5.4 光合作用與能量轉(zhuǎn)化（第1課時(shí)）課件高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

5.4光合作用與能量轉(zhuǎn)化第1課時(shí)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)第2課時(shí)光合作用的過(guò)程第3課時(shí)影響光合作用的因素及應(yīng)用教學(xué)目標(biāo)1、闡明綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)的原理與方法2、說(shuō)出植物捕獲光能的色素的種類和作用CONTENTS目錄01捕獲光能的色素02葉綠體的結(jié)構(gòu)及功能情景導(dǎo)入綠葉中的色素有哪些?這些色素有什么作用呢?《蘇幕遮·懷舊》宋代范仲淹碧云天,黃葉地，秋色連波,波上寒煙翠。山映斜陽(yáng)天接水，芳草無(wú)情,更在斜陽(yáng)外。（綠葉）葉綠體液泡（秋后紅葉）葉綠素類胡蘿卜素花青素（不同PH）脂溶性色素水溶性色素光合作用有關(guān)光合作用無(wú)關(guān)糖類積累捕獲光能情景導(dǎo)入白化苗正常苗白化苗無(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。正常幼苗進(jìn)行光合作用，制造有機(jī)養(yǎng)料。事實(shí)：推論:光能的捕獲與葉片顏色有關(guān)分析，提出假設(shè)：光能的捕獲需要綠葉所含的色素01捕獲光能的色素01捕獲光能的色素1提取綠葉中的色素探究·實(shí)踐綠葉中色素的提取與分離提取原理實(shí)驗(yàn)用品及作用綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇中（P98背）色素提取時(shí)，研磨葉片會(huì)導(dǎo)致液泡中的有機(jī)酸釋放，破壞葉綠素，碳酸鈣可以中和酸性物質(zhì)，保護(hù)葉綠素。01捕獲光能的色素《綠葉中色素的提取》視頻01捕獲光能的色素綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)原理：提取原理：提取方法：分離原理：分離方法：綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇中。紙層析法綠葉中色素在層析液(汽油)中的溶解度不同。溶解度大，擴(kuò)散速度快；溶解度小，擴(kuò)散速度慢實(shí)驗(yàn)原理無(wú)水乙醇01捕獲光能的色素綠葉二氧化硅和碳酸鈣無(wú)水乙醇單層尼龍布棉塞實(shí)驗(yàn)步驟（1）綠葉色素的提取01捕獲光能的色素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(guò)快而使形成的色素帶不整齊（2）制備濾紙條01捕獲光能的色素注意：（1）濾液細(xì)線要細(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濾液細(xì)線畫濾液細(xì)線（3）畫濾液細(xì)線01捕獲光能的色素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）（4）分離綠葉中的色素插濾紙條層析液培養(yǎng)皿石油醚、丙酮和苯的混合液01捕獲光能的色素實(shí)驗(yàn)結(jié)果分離綠葉中的色素效果(視頻)01捕獲光能的色素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實(shí)驗(yàn)結(jié)果01捕獲光能的色素色素含量(色素帶寬度):葉綠素a＞葉綠素b＞葉黃素＞胡蘿卜素溶解度(擴(kuò)散速度):胡蘿卜素＞葉黃素＞葉綠素a＞葉綠素b距離最遠(yuǎn):距離最近：葉黃素和胡蘿卜素葉綠素a和葉綠素b實(shí)驗(yàn)結(jié)果請(qǐng)列表從色素顏色、含量、溶解度、擴(kuò)散速度等方面比較四種光合色素。01捕獲光能的色素綠葉中四種光合素色的比較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橙黃色最少最高最快黃色較少較高較快藍(lán)綠色最多較低較慢黃綠色較多最低最慢葉綠素由C、H、O、N、Mg構(gòu)成請(qǐng)小組合作分析以下異常情況原因：收集的濾液綠色過(guò)淺、濾紙條色素帶重疊、濾紙條看不到色素帶等。01捕獲光能的色素（1）收集的濾液綠色過(guò)淺的原因分析?未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。（2）濾紙條色素帶重疊

沒(méi)等干后再劃線、濾液線不能達(dá)到細(xì)、齊的要求，使色素?cái)U(kuò)散不一致造成的。?菠菜葉不新鮮，濾液色素(葉綠素)太少。?一次加入大量的無(wú)水乙醇提取濃度太低

?未加碳酸鈣或加入過(guò)少，色素分子被破壞。4.實(shí)驗(yàn)異常結(jié)果分析:01捕獲光能的色素（3）濾紙條看不到色素帶?忘記畫濾液細(xì)線。?濾液細(xì)線接觸到層析液，色素溶解到層析液中。（4）濾紙條只呈現(xiàn)胡蘿卜素、葉黃素色素帶：忘記加碳酸鈣導(dǎo)致葉綠素被破壞或所用葉片為“黃葉”。4.實(shí)驗(yàn)異常結(jié)果分析:思考：如果在圓形濾紙的中央點(diǎn)開(kāi)始，對(duì)葉綠體的色素進(jìn)行層析，會(huì)看到什么現(xiàn)象？會(huì)出現(xiàn)四個(gè)同心圓的色素帶，從外往里依次為_(kāi)____________？葉綠素b葉綠素a葉黃素胡蘿卜素胡-黃-a-b01捕獲光能的色素01捕獲光能的色素

太陽(yáng)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(jiàn)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。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？請(qǐng)自主閱讀課本P98-99頁(yè)，完成以下問(wèn)題。01捕獲光能的色素色素溶液測(cè)定色素對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收情況，而色素顏色由其反射的光所決定。結(jié)論：一般情況下，光合作用吸收的光是可見(jiàn)光。葉綠素主要吸收藍(lán)紫光和紅光；類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜思考：植物工廠里為什么不用發(fā)綠光的光源？（P99旁欄思考）色素幾乎不吸收綠光，無(wú)法用于光合作用制造有機(jī)物。習(xí)題鞏固1.銀杏的葉秋季為什么變黃了？

秋季，葉片的葉綠素分子在低溫下易被破壞，而類胡蘿卜素較穩(wěn)定，所以顯出類胡蘿卜素的顏色。2.秋天楓葉變紅色的原因是什么？

秋天降溫時(shí)，植物體為適應(yīng)寒冷環(huán)境，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，葉片呈現(xiàn)紅色。3.葉片呈綠色？正常葉片的葉綠素和類胡蘿卜素的比例為3∶1，且對(duì)綠光吸收最少，所以正常葉片總是呈現(xiàn)綠色。習(xí)題鞏固4.用這種方法有什么好處？不同

顏色的光照對(duì)植物的光合作用

會(huì)有什么影響？5.為什么不使用綠色的塑料薄膜

或補(bǔ)充綠色光源？選無(wú)色透明的塑料薄膜，為了讓各種波長(zhǎng)的太陽(yáng)光都穿過(guò)塑料薄膜，即讓植物吸收更多的光能；大棚內(nèi)照明燈在功率相同的情況下，最好選紅光和藍(lán)紫光。紅光是長(zhǎng)波更容易被吸收。02葉綠體的結(jié)構(gòu)及功能02葉綠體的結(jié)構(gòu)及功能色素酶1.光合作用的場(chǎng)所：葉綠體葉綠體類囊體薄膜2.光合色素的分布：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。吸收光能的四種色素就分布在類囊體的薄膜上。02葉綠體的結(jié)構(gòu)及功能二、葉綠體功能的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證1.實(shí)驗(yàn)者德國(guó)科學(xué)家恩格爾曼2.實(shí)驗(yàn)材料水綿易于觀察，作為釋放氧氣的觀察指標(biāo)。

注：水綿的葉綠體呈螺旋帶狀分布，細(xì)菌為需氧菌，可以運(yùn)動(dòng)。水綿好氧細(xì)菌極細(xì)光束照射完全曝光黑暗

無(wú)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葉綠體光合作用釋放氧氣3.恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)（一）1、恩格爾曼此實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是？相互對(duì)照02葉綠體的結(jié)構(gòu)及功能02葉綠體的結(jié)構(gòu)及功能設(shè)計(jì)：

選材：水綿：葉綠體螺旋帶狀，易觀察。

好氧細(xì)菌：可確定氧氣產(chǎn)生部位。1、無(wú)空氣的黑暗環(huán)境：2、在選材、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上有何巧妙之處？3.恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)（一）2、極細(xì)光束點(diǎn)狀照射：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)。3、黑暗、局部光照、全曝光：再次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果。排除氧氣和光的干擾。02葉綠體的結(jié)構(gòu)及功能用透過(guò)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。光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光吸收光能用于光合作用放氧4.恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)（二）1、為何細(xì)菌集中在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域？2、綜上所述，你認(rèn)為葉綠體有何功能？02葉綠體的結(jié)構(gòu)及功能歸納葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用的原因：2、在_____________上和______________中，還有許多進(jìn)行光合作用所必需的酶。葉綠體基質(zhì)類囊體薄膜1、葉綠體內(nèi)有眾多的基粒和類囊體，極大地?cái)U(kuò)展了受光面積，類囊體膜表面上，分布著許多吸收光能的色素分子；習(xí)題鞏固1.基于對(duì)葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能的理解，判斷下列相關(guān)表述是否正確。(1)葉綠體中只有葉綠素吸收的光能才能用于光合作用。（）(2)葉綠體的類囊體上有巨大的膜面積，有利于充分吸收光能。（）(3)植物葉片之所以呈現(xiàn)綠色，是因?yàn)槿~片中的葉綠體吸收了綠光。