾個(gè)問題。一、捕獲光能的色素探究·實(shí)踐

綠葉中色素的提取和分離[實(shí)驗(yàn)原理]提取:分離:[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯提取和分離綠葉中的色素，探究綠葉中色素的種類。綠葉中的色素都能溶解在有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇中。紙層析法探究·實(shí)踐

綠葉中色素的提取和分離不同色素在層析液中溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢。[實(shí)驗(yàn)材料用具]新鮮的綠葉(深綠)（如菠菜的綠葉）、無(wú)水乙醇、層析液、SiO2、CaCO3[實(shí)驗(yàn)步驟]材料:5g鮮葉藥品SiO2CaCO3無(wú)水乙醇使研磨充分防止色素破壞溶解色素★研磨要充分且迅速探究·實(shí)踐

綠葉中色素的提取和分離提取綠葉中的色素：制備濾紙條畫濾液細(xì)線分離綠葉中的色素稱-剪-研-濾新鮮、濃綠的葉片中含有較多的葉綠素?！镌嚬芸谝麌?yán)研磨:防止無(wú)水乙醇揮發(fā)過濾：用單層尼龍布濾紙、紗布會(huì)吸收色素防止溶劑揮發(fā)和色素分子被氧化觀察與記錄[實(shí)驗(yàn)步驟]探究·實(shí)踐

綠葉中色素的提取和分離提取綠葉中的色素制備濾紙條：畫濾液細(xì)線分離綠葉中的色素干燥的鉛筆線剪兩角使層析液在濾紙條上擴(kuò)散得快。避免邊緣效應(yīng)，使層析液同步到達(dá)細(xì)線觀察與記錄[實(shí)驗(yàn)步驟]探究·實(shí)踐

綠葉中色素的提取和分離提取綠葉中的色素制備濾紙條畫濾液細(xì)線：分離綠葉中的色素★要求：細(xì)、直、齊

重復(fù)2—3次為了積累更多的色素，使分離后的色素帶更明顯防止色素帶重疊而影響分離效果觀察與記錄[實(shí)驗(yàn)步驟]探究·實(shí)踐

綠葉中色素的提取和分離提取綠葉中的色素制備濾紙條畫濾液細(xì)線分離綠葉中的色素：層析液培養(yǎng)皿防止色素溶解在層析液中★層析液不能沒及濾液線★燒杯加培養(yǎng)皿蓋防止層析液揮發(fā)，因其易揮發(fā)且有毒觀察與記錄[實(shí)驗(yàn)步驟]探究·實(shí)踐

綠葉中色素的提取和分離提取綠葉中的色素制備濾紙條畫濾液細(xì)線分離綠葉中的色素觀察與記錄葉綠素a（藍(lán)綠色）葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）溶解度從高到低胡黃ab從上往下依次是：ab黃胡從寬到窄依次是：含量從多到少葉綠素類胡蘿卜素（含量約3/4）（含量約1/4）葉綠素a（藍(lán)綠色）葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）綠葉中的色素吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能一、捕獲光能的色素1.分類：

2.功能：

不同的色素對(duì)光的吸收有什么差別？

想一想：為什么有些植物葉片在不同時(shí)期顏色不同呢？

秋季，葉片的葉綠素分子在低溫下被破壞，而類胡蘿卜素較穩(wěn)定，所以顯出類胡蘿卜素的顏色。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3.色素的吸收光譜一、捕獲光能的色素1.為什么植物葉片呈現(xiàn)綠色？3.色素的吸收光譜一、捕獲光能的色素2.植物工廠里為什么不用綠光作為光源？因?yàn)槿~綠素對(duì)綠光吸收最少，綠光被反射回來(lái)，所以葉片才呈現(xiàn)綠色。綠光幾乎不能被色素吸收，因此無(wú)法用于光合作用制造有機(jī)物。透明3.大棚種植蔬菜時(shí)，選擇什么顏色的塑料薄膜最好？海洋中的藻類，習(xí)慣上依其顏色分為綠藻、褐藻和紅藻，它們?cè)诤Ｋ械拇怪狈植即笾乱来问菧\、中、深。這種現(xiàn)象與光能的捕獲有關(guān)嗎？思維拓展教材P101綠藻：反射綠光紅藻：反射紅光褐藻：反射紅黃光水對(duì)紅、橙光的吸收比對(duì)藍(lán)、綠光的吸收要多，即到達(dá)深水層的光線是短波長(zhǎng)的光，因此，吸收紅光和藍(lán)紫光較多的綠藻分布于海水的淺層，吸收藍(lán)紫光和綠光較多的褐藻分布于海水中層，吸收藍(lán)紫光較多的紅藻分布于海水的深層。主要吸收綠光、藍(lán)紫光主要吸收紅光、藍(lán)紫光主要吸收藍(lán)紫光思考·討論二、葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用1、葉綠體的形態(tài)(光鏡下)一般呈扁平的橢球形或球形?；Ｈ~綠體基質(zhì)類囊體外膜內(nèi)膜(色素)(酶)(酶)2、葉綠體的結(jié)構(gòu)(電鏡下)黑暗處理極細(xì)光束照射暴露在光下3、功能（恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)）二、葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用水綿和需氧細(xì)菌的裝片隔絕空氣細(xì)菌集中在極細(xì)光束照射部位細(xì)菌均勻分布自變量：因變量：光照、黑暗需氧菌聚集部位

結(jié)論：葉綠體能吸收光能用于光合作用放氧。1、為什么選用水綿和好氧細(xì)菌作為實(shí)驗(yàn)材料？①水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察。②好氧細(xì)菌可確定釋放O2的部位。2、為什么選用黑暗并且沒有空氣的環(huán)境？排除光線和氧的干擾。格爾曼在選材、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上有什么巧妙之處？二、葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用3、極細(xì)光束：葉綠體上可分為光照多和光照少的部位，相當(dāng)于一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)。4、暴露于光下：再一次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因?yàn)樗d葉綠體上的光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，在此波長(zhǎng)光照射下，葉綠體會(huì)釋放更多氧氣，適于需氧細(xì)菌在此區(qū)域分布。第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，大量需氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域，為什么？二、葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用

用透過三棱鏡的光照射水綿臨時(shí)裝片，發(fā)現(xiàn)大量的需氧型細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域。3、功能（恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)）葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所，并且能夠吸收特定波長(zhǎng)的光。光合作用的場(chǎng)所只能是葉綠體嗎？藍(lán)細(xì)菌、光合細(xì)菌等沒有葉綠體也能進(jìn)行光合作用。二、葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用綜合上述資料，你認(rèn)為葉綠體具有什么功能？3、功能（恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)）2.某同學(xué)用韭黃研磨后的提取液進(jìn)行色素分離，在濾紙條上將出現(xiàn)幾條明顯的色素帶（）A.0條B.1條C.2條