5.4光合作用与能量转换（第1课时）_高一生物人教版（2019）必修1课件(共24张PPT)

(共24张PPT)
5.4 光合作用与能量转化（课时1）
教学目标
1.尝试提取和分离绿叶中的色素，简述绿叶中色索的种类及其功能。
2.运用结构与功能相适应的观念，解释叶绿体适于进行光合作用的结构特点。
细胞的能量供应和利用
新课导入
你参观或听说过植物工厂吗？植物工厂在人工精密控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成分等条件下，生产蔬菜和其他植物。有的植物工厂完全依靠LED灯等人工光源，其中常见的是红色、蓝色和白色的光源。
1.靠人工光源生产蔬菜有什么好处？
用人工光源可以避免由于自然环境中光照强度不足导致光合作用强度低而造成的减产。同时，人工光源的强度和不同色光是可以调控的，可以根据植物生长的情况进行调节，以使蔬菜产量达到最大。
影响光合作用的因素很多，既有植物自身条件，也有外界环境条件。二氧化碳浓度、营养液和温度是影响植物生长的重要外部条件，因此要进行控制，以便让植物达到最佳的生长状态。
2.为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件？
捕获光能的色素和结构
糖类等有机物中的化学能主要来源于？
生命活动所需能量来源于？
ATP水解
ATP中的化学能来源于？
呼吸作用
光能
光合作用的能量来源于？
光合作用
谁来吸收光能吗？
？
捕获光能的色素和结构
白化苗
正常苗
白化苗由于不能形成叶绿素，无法进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。
夏天的银杏和秋天的银杏
植物叶片在不同时期颜色不同，这与叶片中的色素有关，那植物叶片中到底含有哪些色素？
绿叶中色素的提取和分离
1. 实验原理
（1）提取原理:绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂_______________中。
（2）分离原理:各种色素在___________中的__________不同,溶解度高的随层析液在滤纸条上的_____________,反之则慢。
无水乙醇
层析液
溶解度
扩散更快
2.实验方法
（1）提取方法：过滤法
（2）分离方法：纸层析法
绿叶中色素的提取和分离
方法步骤：
称取5g左右的鲜叶，剪碎，放入研钵中。加少许的二氧化硅（有助于研磨得充分）和碳酸钙(防止研磨中色素被破坏)与10ml无水乙醇。在研钵中迅速、充分地研磨。将研磨液进行过滤（单层尼龙布），及时用棉塞将试管口塞严。
1、提取绿叶中的色素
绿叶中色素的提取和分离
2、制备滤纸条
将干燥的定性滤纸剪成宽度略小于试管直径、长度略小于试管长度的滤纸条，再将滤纸条一端剪去两角（剪角的目的：防止两侧色素扩散快，色素带不整齐。），并在距这一端底部1cm处用铅笔画一条细的横线。
绿叶中色素的提取和分离
3、画滤液细线
用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线。待滤液干后，再重画一到两次（目的：增加滤液细线中色素的含量）。
要求：
细直齐
干燥后重复1—2次
防止色素带重叠而影响分离效果
积累更多的色素
绿叶中色素的提取和分离
4、分离绿叶中的色素
取适量的层析液倒入小烧杯中，将滤纸条(有滤液细线的一端朝下)轻轻插入层析液中（滤液细线不能触及层析液，以防止色素溶解于层析液中而无法分离），随后用培养皿盖住小烧杯，防止层析液挥发。
绿叶中色素的提取和分离
5、观察与记录
叶绿素a (蓝绿色)
叶绿素b （黄绿色）
胡萝卜素 （ 橙黄色）
叶黄素 （黄 色）
绿叶中色素的提取和分离
绿叶中的色素的种类
叶绿素a (蓝绿色)
类胡萝卜素
叶绿素
胡萝卜素（橙黄色）
叶黄素（黄色）
叶绿素b（黄绿色）
1 /4
3 /4
主要吸收蓝紫光
主要吸收蓝紫光和红光
绿叶中色素的提取和分离
1.实验中加入药品及其作用
SiO2——使研磨充分
CaCO3 ——防止色素破坏
无水乙醇——提取色素
层析液——分离色素
2.实验小组得到的色素提取液颜色过浅，可能的原因有哪些？
绿叶不新鲜，色素被分解；研磨不充分，色素未能充分提取出来；称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小；未加碳酸钙或加入过少，部分色素分子被破坏等。
绿叶中色素的提取和分离
捕获光能的色素
吸收光谱
实验表明：叶片中的色素会吸收特定波长范围的光。叶绿素a和b在蓝紫光和红光部分都有很高的吸收峰，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
捕获光能的色素
思考：
1.细胞哪些结构含有色素？
2.叶片为什么往往是绿色的呢？
3.为什么有些植物的叶片在不同时期颜色不同呢？
4.根据不同色素对不同波长的光的吸收不同的特点，想一想温室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜或补充光源？
液泡：花青素；叶绿体：多种光合色素。只有叶绿体中的色素可以捕获光能。
叶片之所以呈现绿色，是因为叶绿体中的色素对绿光吸收最少，绿光被反射了出来。
叶绿素的合成需要光照和适宜的温度，秋季温度降低，光照强度变弱，再加上叶片自身衰老的原因，叶绿素逐渐被破坏，而类胡萝卜素较稳定，类胡萝卜素的颜色便显现了出来。
白色或无色。
捕获光能的色素
色素的功能
叶绿体色素具有吸收光能、
传递光能、转化光能的作用
这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位呢？
叶绿体
绿叶
叶绿体
基粒
基质
类囊体
外膜
内膜
光镜下
电镜下
叶绿体
类囊体薄膜
外膜
内膜
类囊体
基质
基质
基粒
基粒
1.电子显微镜下，叶绿体由双层膜包被，内含许多基粒（由类囊体堆叠而成），基粒和基粒之间充满基质。
2.吸收光能的色素分布在类囊体薄膜上。叶绿体内有众多的基粒和类囊体，极大地扩展了受光面积。
叶绿体
现象：
分析：
在没有空气的黑暗环境中，用极细的光束照射水绵
好氧细菌只集中在被光线照射的叶绿体附近。
光线照射部位进行光合作用产生了氧气。
恩格尔曼的实验一
叶绿体
在没有空气的光亮环境中
现象：
分析：
产生氧气的部位是叶绿体。
好氧细菌集中在叶绿体所有受光部位。
结论：
氧气是叶绿体释放出来的
叶绿体
在黑暗中，用极细光束照射
完全暴露在光下
水绵
好氧性细菌
带状叶绿体便于观察
确定释放氧气多的部位
排除氧气和光的干扰
光多和光少对照
进一步验证实验结果
恩格尔曼实验的巧妙之处
叶绿体
现象：用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。
结论：叶绿体中的色素主要通过吸收红光和蓝紫光来进行光合作用。
→叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所
蓝紫光
红光
恩格尔曼的实验二
叶绿体
叶绿体是进行光合作用的场所，它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。
叶绿体的功能
课堂小结
叶绿素
类胡萝卜素
叶绿素a(蓝绿色)
叶绿素b（黄绿色）
胡萝卜素（橙黄色）
叶黄素（黄色）
（吸收红光和蓝紫光）
（吸收蓝紫光）
含量约占3/4
含量约占1/4
叶绿体是进行光合作用的场所，它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。
光合作用的色素