5.4.1光合作用和能量转化 课件（26张ppt） 2022—2023学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

(共26张PPT)
第五章 细胞的能量供应和利用
第4节 光合作用和能量转化
第一课时 捕获光能的色素和结构
线粒体
叶绿体
与能量转换有关的细胞器
有机物中
稳定化学能
ATP中活跃的化学能
热能
细胞呼吸
光能
有机物中的化学能
光合作用
有些蔬菜大棚内悬挂发红光或蓝色光的灯管，并且在白天叶开灯。提出问题：
1、用这种方法有什么好处？
2、不同颜色的光照对植物的光合作用会有影响吗？
3、为什么不使用发绿色光的灯管作为补充光源
植物工厂
因为叶绿素吸收最多的是光谱中的蓝紫光和红光，用这种方法可以提高光合作用强度。
不同颜色的光照对植物的光合作用会有影响。
因为叶绿素对绿光的吸收最少，所以不使用发绿色光的灯管作为补充光源。
植物正常生长需要光能，而叶片中的色素可能与光能的捕获有关。
思考：“白化苗”能持续正常地生长吗？
白化苗不能进行光合作用，不能正常生长。白色的玉米苗待玉米粒中的营养物质消耗完就会死亡。
说明光合作用与细胞中的色素有关。
1、提取绿叶中的色素
叶绿体中的色素属于脂溶性色素，不溶于水，易溶于有机溶剂，因此可用无水乙醇等有机溶剂来提取。
③色素提取时所用试剂及作用？
①菠菜叶放置24-36小时的原因？
②研磨时应注意什么？原因为何？
任务1：阅读教材P98的探究·实践，回答相关问题。
(或95%乙醇+无水碳酸钠 )
观看《绿叶中色素的提取》视频
(3)实验步骤
①5g新鲜绿叶
→剪碎置研钵中
②加入少许二氧化硅和碳酸钙，再放入10ml无水乙醇
色素多
研磨更充分
防止色素被破坏
提取色素
1、取材
★要求：要迅速、充分
防止溶剂挥发，充分溶解色素
2、研磨
(3)实验步骤
3、过滤：获取色素滤液
★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
单层尼龙布：
不能用滤纸、纱布，因为滤纸、纱布会吸收色素
4、收集：收集色素滤液
降低含水量，防止水分过多影响提取效果。
迅速且充分。保证色素释放的更加充分且挥发量少。
(2)实验用品及作用
③色素提取时所用试剂及作用？
①菠菜叶放置24-36小时的原因？
②研磨时应注意什么？原因为何？
任务1：阅读教材P98的探究·实践，回答相关问题。
1、无水乙醇
2、层析液
3、二氧化硅
4、碳酸钙
5、单层尼龙布
作用：溶解色素、提取色素；
作用：分离色素；
作用：有助于研磨得充分；
防止研磨中色素(主要保护叶绿素)被破坏；
作用：过滤；
（1）分离色素的方法：
纸层析法
层析法是利用待分离物质中不同组分的某些理化性质的差异而建立起来的一种分离技术。
（2）分离色素的原理：
不同色素在层析液中的溶解度不同。溶解度高的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度快；溶解度低的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度慢。
2、分离绿叶中的色素
观看绿叶中色素分离实验视频，阅读教材98页探究·实践内容，回答以下问题：
1.滤纸条为什么要剪去两角？
2.滤液细线的划线原则？
3.层析液能否没过滤液细线？
4.分离后的色素有几种？
使滤液细线含有较多色素
层析液易挥发且有毒
将干燥滤纸条减去两角，以减少边缘效应，使扩散均匀；
用毛细吸管吸取滤液画出一条细、齐、直细线，滤液干燥后重复一到两次；
滤液细线不能触及层析液，防止色素溶解在层析液中，得不到色素带；
层析液
培养皿
滤液细线
1.滤纸条为什么要剪去两角？
2.滤液细线的划线原则？
3.层析液能否没过滤液细线？
滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？
滤纸条上呈现四条颜色、宽度不同的色素带
4.分离后的色素有几种？有何差异？
(橙黄色)
（黄 色）
（蓝绿色）
（黄绿色)
胡萝卜素
叶黄素
叶绿素a
叶绿素b
扩散速度最快
含量多
叶绿素
类胡萝卜素
（含量约3/4）
（含量约1/4）
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）
绿叶中的色素
（3）实验结果：
实验结果：出现四个同心圆色素带，从外往里依次为:
改进实验
胡萝卜素、
叶黄素、
叶绿素a、
叶绿素b
①未加二氧化硅(石英砂)，研磨不充分。②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。③一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低。④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。
滤液细线画得过粗。
a.收集到的滤液中绿色过浅的原因分析
b.滤纸条色素带重叠
c.滤纸条看不见色素带
影响叶绿素合成的因素
(1)光照：光是叶绿素合成的必要条件，植物在黑暗中叶呈黄色。
(2)温度：低温抑制叶绿素的合成，破坏已有的叶绿素分子，从而使叶片变黄。
(3)镁等无机盐：氮、镁是构成叶绿素的重要成分，缺镁叶片变黄。
(正确做法: 分次加入少量无水乙醇提取色素)
可见光光谱
阳光是一种电磁波，分为可见光和不可见光，可见光的波长是400-760nm，不同波长的光，颜色不同；
阳光穿过三棱镜时，不同波长的光会分散，形成不同颜色的光带，称为光谱。
一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光。
叶绿素溶液
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
类胡萝卜素溶液
滤液中色素对不同的单色光吸收有什么差异？
思考：
吸收光谱
A.叶绿素主要吸收红光和蓝紫光
B.叶绿素a和叶绿素b的吸收峰值不同
C.类胡萝卜素主要吸收蓝紫光
【思考】植物工厂中利用的人工光源主要是红色、蓝紫色和白色的光源，为什么不用绿光？
绿光基本不吸收
学科交叉：叶绿体中的色素只吸收 ，
P99， 而对红外光和紫外光等不吸收。
可见光
叶绿体结构模式图
外膜
内膜
基粒
基质
每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成。这些囊状结构称为类囊体。吸收光能的四种色素就分布在类囊体的薄膜上。
而每个基粒都含有两个以上的类囊体，多者可达100个以上。叶绿体内有如此多的基粒和类囊体，极大地扩大了受光面积。
基质中有与光合作用有关的酶，少量DNA、RNA，核糖体
捕捉光能的色素在细胞中的哪个部位？
1.根据色素对不同波长光吸收的特点，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？
选无色透明的塑料薄膜，为了让各种波长的太阳光都穿过塑料薄膜，即让植物吸收更多的光能；
大棚内照明灯在功率相同的情况下，最好选蓝紫光和红光；
2.秋季银杏的叶为什么变黄了？
秋天，叶片的叶绿素分子在低温下被破坏，而类胡萝卜素较稳定，所以显出类胡萝卜素的颜色。
3.秋天枫叶变红色的原因是什么？
秋天叶绿体内的色素主要是类胡萝卜素，呈橙黄色和黄色；液泡内的色素主要是花青素，在酸性条件下呈红色；
叶绿素
类胡萝卜素
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
占3/4
主要吸收蓝紫光和红光
主要吸收蓝紫光
占1/4
捕获光能的色素
这些色素存在于细胞中的什么部位呢？
B　
2.如图是某同学用无水乙醇分别提取正常光照和强光照下某种植物等量叶片中的光合色素，然后用层析液进行纸层析得到的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列相关叙述正确的是( )
A.实验研磨操作中若加入的二氧化硅或碳酸钙过
　少，都会导致色素条带颜色变深
B.实验中对研磨液过滤时，采用滤纸过滤，实验
　效果更好
C.色素分离过程中如果滤液细线触及层析液，
　会缩短四条色素带间的距离
D.与正常光照下相比，该植物强光照下叶片会发黄
D