5.4.1 捕获光能的色素和结构课件第一课时(共21张PPT）2023-2024学年高一生物上册课件（人教版2019必修1）

(共21张PPT)
5.4.光合作用与能量转化
第一课时
捕获光能的色素和结构
本 节 聚 焦
植物依靠哪些色素捕获光能？
01
叶绿体的结构有哪些适于进行光合作用的特点？
02
细胞生命活动的直接能源物质是 ；
细胞生命活动的主要能源物质是 ；
地球上生命活动的根本能量来源是 ；
太阳能经 作用转化为糖类等有机物中稳定的 ，
再经过 作用转化为ATP中活跃的 。
光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。
温 故 知 新
ATP
糖类
太阳能
光合
化学能
呼吸
化学能
阳光是由不同波长的光组合成的复合光
光谱
阳光穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带，称为光谱。
绿叶中可能含有多种色素
说明
信息提取：阅读课本P98探究 .实践，思考以下几个问题：
1、提取、分离色素的原理、方法、所选材料分别是？
2、提取色素包括哪些步骤？
3、提取过程中用到的无水乙醇、SiO2、CaCO3的作用分别是？
4、用什么材料过滤？为什么要用棉塞将收集滤液的试管口塞严？
5、分离色素包括哪些步骤？
6、滤纸条一端为什么要剪去两角？
7、画滤液细线时应注意什么？为什么？
8、为什么不能让滤液细线触及层析液？
探究·实践：绿叶中色素的提取和分离
（1）实验原理
必修一P98
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。
分离的方法：
纸层析法
溶解度小，扩散速度慢
溶解度大，扩散速度快
提取色素的原理
分离色素的原理
1.色素提取时所用试剂及作用？
无水乙醇：
二氧化硅：
碳酸钙：
2.菠菜叶放置24-36小时的原因？
防止水分过多影响提取效果。
3.研磨时应注意什么？原因为何？
迅速且充分。保证色素释放的更加充分且挥发量少。
4.过滤时尼龙布能否用滤纸替代
不能。因为滤纸的吸附性强，会导致滤液中色素的浓度过低。
溶解色素；
使研磨更加充分；
保护色素免于被破坏。
（2）方法步骤
新鲜的绿叶
减少边缘效应，使滤液同时到达滤液细线防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快。
画滤液细线的原则是细、直、齐。 目的：增加滤液细线中色素的含量。
防止色素溶解在层析液中。
（2）方法步骤
分离色素
1.制备滤纸条时为什么要减去两角？
2.滤液细线的划线原则是什么？待滤液干后，再重画一到两次的目的是什么？
3.为何滤液细线不能触及层析液？
4.为什么要用棉塞将收集滤液的试管口塞严？
防止层析液挥发，因其易挥发且有毒。
（含量约3/4）
叶绿素
观察实验结果视频，并思考：
①滤纸条上出现几条色素带？从上往下分别是？
②色素带在滤纸条上是按照什么次序分布的？
（含量约1/4）
类胡萝卜素
（3）实验结果分析
按照不同色素在层析液中的溶解度来分布，在层析液中溶解度越大，排在越上层。
（黄 色）
溶解度最大，扩散最快
溶解度最小，扩散最慢
溶解度下降
色素带 色素种类 色素颜色 色素含量 溶解度 扩散速度
胡萝卜素
叶黄素
叶绿素a
叶绿素b
③不同色素带在滤纸条上的宽度相同吗？这说明了什么？
不同，含量越多，宽度越大。
（4）实验结论
绿叶中色素的种类
橙黄色
最少
最高
最快
黄色
较少
较高
较快
蓝绿色
最多
较低
较慢
黄绿色
较多
最低
最慢
叶绿素
（含量约占3/4）
类胡萝卜素（含量约占1/4）
二.色素的吸收光谱
色素吸收光谱上，在 区和 区有两个明显的吸收带，说明这两个区域色素吸收的光多，其它区域吸收得较少。
根据色素吸收光谱曲线图可知，叶绿素主要吸收 和 ，
类胡萝卜素主要吸收 。
红光 蓝紫光
红光 蓝紫光
蓝紫光
高倍镜下黑藻叶绿体
电镜下黑藻叶绿体
绿叶中的4种光合色素存在于细胞的什么部位？
三、捕获光能的结构——叶绿体
叶绿体模式图
椭球或球形
功能：
光合作用的主要场所
DNA、RNA、酶、色素、核糖体
观察光和色素的分子结构式，回答：
1、光合色素的组成元素有：
C、H、O、N、Mg
结合色素分子的知识，思考叶子为什么会变色？
植物为了生长会产生大量的叶绿素进行光合作用，所以此时叶子多呈绿色。
叶绿素的分解速度比类胡萝卜素快，叶绿素比例下降，类胡萝卜素的颜色显露出来。
当温度低于7 ℃时，树叶中会生成花青素。花青素是植物花瓣中主要的显色物质，如玫瑰、牡丹等。
树叶落地后，树叶中的各种色素会逐渐降解，这时残留于叶中“单宁”的颜色——褐色便呈现出来。
春夏季
秋季
冬季
落叶
秋季叶片的叶绿素分子在低温下被破坏，而类胡萝卜素较稳定，显出类胡萝卜素的颜色。
生活情境：①韭菜在阳光下生长，叶片呈绿色；
韭黄在黑暗中生长，叶片呈嫩黄色。
根据以上三个现象，推测叶绿素的合成受
、 、 影响。
②柑橘缺镁，叶面黄化。
③春秋季节，叶子由绿变黄。
光照 无机盐 温度
思考：
1.不同种类叶片中四种色素的比例是否相同？
2.不同发育程度叶片中四种色素的比例是否相同？
韭菜
韭黄
对 点 训 练
1.图示叶绿体色素提取分离实验的结果，判断用作实验材料的叶片颜色为（ ）
A.绿色 B.黄色 C.红色 D．紫色
B
2.请分析以下三位同学的操作会对实验结果造成怎样的影响？（其余操作正常）
同学甲在进行色素提取实验时，一次加入大量无水乙醇；
同学乙在进行色素提取实验时，忘记加入碳酸钙；
同学丙在进行层析时，不小心将滤液细线浸没于层析液之下。
提取到的色素浓度过低
滤纸条上的色素溶解于层析液中
部分叶绿素被破坏
植物工厂
用人工光源生产蔬菜，可以避免由于自然环境中光照强度不足导致光合作用强度低而造成的减产。同时，人工光源的强度和不同色光是可以调控的，可以根据植物生长的情况进行调节，以使蔬菜产量达到最大。
影响光合作用的因素很多，既有植物自身条件，也有外界环境条件。二氧化碳浓度、营养液和温度是影响植物生长的重要外部条件，因此要进行控制，以便让植物达到最佳的生长状态。
你参观或听说过植物工厂吗？植物工厂在人工精密控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成分等条件下， 生产蔬菜和其他植物。有的植物工厂完全依靠LED灯等人工光源，其中常见的是红色、蓝色和白色的光源。
1．靠人工光源生产蔬菜有什么好处？
2．为什么要控制二氧化碳浓度，营养液成分和温度等条件？
P97 问题探讨
1．靠人工光源生产蔬菜有什么好处？
2．为什么要控制二氧化碳浓度，营养液成分和温度等条件？
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
P101 练习与应用
×
√
×
A
3.为什么地球表面大部分植物的叶片是绿色的？
植物的颜色是其反射出来的光
绝大多数植物叶片中叶绿素含量最多
叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,
对绿光吸收最少，绿光多数被反射出去。
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，
绿藻反射出绿光，红藻反射出了红光，
褐藻反射出黄色的光。
水对红、橙光的吸收比对蓝、绿光的要多，
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位于海水浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻位于海水深层。
8、将A、B、C、D四盆长势均匀的植物 置于阳光下，A添加红色光照，B添加绿色光照，C隔红色滤 光片，D隔绿色滤光片(如图所示)。经过一段时间后，各盆 植物中长势最好的是( )
A