5.4.1捕获光能的色素和结构 课件（共32张ppt）高中生物人教版（2019）必修1

(共32张PPT)
第5章 细胞的能量供应和利用
1.捕获光能的色素和结构
问题探讨
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？
2、为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件？
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。
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。
绿色植物储存在有机物中的能量来自哪里呢？
太阳的光能又是通过什么途径进入植物体内的？
光合作用是唯一能捕获和转化光能的途径。
玉米（白化苗）
玉米（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。
可见光合作用与细胞中的 有关。
色素
捕获光能的色素
公众号：生物派对
为什么有些植物的叶片在不同时期颜色不同呢？
绿叶中究竟有哪些种类的色素呢？？
捕获光能的色素
1、研磨过程中加入无水乙醇、SiO2、CaCO3的作用是什么？
2、将滤液收集到试管中后，为什么要用棉塞将试管口塞严？
3、滤纸条一端为什么要剪去两角？
4、画滤液细线时应注意什么？
5、为什么不能让滤液细线触及层析液？
自主学习：阅读课本P97-98，并思考以下几个问题
捕获光能的色素
实验：绿叶中色素的提取和分离
[实验原理]
提取:
分离:
1、光合色素的种类
[实验目的]
提取和分离绿叶中的色素，探究绿叶中色素的种类
用层析液分离色素
用无水乙醇提取色素
（色素能溶解在有机溶剂中）
（色素在层析液中溶解度不同）纸层析
一、捕获光能的色素
[实验材料用具]
新鲜的绿叶（如菠菜的绿叶）
干燥的定性滤纸，试管，棉塞，试管架，
研钵，玻璃漏斗，尼龙布，毛细吸管，剪
刀，药勺，量筒(10mL)，天平。
无水乙醇，层析液（可用93号汽油代用），
二氧化硅和碳酸钙。
（色素含量高）
a、称取：取5g绿叶剪碎放入研钵中
b、加入少许SiO2和CaCO3，再加入10mL无水乙醇，研磨
SiO2
CaCO3
无水乙醇
有助于研磨充分
防止色素被破坏
溶解色素
[方法步骤]
（1）色素的提取
作用
作用
作用
②过滤：获取绿色滤液
★注意用棉塞将试管口塞严
防止溶剂挥发和色素分子被氧化
A、制备滤纸条：
干燥的定性滤纸
（2）色素的分离（纸层析法）
1cm
铅笔线
为什么要剪去两角？
防止层析液在边缘扩散过快
B、画滤液细线
★要求：细而齐
重复2—3次（为了含有更多色素）
C、分离色素：
层析液
培养皿
（防止层析液挥发，因其易挥发且有毒）
将滤纸条有滤液细线的一端插入层析液。
防止色素溶解于层析液中而无法分离
注意：不能让滤液细线触及层析液
为何要盖上培养皿？
胡萝卜素
叶黄素
叶绿素a
叶绿素b
（4）.观察与记录
（黄绿色）
（橙黄色）
（黄 色）
（蓝绿色)
*色素的宽窄可以表示色素的含量！！
ab黄胡
溶解度从高到低依次为
胡黄ab
从上往下依次是：
胡黄ab
相邻最近
ab
相邻最远
胡黄
1、丙酮和层析液都是（ ）的有机溶剂，所以研磨要快，收集的滤液要用棉塞塞住，层析时要加盖，尽量减少有机溶剂的挥发。
2、用干燥的定性滤纸，因为（ ）
3、滤纸条一端剪去两个角是因为滤纸条边缘扩散快，中间扩散慢，（ ）
4、滤液细线细、直、齐是（ ）
5、重复画滤液细线2-3次，是为了（ ）
6、层析时不要让滤液细线触及层析液，防止色素( )中而无法分离
其透性好，吸收滤液较多
易挥发且有一定毒性
保证使滤液能同步到达滤液细线
防止色素带重叠而影响分离效果
积累更多的色素
溶解于层析液
[实验注意事项]
16
异常现象的分析
若色素提取液呈淡绿色的，其原因有
①选取的叶片颜色不是浓绿色或称取的绿叶过少或放置数天的菠菜叶，色素含量少
②加入的无水乙醇过多，色素溶液浓度小
③未加碳酸钙或加入的过少，色素分子部分破坏
④研磨不充分，色素未能充分提取出来
若色素带颜色较浅，其原因有
⑤划滤液细线的次数太少，滤纸条上的色素含量少
⑥层析时，部分滤液细线已触及层析液
同上4点
提取液
色素带
色素的吸收光谱
叶绿素溶液
类胡萝卜素溶液
思考
树叶为什么是绿色？
叶绿素主要吸收红光和蓝紫光
类胡萝卜素主要吸收蓝紫光
因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片才呈现绿色。
这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位？
捕捉光能的色素在细胞中的哪个部位？
绿叶
叶片中的叶肉细胞
叶肉细胞亚显微构模式图结
叶绿体亚显微
结构模式图
2023-01-05
1.下列标号各代表：
① 　　　　 ②________③_________　　
④ ⑤________
2.在④上分布有光合作用所需的 和 ，在⑤中也分布有光合作用所需的 。
基质
酶
外膜
内膜
类囊体
基粒
色素
酶
①
②
③
④
⑤
3.叶绿体的结构适于进行光合作用
1、叶绿体的形态(光镜下)
一般呈扁平的椭球形或球形。
2、叶绿体的结构(电镜下)
基粒
叶绿体基质
类囊体
外膜
内膜
(色素)
1880年：美国科学家恩格尔曼用水绵进行有关实验。
恩格尔曼的实验
3、叶绿体的功能
资料分析
使用：水绵
好氧细菌
水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察
恩格尔曼实验
资料分析：叶绿体的功能
1
装片中好氧细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中。
装片中好氧细菌分布在叶绿体所有受光部位的周围。
氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。
2
结论：
叶绿体的被光束照射到的部位是光合作用的场所
结论：
现象：
现象：
极 细 光 束
完 全 光 照
黑暗 无空气
分析：这一巧妙的实验说明了什么？
叶绿体主要吸收红光与蓝紫光用于光合作用放出O2。
恩格尔曼第二个实验
氧气是叶绿体释放出来的。
叶绿体是光合作用的场所。
光合作用需要光能
结论:
恩吉尔曼实验
1、为什么水绵是合适的实验材料？
2、他是如何控制实验条件的？
水绵具有细而长的叶绿体，便于观察
A、选用黑暗、无空气的环境：排除环境中光线和氧气的影响
B、选用极细的光束，并用好氧细菌检测，准确判断释放O2的部位
讨论：此实验在设计上有什么巧妙之处？分以下几个问题：
C、进行黑暗（局部光照）与曝光的对照实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的。
结论:
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
3/4
1/4
叶绿体是进行光合作用的场所，它内部巨大膜表面上，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
1.把新鲜叶绿素溶液放在光源与分光镜之
间，可以看到光谱中吸收最强的是（ ）
A 红光部分 B 红光与蓝紫光部分
C 绿光部分 D 紫光部分
2.研磨绿叶时要加入碳酸钙，其目的是 ( )
A．使各种色素溶解在丙酮中
B．使研磨充分
C．防止色素分子被破坏
D．加速研磨
C
B
3.下图所示“叶绿体中色素的提取和分离”实验的装置正确的是 ( )
4.纸层析法分离叶绿体色素时,滤纸上最下端的色素名称和颜色分别是 ( )
A．橙黄色的胡萝卜素 B．黄色的叶黄素
C．蓝绿素的叶绿素a D．黄绿色的叶绿素b
D
B
5.在圆形滤纸的中央，滴上叶绿体的色素滤液进行色素分离，会看到近似同心的四圈色素环，排在最外圈的色素是 ( )
A．橙黄色的胡萝卜素 B．黄色的叶黄素
C．蓝绿素的叶绿素a D．黄绿色的叶绿素b
6.阳光通过三棱镜能显示出七种颜色的连续光谱。如果将一瓶叶绿素提取液放在光源和三棱镜之间，连续光谱中就会出现一些黑色条带，这些条带应位于( )
A．绿光区 B．红橙光区和绿光区
C．蓝紫光区和绿光区 D．红橙光区和蓝紫光区
D
A
色素种类 颜色 扩散速度 吸收光的颜色
叶绿素a
叶绿素b
胡萝卜素
叶黄素
蓝绿色
黄绿色
橙黄色
黄色
较慢
较快
最慢
最快
蓝紫光和红光
蓝紫光
7.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，光能的吸收发生在叶绿体的（ ）
A.内膜上 B.基质中
C.类囊体的薄膜上 D.各部位上
C