5.4光合作用与能量转化（第一课时）课件(共30张PPT)-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

(共30张PPT)
第五章 细胞的能量供应和利用
第4讲 捕获光能的色素和结构
（第一课时）
一
捕获光能的色素
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。
这说明光合作用需要色素去捕获光能。
白化苗不能进行光合作用，无法制造有机养料
正常幼苗能进行光合作用制造有机养料
探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》
提取:
分离:
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
（色素能溶解在无水乙醇中）
（色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液扩散得快）
纸层析法
实验目的
实验原理
探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》
新鲜的绿叶（深绿色）（如菠菜的绿叶）
无水乙醇（可用体积分数95%的乙醇，加入适量无水碳酸钠，除去乙醇中水分）
层析液（20份石油醚、2份丙酮、1份苯混合而成）
二氧化硅和碳酸钙
实验材料用具
探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》
1.提取绿叶中的色素
a.研磨:
材料:5g鲜叶
药品
SiO2
CaCO3
无水乙醇
使研磨充分
防止色素（叶绿素）
破坏
溶解色素
★要求：要迅速、充分
实验步骤
b.过滤：获取绿色滤液
单层尼龙布：
滤纸、纱布会吸收色素
★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
探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》
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？
减少边缘效应，造成两边色素扩散快，保证色素带整齐。
实验步骤
b、画滤液细线
★要求：细、直、匀
注意：待滤液干后，再画一两次。
实验步骤
探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》
2.色素的分离（纸层析法）
实验步骤
探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》
C、分离色素：
插滤纸条
层析液
培养皿
为何滤液细线不能触及层析液？
（防止色素溶解在层析液中）
为何要盖上培养皿？
（防止层析液挥发，因其易挥发且有毒）
2.色素的分离（纸层析法）
实验步骤
探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》
2.色素的分离（纸层析法）
d、观察与记录：
观察滤纸条出现几条色度带，以及每条色素带的颜色和宽窄。
探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》
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
实验结果
色素种类 色素颜色 色素含量 溶解度 扩散速度
胡萝卜素 橙黄色 _____ _____ _____
叶黄素 黄色 较少 较高 较快
叶绿素a 蓝绿色 _____ 较低 较慢
叶绿素b 黄绿色 较多 _____ _____
最少
最高
最快
最多
最低
最慢
探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》
实验结果
ab黄胡
胡黄ab
13
异常实验现象的分析
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
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
若色素提取液呈淡绿色的，其原因有
若色素带颜色较浅，其原因有
题： A B C D 韭黄
无水乙醇 √ 水 √ √ √
SiO4 √ √ × √ √
CaCO3 √ √ √ × √
思维拓展
1、色素分离的其他方法:
在滤纸的中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，色素随层析液扩散，会得到近似同心环的4个色素圈，由外向内依次是什么色素？分别是什么颜色？
思维拓展
花青素，是自然界一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素。水果、蔬菜、花卉中的主要呈色物质大部分与之有关。在植物细胞液泡不同pH条件下，花青素使花瓣、叶片等呈现五彩缤纷的颜色。
注：这不是光合色素
水溶性色素
韭黄和韭菜有什么区别呢？观看下面的视频,思考叶绿素的合成需要哪些条件？
内容拓展
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：镁是构成叶绿素的重要成分，缺镁叶片变黄。
不同色素对光的吸收差异
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。
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
滤液中色素对不同的单色光吸收有什么差异？
思考：
叶绿素溶液
类胡萝卜素溶液
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
学科交叉（ P99 ）：叶绿体中的色素只吸收 ，而对红外光和紫外光等不吸收。
可见光
光合色素的吸收光谱分析
色素的颜色是由其反射的光所决定。
二
叶绿体的结构和功能
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？
叶绿体除了吸收光能外，还有什么功能呢？
黑藻
又名石衣、水衣、水苔、石发，是一种普遍生活在淡水里的真核多细胞藻类，
因体内含有1－16条带状、螺旋形的叶绿体，所以呈现绿色。属于低等植物。
1880年，恩格尔曼实验
【水绵】
叶绿体功能
叶绿体功能
氧气是光照条件下由叶绿体释放的
恩格尔曼的实验1
实验材料：
水绵：
需氧细菌：
自变量：
因变量：
光照、黑暗
需氧菌聚集部位
没有空气的黑暗环境，
极细光束照射
暴露在光下
水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察。
好氧细菌可确定释放O2的部位。
结 论：
(1)实验材料选择巧妙：
水绵：有细而长的带状叶绿体，且叶绿体呈螺旋式分布，便于观察结果和设置对照。
(2)排除干扰的方法巧妙：
没有空气的黑暗环境排除了环境中氧气和光的干扰。
思考 讨论2：恩格尔曼实验的巧妙之处
(3)观测指标设计巧妙：
通过好氧细菌的分布进行检测，从而能够准确地判断出释放氧气的部位。
(4)实验对照设计巧妙：
用极细的光束点状投射，使叶绿体上可分为获得光照和无光照的部位，相当于一组对照实验；进行黑暗(局部光照)和完全暴露在光下的对照实验。明确实验结果完全是由光照引起的。
思考 讨论2：恩格尔曼实验的巧妙之处
大量好氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，说明什么？
说明光合作用主要吸收的是红光和蓝紫光用于光合作用，释放氧气。
恩格尔曼的实验2
叶绿体的功能
资料：
又结合其他实验证据，科学家们证明了：在叶绿体基质中，含有多种进行光合作用所必需的酶。
叶绿体是光合作用的场所，并且能够吸收特定波长的光。
叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子，在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有很多进行光合作用所必需的酶。