5.4光合作用第1课时 课件(共46张PPT)高中人教版生物必修一

(共46张PPT)
太阳能是几乎所有生命系统中能量的最终源头，而光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径，因此有人称光合作用是地球上最重要的化学反应
第五章 细胞的能量供应和应用
5.4光合作用与能量转化
为什么绿叶如此重要？
一：捕获光能的色素和结构
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探究·实践
实验——绿叶中色素的提取与分离
实验原理
1.色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可用无水乙醇提取色素。
2.由于色素存在于细胞内，需要先破碎细胞才能释放出色素，绿叶中的色素不止一种，它们都能够溶解在层析液中，
3.但不同的色素溶解度不同，溶解度越高的，所以层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢，这样滤液中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开
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探究·实践
目的要求
1.进行绿叶中色素的提取和分离
2.探究绿叶中含有几种色素
层析液
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探究·实践
材料用具
新鲜、浓绿的叶片中含有较多的叶绿素
干燥的定性滤纸，试管棉塞，试管夹，研钵，玻璃漏斗，尼龙布，毛细吸管，剪刀，药匙，量筒，天平。
无水乙醇，层析液，二氧化硅，碳酸钙
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探究·实践
方法步骤
①称取5g的绿叶，剪碎，放入研钵中。
1.提取绿叶中的色素
②放入少许二氧化硅和碳酸钙
再放入10mL无水乙醇
目的：二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中色素被破坏。
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探究·实践
③迅速、充分地研磨
防止无水乙醇挥发
叶绿体能够被充分破坏，使得色素能充分被释放出来
④将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤。
用单层尼龙布过滤，过滤叶脉及二氧化硅等并且不吸附色素。
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探究·实践
⑤收集滤液,封口。
盛放滤液的试管用橡胶塞塞紧，防止无水乙醇的挥发
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探究·实践
2.制备滤纸条
干燥的
铅笔线
剪两角
使层析液在滤纸条上扩散得快。
避免边缘效应，使层析液同步到达细线
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探究·实践
3.画滤液细线
★要求：细、直、齐 ；重复2—3次
为了积累更多的色素，使分离后的色素带更明显
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探究·实践
4.分离绿叶中的色素
原理：溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快;反之，则慢。
层析液
培养皿
★层析液不能没及滤液线
防止色素溶解在层析液中
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探究·实践
5.实验结果
橙黄色
黄色
蓝绿色
黄绿色
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探究·实践
讨论：
1.滤纸条上有几条色素带？它们是按照什么次序分布的？
2.滤纸条上的色素带的分布情况说明了什么？
滤纸条上有4条不同的颜色的色素带，从上到下依次为胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素（黄色，）叶绿素a（蓝绿色）和叶绿素b(黄绿色)
滤纸条上的色素带说明了绿叶中的色素有4种，他们在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散的快慢也不同
实验过程总结
实验失败原因分析
A.滤纸条上未得到色带
a.实验过程中滤液细线浸没到层析液中
b.无用清水代替乙醇进行提取
B.滤纸条上的色带颜色较浅
a.研磨不充分（未加入SiO2）
b.提取时加入的乙醇过多
d.未加碳酸钙，色素分子被破坏
e.所取的绿叶不新鲜
c.滤液细线画的次数不够
C.滤纸条上的色带重叠
a.滤纸条上的滤液细线画得过粗或不整齐
b.滤纸条没经干燥处理
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探究·实践
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
功能：吸收、传递和转化光能
实验探究：
由图可知，光合色素主要吸收红光和蓝紫光。
对照组
实验组
色素溶液的吸收光谱
①叶绿素主要吸收红光和蓝紫光
②叶绿素a和叶绿素b的吸收峰质不同
实验结果：
③类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，不吸收红光
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叶绿体的结构适用于进行光合作用
植物工厂里为什么不用绿光作为光源？
绿色光源发出绿色的光，这种波长的光线不能被色素吸收，因此无法用于光合作用制造有机物。
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。
总结：光合色素
色素 种类 色素 颜色 色素 含量 元素 组成 主要吸收光
胡萝卜素 橙黄色 最少 C、H 蓝紫光
不吸收红光
叶黄素 黄色 较少 C、H、O 蓝紫光
不吸收红光
叶绿素a 蓝绿色 最多 C、H、O、N、Mg 红光
蓝紫光
叶绿素b 黄绿色 较多 C、H、O、N、Mg 红光
蓝紫光
总结：光合色素
影响叶绿素合成的三大因素
叶绿素不稳定，易分解
总结：植物色素
比较项目 光合色素 细胞液色素
存在部位 叶绿体 液泡
溶解性 脂溶性 水溶性
代表种类 类胡萝卜素和叶绿素 花青素
颜色 橙黄、黄、绿 红、蓝、紫
颜色变化 不随pH改变变化颜色 随pH改变变化颜色
红苋菜：炒菜菜汤出色，因为是水溶性的花青素。
胡萝卜：炒菜菜汤不出色，因为是脂溶性的胡萝卜素。
海洋中的藻类，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布大致依次是浅、中、深。这种现象是如何造成的？
思考·讨论
藻类 色素种类 含量最多的色素
绿藻 叶绿素a、叶绿素b、 胡萝卜素、叶黄素 叶绿素
主要吸收红光和蓝紫光，反射绿光
褐藻 叶绿素a、叶绿素c、 胡萝卜素、6种叶黄素 某种叶黄素
主要吸收绿光蓝紫光，反射红黄光
红藻 叶绿素a、叶绿素d、胡萝卜素、叶黄素、藻红素、藻蓝素 藻红素
主要吸收蓝紫光,
反射红光
藻类 含量最多的色素 水层及主要存在的光
绿藻 叶绿素 主要吸收红光和蓝紫光，反射绿光 浅水层：存在红光和蓝紫光。
褐藻 某种叶黄素 主要吸收绿光和蓝紫光，反射红黄光 中水层：存在绿光、蓝紫光
红藻 藻红素 主要吸收蓝紫光, 反射红光 深水层：存在蓝紫光
水对红、橙光的吸收比对蓝、绿光的吸收要多,即到达深水层的光线是短波长的光,因此,吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层,吸收蓝紫光和绿光较多的褐藻分布于海水中层，吸收蓝紫光较多的红藻分布于海水的深层。
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叶绿体的结构适用于进行光合作用
这四种色素吸收的光波长有差别，但都可以用于光合作，这些色素存在细胞中的什么位置呢？
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叶绿体的结构适用于进行光合作用
叶绿体的结构适用于进行光合作用
类囊体薄膜上
类囊体薄膜和基质
色素分布：
酶分布：
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叶绿体的结构适用于进行光合作用
每个基粒都含有两个以上的类囊体，多的可达100个以上。
基粒和类囊体极大的扩展了受光面积。
1g菠菜叶片的类囊体的总面积大约在60m2左右
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叶绿体的结构适用于进行光合作用
叶绿体除了吸收光能以外，还有什么功能吗？
恩格尔曼的第一个实验
1.实验材料为什么选择水绵和好氧细菌？
2.为何要除去小室中原有的空气？
3.在黑暗中用极细光束照射水绵有何巧妙之处？
4.为何把载有水绵的临时装片又暴露于光下？
5.由实验能得出什么结论？
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叶绿体的结构适用于进行光合作用
用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的需氧型细菌聚集在红光和蓝紫光区域。
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叶绿体的结构适用于进行光合作用
结合其他实验证据，科学家们得到了叶绿体是光合作用的场所这一结论。
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叶绿体的结构适用于进行光合作用
类囊体薄膜上分布着色素
光合作用所需要的酶
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课堂小结
光合作用与能量转化
绿叶中色素的提取和分离
叶绿体的结构适于进行光合作用
实验原理
实验过程
实验结论
形态:
结构:
功能:
为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与
好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予
一定的条件，这些条件是 ( )
A.光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液
B.光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液
C.黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液
D.黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液
B
课后习题
练习与应用（P101）
一、概念检测
1.基于对叶绿体的结构和功能的理解，判断下列相关表述是否正确。
(1)叶绿体中只有叶绿素吸收的光能才能用于光合作用。（ ）
(2)叶绿体的类囊体上有巨大的膜面积，有利于充分吸收光能。（ ）
(3)植物叶片之所以呈现绿色，是因为叶片中的叶绿体吸收了绿光。（ ）
×
√
×
2.下列关于高等植物细胞内色素的叙述，错误的是（ ）
A.所有植物细胞中都含有4种色素
B.有些植物细胞的液泡中也含有色素
C.叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收光能
D.植物细胞内的光合色素主要包括叶绿素
和类胡萝卜素两大类
A
二、拓展应用
1.海洋中的藻类，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布大致依次是浅、中、深。这种现象与光能的捕获有关吗
有关,
不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光,即红藻反射出了红光,绿藻反射出绿光,褐藻反射出黄色的光。水对红、橙光的吸收比对蓝、绿光的吸收要多,即到达深水层的光线是短波长的光,因此,吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海 水的浅层,吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海 深的地方。
二、拓展应用
2.与传统的生产方式相比，植物工厂生产蔬菜等食物有哪些优势 又面临哪些困难 你对植物工厂的发展前景持什么观点 请搜集资料，结合自己的思考写一篇综述性短文。
与传统生产方式相 ,植物工生产蔬菜可以精确控制植物的生长周期、 长环境、上市时间等,但同时面临技术难度大、操控要求高、需要掌握各种 同蔬菜的生理特性等问题。综述性短文只要证据确凿、逻辑清晰、 言之有理,就可以的。