浙科版（2019）生物必修一第三章第五节课时1 光合作用概述、光合色素的提取与分离实验操作 课件（共36张PPT）

(共36张PPT)
第五节　光合作用将光能转化为化学能
说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量,这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中,转换并储存为糖分子中的化学能。
1.基于光合作用与细胞呼吸的反应式,归纳、总结两者的区别,形成结构与功能观。
2.通过分析光合作用发生的场所、条件等,阐明光合作用的过程和实质,培养科学思维能力。
3.理解“光合色素的提取与分离”的实验原理和方法,掌握基本的实验操作技能。
4.比较光反应和碳反应及其相互关系,明确两者是相辅相成不可分割的统一整体,形成稳态与平衡观、物质与能量观。
5.建构光强度、CO2浓度及温度变化对光合速率影响的曲线模型,综合分析影响光合作用的环境因素。
6.分析影响光合作用的外界因素,并设计方案进行探究,培养科学探究能力。
7.应用光合作用原理指导农业生产,并对生产实践中的相关内容做出理性解释和判断。
课时1　光合作用概述、光合色素的提取与分离实验操作
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1
一、光合作用概述
1.光合作用概念
指绿色植物和蓝细菌等以 为原料,利用
合成糖类等有机物并释放 的过程。
二氧化碳和水
光能
氧气
2.光合作用总反应式
。
二、光合作用在叶绿体中进行
1.叶绿体的结构与功能
(1)结构模式图。
(2)结构。
细胞质基质
外膜
色素
化学能
与H2O的
裂解
碳
(3)功能:进行 的场所。
光合作用
1.叶绿体是进行光合作用的必要结构吗 为什么
提示:不是,原核细胞如蓝细菌,虽没有叶绿体,但也能进行光合作用。
2.科学家采用什么方法证明光合作用过程中释放的氧气只来自参加反应的水
提示:同位素标记法。
2.光合色素的提取与分离实验操作
(1)实验原理。
①提取色素:光合色素是一类 物质,可利用脂溶剂将它们从叶绿体中提取出来,本实验采用 进行提取。
②分离叶绿体中色素:各种色素在 中的溶解度不同,
高的随层析液在滤纸上扩散的速度快,反之则速度 ,因而色素就会随着层析液在滤纸上扩散而分离开。
脂溶性
95%的酒精
层析液
溶解度
慢
(2)实验步骤。
①提取色素。
95%的酒精
单层
②分离色素。
层析液
3～4
(3)观察实验结果:5～10 min以后,取出滤纸条。待滤纸条干燥后,滤纸条上会出现4种不同颜色的光合色素带,由上至下依次为 、叶黄素、 和叶绿素b。
3.叶绿体中含有的光合色素
(1)光合色素在叶肉细胞中的含量 ,有些色素的含量会随着 (温度)或者生理特性的变化而发生变化。
胡萝卜素
叶绿素a
不同
季节
(2)叶绿体中的 和 ,都是含 的有机分子,它们分别呈现蓝绿色、 。
(3)叶绿体中还有许多种黄色、橙色和红色的色素,合称为 ,其中最多的是 和 。
(4)在光合作用中,光合色素的作用是 ,将光能转化为 ,用于 的合成。
叶绿素a
叶绿素b
镁
黄绿色
类胡萝卜素
胡萝卜素
叶黄素
吸收可见光
化学能
有机物
层析时,滤纸条上的滤液细线为什么要高于层析液液面
提示:滤纸条上的滤液细线如果低于层析液液面,细线上的色素就会溶解到层析液中,因此就不会在滤纸条上扩散开来。
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1.叶绿素中含有Mg,易溶于水,不溶于脂溶剂。(　 　)
提示:叶绿素中含有Mg,易溶于脂溶剂,难溶于水。
2.线粒体和叶绿体为双层膜结构,其内膜中分别分布着与呼吸作用和光合作用有关的酶。(　 　)
提示:叶绿体内膜上无与光合作用有关的酶的分布。
×
×
3.不同种类的色素在绿叶中的含量不同,层析后含量多的色素在滤纸条上的色素带宽,反之色素带窄。(　 　)
4.在滤纸条上4条平行分布的色素带颜色,自上而下依次为橙色、黄色、黄绿色、蓝绿色。(　 　)
提示:在滤纸条上4条平行分布的色素带,自上而下依次为橙色的胡萝卜素、黄色的叶黄素、蓝绿色的叶绿素a、黄绿色的叶绿素b。
√
×
5.提取色素研磨时加入少许CaCO3,可防止叶绿体被破坏。
(　 　)
提示:加入少许CaCO3,可防止叶绿素被破坏。
6.与H2O的裂解有关的许多酶分布在叶绿体的类囊体空腔内。(　 　)
×
√
7.叶绿体的类囊体膜和基质中均分布有叶绿素及将光能转化为化学能的多种蛋白质。(　 　)
提示:与光合作用有关的色素和将光能转化为化学能的多种蛋白质分布在叶绿体的类囊体膜上。
8.叶绿体中色素提取的原理是色素溶解在层析液中。
(　 　)
提示:叶绿体中色素提取的原理是色素能溶解于有机溶剂中,如95%的酒精。
×
×
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2
[任务突破]
理解光合色素与吸收光谱
任务一　概述光合作用
色素的分布 叶绿体的类囊体膜上
吸收光谱
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;一般叶绿体中的色素只吸收可见光,对红外光和紫外光不吸收
化学特性 不溶于水,能溶于乙醇、丙酮等有机溶剂
色素与 叶片 颜色 正常绿色 正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例约为3∶1,且对绿光吸收最少,所以正常叶片总是呈现绿色
叶色变黄 寒冷时,叶绿素分子易被破坏,类胡萝卜素较稳定,叶片显示出类胡萝卜素的颜色,叶子变黄
叶色变红 秋天降温时,植物体为适应寒冷,体内积累了较多的可溶性糖,有利于形成红色的花青素(存在于液泡中),而叶绿素因寒冷逐渐降解,叶子呈现红色
特别 说明 ①植物叶片呈现绿色的原因是叶片中的色素对绿光的吸收少,绿光被反射出来;
②植物的液泡中含有的色素(花青素)不参与光合作用;
③植物幼嫩的茎和果实的细胞中也含有吸收光能的色素
[迁移应用]
[典例1] 下图表示某正常绿色植物的叶绿体中各类色素的吸收光谱,下列叙述错误的是(　 　)
A.叶绿体中含有多种黄色、橙色和红色的色素,合称类胡萝卜素
√
B.由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后,短时间内叶绿体中ATP含量增加
C.用叶绿体中提取的色素混合液进行吸收光谱分析,在670 nm处的吸收峰有2个
D.对图示吸收光谱进行分析,在红光区存在吸收峰的有2种色素
解析:叶绿体中,除了叶绿素外,还存在多种黄色、橙色和红色的色素,合称类胡萝卜素;由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后,色素吸收的光增加,光合作用光反应增强,所以短时间内叶绿体中ATP含量增加;叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,670 nm处属于红光,从图中看出,在670 nm处,色素混合液只有1个吸收峰;叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,在红光区域,存在吸收峰的有叶绿素a和叶绿素b。
任务二　光合色素的提取与分离
[任务突破1]
明确光合色素提取与分离实验中的注意事项及操作目的
实验过程 注意事项 操作目的
提取 色素 ① 选取新鲜的绿色叶片 使滤液中色素含量高
② 将新鲜的菠菜叶烘干、粉碎成干粉,研磨时加入2～3 mL 95%的酒精 溶解叶片中的色素
③ 研磨时加入少许的二氧化硅和碳酸钙 研磨充分和保护叶绿素
④ 迅速、充分研磨 防止溶剂挥发并充分溶解色素
⑤ 盛放滤液的试管管口加棉塞 防止色素分子被氧化
分离 色素 ① 滤纸条预先干燥处理 使层析液在滤纸条上的扩散速度快
② 滤纸条的一端剪去两角 防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快
③ 滤液细线要细、齐、直 使分离的色素带平齐、不重叠
④ 滤液细线干燥后重复画,共画3～4次 使分离的色素带清晰便于观察
⑤ 滤液细线不能触及层析液 防止色素直接溶解在层析液中
[迁移应用]
[典例2-1] (2022·温州高一期中联考)下列有关光合色素的提取与分离实验的叙述,正确的是(　 　)
A.滤液细线浸入层析液,可导致滤纸条上色素带重叠
B.可以用95%的酒精分离光合色素
C.点样的时候可用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔画的横线均匀地画出一条细而直的线
D.虽然接触了层析液等化学药品,但是实验结束后可以不用洗手直接进食
√
解析:滤液细线浸入层析液,色素会溶解在层析液中,导致色素不能在滤纸条上扩散;光合色素能溶于有机溶剂,可以用95%的酒精提取光合色素;用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔画的横线均匀地画出一条细而直的线,待滤液干后,再画3～4次;层析液中的苯有毒,实验结束后需要用肥皂洗手,不能不洗手直接进食。
[任务突破2]
纸层析法分离的光合色素类型、颜色及主要吸光类型
[迁移应用]
[典例2-2] 为研究强光照对移栽幼苗光合色素的影响,某同学提取叶绿体色素进行纸层析,如图为纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述错误的是(　 　)
A.强光照导致了该植物的叶绿素含量降低
B.色素Ⅰ、Ⅱ主要吸收红光和蓝紫光
C.色素Ⅲ、Ⅳ都是含镁的有机分子
D.类胡萝卜素含量的增加可能有利于该植物抵御强光照
√
解析:色素Ⅲ和色素Ⅳ属于叶绿素,对比正常光照和强光照可知,强光照导致了该植物的叶绿素含量降低;色素Ⅰ、Ⅱ合称为类胡萝卜素,主要吸收蓝紫光;色素Ⅲ和色素Ⅳ属于叶绿素,都是含镁的有机分子;强光照和正常光照相比,叶绿素含量明显降低,类胡萝卜素含量增加,可见类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照。