2022——2023学年高一上学期生物人教版（2019）必修1-5.4.1 获光能的色素和结构 课件

(共31张PPT)
第三单元 细胞的能量供应和利用
4.1捕获光能的色素和结构
考情研读·备考定位
考点 学习目标
1.说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量。 2.理解叶绿体作为光合作用场所的特点。 3.明确叶绿体中捕获光能的色素的种类和作用。 1.生命观念——通过探讨叶绿体的功能，形成结构决定功能的观点。
2.科学思维——通过绿叶中色素的提取及分离过程，形成用科学的思维解决问题的习惯。
3.科学探究——通过提取和分离叶绿体中的色素，掌握实验的原理、思路。
4.社会责任——通过探讨光合作用的实际应用，形成社会责任感。
一、叶绿体的结构适于进行光合作用
1.叶绿体的功能
结论：氧气是 释放的， 是光合作用的场所
恩格尔曼的实验
现象：好氧细菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位
现象：好氧细菌分布在叶绿体所有受光部位
水绵：叶绿体螺旋排列
条件：没有空气、黑暗
极细的光束
条件：没有空气、光照
叶绿体
叶绿体
1865年，德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光合作用中的功能时，发现叶绿素集中在细胞中一个更小的结构里，也就是叶绿体
一、叶绿体的结构适于进行光合作用
位于叶绿体类囊体薄膜上
色素分布：
2.叶绿体的结构
叶绿体亚显微结构模式图
二、绿叶中色素的提取和分离
1.实验原理
①提取色素的原理：
绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂 (或丙酮)中.（95%的乙醇+ ）
② 分离色素的原理：
绿叶中色素在 中的溶解度不同，随层析液在滤纸上 不同.
无水乙醇
无水碳酸钠
层析液
扩散速度
2.实验步骤
①提取绿叶中的色素
称取菠菜叶，剪碎
加少许 和
，再放入无水乙醇
迅速、充分的研磨
防止乙醇挥发，充分溶解色素
研磨液迅速过滤（用
）
收集滤液,棉塞封口
防止乙醇挥发
二氧化硅
碳酸钙
单层尼龙布
2.实验步骤
②分离滤液中的色素
a.制备滤纸条
b.画滤液细线
c.分离滤液中的色素
①提取绿叶中的色素
制备滤纸条：用干燥的定性滤纸,将滤纸条的一端剪去两个角，在距底部1cm的部位用铅笔画一条细线
②分离滤液中的色素
b.画滤纸细线：用毛细吸管吸取少量的滤液，沿铅笔细线均匀的画出滤液细线，稍干后，再画一两次
滤液细线细、直、齐,防止色素带重叠而影响分离效果
②分离滤液中的色素
c.分离色素：把滤纸条放入层析管，不能让滤液细线触及层析液，旋紧层析管盖或用培养皿盖住小烧杯。
层析液扩散停止后，取出观察记录
②分离滤液中的色素
菠菜
3.实验结果
3.实验出现异常现象的原因分析
①收集到的滤液绿色过浅
未加二氧化硅，研磨不充分；
使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少；
一次加入大量的无水乙醇，提取液浓度太低；
未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏
②滤纸条色素带重叠
滤液细线不直
滤液细线过粗
③滤纸条无色素带
滤液细线忘记画
滤液细线触及层析液，且时间久，色素全部溶解在层析液中
二、绿叶中色素的提取和分离
色素种类 色素颜色 色素含量 比例 溶解度 扩散速度
胡萝卜素 橙黄色 _____ _____ _____
叶黄素 黄色 较少 较高 较快
叶绿素a 蓝绿色 _____ 较低 较慢
叶绿素b 黄绿色 较多 _____ _____
最少
最高
最快
最多
最低
最慢
4.实验结果及分析
色素带条数与种类有关；
色素带宽窄与含量有关；
色素带扩散速度和溶解度有关。
3/4
1/4
正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例为3∶1,所以正常叶片总是呈现绿色
寒冷时,叶绿素分子被破坏,类胡萝卜素较稳定,叶片显示出类胡萝卜素的颜色而变黄
为什么植物春夏叶子翠绿，深秋有的叶片金黄，有的变红？
5.联系生活实际
秋季温度低叶绿素降解,植物体为适应寒冷环境,体内积累较多的可溶性糖,利于形成红色的花青素,叶片呈红色
①叶绿素的特点：不稳定，易被分解
②影响叶绿素合成的因素：
温度影响与叶绿素合成有关的酶的活性，叶绿素合成受阻
光照是叶绿素合成的主要条件，黑暗条件下不能合成叶绿素
N、Mg等元素是叶绿素合成的必需元素，缺乏会导致叶绿素无法合成
6.归纳延伸
温度：
光照：
必需元素：
白化苗不能进行光合作用，无法制造有机物
【2019 全国Ⅱ卷，29(1)；2021河北卷，19(2)】
叶绿体中含氮的光合色素是 。
叶绿素：C、H、O、N、Mg
胡萝卜素：C、H
叶黄素：C、H、O
叶绿素
【2016 全国Ⅱ卷，4】
关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是（ ）
A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中
B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收
C.通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用
D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的
C
三、叶绿体中色素的吸收光谱分析
恩格尔曼在证明光合作用放氧部位是叶绿体后，紧接着又做了一个实验:用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。从这一实验你能得到什么结论
叶绿体主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用
叶绿素溶液
叶绿素主要吸收红光和蓝紫光
三、叶绿体中色素的吸收光谱分析
三、叶绿体中色素的吸收光谱分析
类胡萝卜素主要吸收蓝紫光
类胡萝卜素溶液
叶绿体中的色素只吸收可见光，一般不吸收红外光和紫外光。
三、叶绿体中色素的吸收光谱分析
学科交叉：你能否联系你的物理知识，从色素吸收不同
波长光的角度，说说为什么叶片一般是绿色的？
其他光被叶片吸收了，绿光吸收最少反射回来
三、叶绿体中色素的吸收光谱分析
三、叶绿体中色素的吸收光谱分析
【2017 Ⅲ卷，3】
植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应（如O2的释放）来绘制的。下列叙述错误的是（ ）
A．类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成
B．叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制
C．光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示
D．叶片在640~660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的
A
课堂总结
叶绿体的功能：进行光合作用的场所
叶绿体的结构
决定
必须依靠叶绿体中捕获光能的色素
绿叶中色素的提取和分离
叶绿体中色素的吸收光谱
实验步骤
色素分布
异常原因
农业生产
科学分析
海洋中的真核藻类，依颜色分为绿藻、褐藻和红藻，在海水中依次垂直分布于浅、中、深水层；研究表明藻类的分布和光能捕获的差异有关，相关材料如下：
藻类 主要吸收的光质
绿藻 红光和蓝紫光
褐藻 绿光和黄光
红藻 蓝紫光
请利用提供的实验器材：水绵(绿藻)、海带(褐藻)、紫菜(红藻)、需氧细菌、三棱镜、发光器、蒸馏水、载玻片、盖玻片、显微镜等，设计实验验证上述表格内容（简要实验思路)。
小试牛刀--实验设计题
实验思路：将水绵、海带和紫菜分别与需氧细菌制成临时装片，放在没有空气的黑暗环境中，用透过三棱镜的光分别照射三组临时装片，一段时间后观察需氧细菌的分布情况。
大本73页1-5题,
74页高考题1-5题
今日作业
小试牛刀--考考你
1.可以进行光合作用的细胞一定含有叶绿体（ ）
2.通常，红外光和蓝紫光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用（ ）
3.植物液泡中的色素可以捕获光能，用于光合作用（ ）
4.植物细胞都含有叶绿体（ ）
×
×
×
×
5.填空(必修1 P99)叶绿体是 的场所。在它内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的 ，在类囊体薄膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的 。
进行光合作用
色素分子
酶
【2019 江苏卷 17】
如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是（ ）
A．研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素
B．层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液
C．在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作
D．实验验证了该种蓝藻没有叶绿素b
D
【2019 海南卷 9】
下列关于高等植物光合作用的叙述，错误的是（ ）
A.光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能
B.红光照射时，胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素a
C.光反应中，将光能转变为化学能需要有ADP的参与
D.红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用
B