5.4光合作用和能量转化第1课时课件(共22张PPT1份视频)-2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

(共22张PPT)
第5章 细胞的能量供应和利用
第4节 光合作用与能量转化
——捕获光能的色素和结构
【思考1】对于高等植物叶片，如：玉米往往是绿色的。白化玉米植株对玉米的生长有什么影响？
链接生活
正常玉米能进行光合作用制造有机物，
白化玉米不含色素，待种子储存养分耗尽就会死去。
【思考2】叶绿素在光合作用中起到什么作用？叶肉细胞中只有叶绿素吗？怎样提取这些色素呢？
叶绿素可能与光能捕获有关，白化玉米不能进行光合作用，无法制造有机物。
光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。
太阳光能的输入、捕获和转化，是生物圈得以维持运转的基础。
探究·实践 绿叶中色素的提取和分离
1.提取色素
（1）原理
绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂_______________中。
无水乙醇
（2）方法
过滤法
（3）操作
①称取5g绿叶，剪去主叶脉，剪碎，放入研钵中。
②向研钵中放入少量二氧化硅和碳酸钙，再加入10mL无水乙醇，少量、分次加入，迅速、充分研磨。
③将研磨液迅速倒入玻璃漏斗（漏斗基部有单层尼龙布）中进行过滤
④收集滤液,并用棉塞封口
有助于研磨充分
防止研磨中色素被破坏
溶解色素
防止酒精挥发和色素的氧化
2.分离绿叶的色素
探究·实践 绿叶中色素的提取和分离
（2）方法
纸层析法
（3）操作
①制备滤纸条
②画滤液细线
③分离色素
（1）原理
绿叶中的色素不只有一种，它们都能溶解在层析液（由20份在60~90℃下分馏出来的石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成）中，但不同的色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。这样，绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开。
2.分离绿叶的色素
探究·实践 绿叶中色素的提取和分离
①制备滤纸条
1cm
铅笔细线
将干燥的定性滤纸剪成宽度略小于试管直径、长度略小于试管长度的滤纸条，再将滤纸条一端剪去两角，并在距这一段底部1cm处用铅笔画一条细的横线。
使层析液在滤纸片上的扩散速度快
防止两端扩散过快，有利于得到整齐的色素带（因为水在滤纸片上呈弧形扩散，即两边快，中间慢）。
2.分离绿叶的色素
探究·实践 绿叶中色素的提取和分离
1cm
铅笔细线
滤液细线
②画滤液细线
用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线（也可以将滤液倒入培养皿，再用盖玻片蘸取滤液，在横线处按压出均匀的细线）。待滤液干后，再重画一两次。
【思考】划线为什么要求细、直、齐？且重复2—3次？
防止色素带重叠而影响分离效果
使滤纸条充分带上色素
探究·实践 绿叶中色素的提取和分离
2.分离绿叶的色素
③分离色素
【思考】滤纸条的放置要注意哪些问题？
有滤液细线的一端朝下
下端应插入层析液中
滤液细线不能触及层析液
防止色素溶解在层析液中。
探究·实践 绿叶中色素的提取和分离
探究·实践 绿叶中色素的提取和分离
实验结果：
色素分离的其他方法:
（1）收集到的滤液中绿色过浅
①未加二氧化硅(石英砂)或研磨不充分，色素未充分提取出来。
②使用放置数天的绿叶或绿叶用量少，滤液中的色素(叶绿素)含量太少。
③一次加入大量的无水乙醇，导致提取液浓度太低。
④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。
（2）滤纸条看不见色素带
滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。
探究·实践 绿叶中色素的提取和分离
（3）滤纸条色素带重叠
没等干后再划线、滤液线不能达到细、齐的要求，使色素扩散不一致造成的。
一、捕获色素的光能和结构
①实验结果中有几条可见色素带，色素带的条数与什么有关？
②为什么色素带的宽窄不一样，与什么有关？
③为什么有的色素带高，有的色素带低，其高低与什么有关？
色素种类
色素含量
色素在层析液中的溶解度
一、捕获色素的光能和结构
胡萝卜素（橙黄色）
叶黄素（黄色）
叶绿素a（蓝绿色）
叶绿素b（黄绿色）
类胡萝卜素
叶绿素
（含量约占1/4）
（含量约占3/4）
【色素含量比较:】
【色素溶解度比较:】
叶绿素a＞叶绿素b＞叶黄素＞胡萝卜素
胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a＞叶绿素b
4种色素对光的吸收有什么差别吗？
一、捕获色素的光能和结构
太阳光的折射
阳光是由不同波长的光组合成的复合光，在穿过三棱镜时发生折射，不同波长的光会分散开，形成不同颜色（红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫）的光带,称为（可见）光谱。
可见光波长范围为400~760nm
一、捕获色素的光能和结构
吸收光谱上，在红光区和蓝紫光区有两个明显的吸收带（黑带），
说明这两个区域色素吸收的光多，其它区域吸收的较少
一、捕获色素的光能和结构
叶绿素溶液
叶绿素主要吸收红光和蓝紫光
类胡萝卜素
类胡萝卜素主要吸收蓝紫光
一、捕获色素的光能和结构
1、为什么夏季植物叶片呈现绿色？
2、深秋的叶片颜色为什么会变黄？
①叶绿素的含量多于类胡萝卜素
②大部分绿光被反射
秋季气温降低，大量叶绿素受到破坏，而显示出类胡萝卜素的颜色。
叶绿素a和叶绿素b：主要吸收 ；
胡萝卜素和叶黄素：主要吸收 。
蓝紫光和红光
蓝紫光
一、捕获色素的光能和结构
3、植物工厂的光源应该选什么颜色较好？
4、植物工厂为什么不用绿色光源？
5、大棚种植蔬菜时，选择什么颜色的塑料薄膜最好？红色、蓝色还是无色？
绿色光源发出绿色的光，这种波长的光线不能被光合色素吸收，因此无法用于光合作用中制造有机物。
无色。由于太阳光由复合光组成，所以用无色透明的塑料薄膜，植物获得的光能更多。
6、阴天时，为了增加蔬菜的产量，在功率相同的情况下，应选择什么颜色(“蓝紫光和红光”或“白光”)的照明灯为蔬菜补充光源？为什么？
蓝紫光或红光。
一、捕获色素的光能和结构
1.如图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，以下说法不正确的是
A.叶绿体中甲、乙、丙、丁四种色素都分布在类囊体薄膜上
B.衰老叶片中甲、乙两种色素的含量显著减少
C.甲、乙、丙、丁四种色素均可溶于有机溶剂
D.丙、丁两种色素主要吸收红光和蓝紫光
√
一、捕获色素的光能和结构
2、关于“绿叶中色素的提取和分离”实验，下列叙述错误的是（ ）
A.研磨时加入适量二氧化硅，有助于提高过滤液的色素浓度
B.可用干燥定性滤纸置于玻璃漏斗基部进行过滤，收集滤液
C.可用盖玻片蘸取滤液，沿铅笔细线按压出均匀的色素细线
D.层析后出现的色素带，其位置、颜色和宽窄蕴含不同信息
√
一、捕获色素的光能和结构
3、某兴趣小组选择了新鲜菠菜的“绿叶”“嫩黄叶”,做绿叶中色素的提取和分离实验。色素层析结果如图,下面叙述正确的是（ ）
A.提取色素的原理是色素在层析液中溶解度不同
B.如果以“绿叶”为实验材料，实验中没加碳酸钙也可能出现和“嫩黄叶”相似的结果
C.如果将两组实验提取的色素放置在阳光和三棱镜之间，则吸收光谱最明显的差异出现在蓝紫光区域
D.甲为“嫩黄叶”乙为新鲜菠菜的“绿叶”
√
一、捕获色素的光能和结构
4、关于高等植物细胞内的色素的叙述中，错误的是( )
A.绿叶中叶绿素是类胡萝卜素的3倍，所以叶呈绿色
B.所有植物细胞内都含有四种色素
C.细胞内的叶绿体中的色素吸收光能用于光合作用
D.有的植物细胞的液泡内也含有一定量的色素
√