5.4.1光合作用与能量转化课件(共24张PPT)

(共24张PPT)
第5章 第4节
光合作用与能量转化（第一课时）
植物工厂
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。
在植物工厂里，人工光源可以为植物的生长源源不断地提供能量。
在自然界，则是万物生长靠太阳。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。
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”
捕获光能的色素
正常植物的叶片多数是绿色的
有绿色的色素
玉米白化苗，消耗完种子中的有机物就会死亡
光能的捕获与色素有关
（一）提取色素：
原理：
一、绿叶中色素的提取和分离
色素能溶解在酒精等有机溶剂中，所以可用无水乙醇提取色素。
5g新鲜的绿叶（色素含量高）
药品
二氧化硅
碳酸钙
无水乙醇（体积分数95%的乙醇加适量无水碳酸钠）
材料:
不要用水浸泡，否则会降低提取液中色素浓度
(1)取材：称取5g绿叶，剪去主叶脉,剪碎,放在研钵中
(2)研磨：向研钵中放人少许二氧化硅和碳酸钙，再加入5~10 mL无水乙醇,迅速充分地进行研磨
提取色素
步骤：
-最好在弱光下进行，叶绿素见光易分解
使研磨更加充
防止研磨中色素被破坏
(3)过滤：漏斗基部放一块___________,将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤。
将滤液收集到试管中，及时用棉塞将试管口塞严。
分多次加入
防止乙醇挥发
单层尼龙布
防止乙醇挥发
滤纸？
不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的扩散速度快，反之则慢。
（二）分离色素（纸层析法）
原理：
透性好，吸收滤液多
1、制备滤纸条
将干燥的定性滤纸剪成稍小于试管长与直径的滤纸条，将一端减去两角，并在距这一端1cm处用铅笔画一条细线。
铅笔线
画铅笔细线
防止色素在滤纸边缘扩散太快，导致分离的色素带不平齐
2、画滤液细线(细、直、齐）
用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀划出一条细线。待滤液干后，在重画1-2次。
滤液细线
画滤液细线
防止滤液扩散开，使滤液线过宽，影响分离效果。
增加色素浓度，使分离出的色素带明显
3、分离色素
取适量层析液倒入试管中，将滤纸条轻插入层析液中（滤液细线不能触及层析液，以防止色素溶解于层析液中而无法分离），用棉塞塞紧试管口（或用小烧杯代替试管，用培养皿盖住)(防止层析液挥发）。
插滤纸条
层析液
培养皿
层析液由苯、丙酮、石油醚按一定比例混合而成。
使用时应注意盖好盖子并避免洒出。层析过程应在通风处进行，结束时应用肥皂将手洗干净。
分离结果
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）
滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？
类胡萝卜素（1/4）
叶绿素（3/4）
绿叶中的色素
颜色 含量 溶解度 扩散率
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
色素种类
胡萝卜素
叶黄素
叶绿素a
叶绿素b
色素分离的其他方法
圆形滤纸层析色素的方法：
在圆形滤纸圆心出点样，滤液在滤纸上扩散原理与在滤纸条上是一样的，看到的结果是圆形滤纸上出现4个同心圆，最外面的是 ，往外依次是 。
胡萝卜素
叶黄素、叶绿素a、叶绿素b
思考
春夏叶片为什么是绿色？而秋天树叶为什么会变黄？
叶片之所以呈现绿色，正是因为叶绿体中的色素对绿光吸收最少，绿光被反射了出来。
秋季温度降低，光照强度变弱，再加上叶片自身衰老的原因，叶绿素逐渐降解，类胡萝卜素比较稳定，表现出类胡萝卜素颜色。
（花红柳绿、绿肥红瘦）
秋天叶片变红的原因？植物表现不同颜色原因？
叶绿素因低温而分解，液泡中红色的花青素含量增加；
花之所以又不同颜色与液泡中花青素有关。
动脑思考
假设同学甲在进行色素提取实验时，一次加入大量无水乙醇； 同学乙在进行层析时，不小心将滤液细线浸没于层析液之下。请问两位同学的操作是否会影响到实验结果？
同学甲的操作会导致提取到的色素浓度过低；同学乙的操作会导致滤纸条上的色素更多的溶解于层析液中。两位同学的错误操作均会影响色素分离的效果。
1.未加二氧化硅研磨不充分；2.绿叶不新鲜色素少；3.一次加入大量无水乙醇；4.未加碳酸钙或加入过少，色素被破坏；5.绿叶加水浸泡
色素提取液颜色过浅的原因？
滤液正常，分离到的色素带过浅
1.滤纸条未干燥；2.画滤液线次数少；3.层析液没过滤液细线
无色带：没画滤液细线；层析液触及滤液细线
研磨时没加入无水乙醇会怎样？
叶绿体中的色素提取液
二、四种色素对光的吸收
叶绿素主要吸收___________
类胡萝卜素主要吸收________
蓝紫光
蓝紫光、红光
叶绿体色素具有吸收光能、
传递光能、转化光能的作用
这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位呢？
2024/10/21
水绵
三、叶绿体的结构适于进行光合作用
黑藻
捕获光能的结构
绿色植物的叶肉细胞
一般呈扁平的椭球形或球形
光合作用的场所（用实验说话）
1)分布：
2)形态：
4)功能：
3)结构
外膜
内膜
基粒
:由两个以上的类囊体堆叠而成，类囊体薄膜上含光合色素和酶
基质
:含多种光合作用所必需的酶,含有少量DNA、RNA和核糖体
叶绿体的结构适于进行光合作用
把载有水绵和需氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境中，然后用极细的光束照射水绵。
黑暗处用极细光束照射
暴露在光下
恩格尔曼的实验（一）
叶绿体的结构适于进行光合作用
现象：细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中
把临时装片置于光下
现象：细菌只向被光束照射到的部位集中
结论：O2是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物光合作用的场所。
2、叶绿体的功能
三棱镜
恩格尔曼实验二
照射水绵
好氧细菌聚集在红光和蓝紫光的区域
叶绿体中的色素主要吸收蓝紫光和红光，在此波长光的照射下，叶绿体会释放氧气，适于好氧细菌在此区域分布。
叶绿体的功能
讨论
1、恩格尔曼实验的结论是什么？
O2是由叶绿体产生的
叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，分布了许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用的酶。
在叶绿体基质中，也有许多进行光合作用所必需的酶
总结叶绿体的功能
1.叶绿体内部巨大的膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子；
2.在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。
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
注意事项
实验结论
无水乙醇，层析液
叶绿素
类胡萝卜素
红光
蓝紫光
蓝紫光
色素
叶黄素
胡萝卜素
叶绿素a
叶绿素b
（蓝绿色）
（黄绿色）
（橙黄色）
（黄色）
含量约占3/4
含量约占1/4
形态结构:
功能:
结构与功能相适应:
课堂小结：
1、绿叶中色素的提取和分离的实验目的是　(　　)
A.观察各种色素的吸收光谱
B.提取叶绿体中的叶绿素
C.用纸层析法将色素进行分离
D.验证叶绿体中色素的种类和各种色素的颜色
D
2、在绿叶中色素的提取和分离实验中,扩散速度最快的色素是　(　　)
A.叶绿素a B.叶绿素b
C.胡萝卜素 D.叶黄素
C
巩固练习
3、在日光下,植物叶片中的叶绿素　(　　)
A.大量吸收绿光
B.等量吸收不同波长的光
C.主要吸收蓝紫光和绿光
D.主要吸收蓝紫光和红光
D
4、在叶绿体提取和分离试验中，特别要注意不能让层析液没及滤液细线，原因是（ ）
A.滤纸条上的集中色素不能扩散
B.色素沿滤纸条的扩散速度太慢，色素分离不明显
C.层析液妨碍色素的溶解
D.色素被层析液溶解不能向上扩散
D