5.4 捕获光能的色素和结构（课件）高一生物人教版（2019）必修1(共20张PPT)

(共20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（第一课时）
情境导入——植物工厂
植物的光合作用是以太阳光能作为动力的，那植物是如何捕获光能进行光合作用的？我们来比较健康幼苗与白化苗的生长状况，请分析为什么白化苗的长势比正常幼苗差？
这说明 光合作用需要色素去捕获光能
思考
正常幼苗能进行光合作用，制造有机养料
正常苗
白化苗不能进行光合作用，无法制造有机养料
白化苗
不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越高的色素随层析液在滤纸上的扩散速度越快，反之则慢。
①提取色素的原理
色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中
②分离色素的原理
【实验原理】
探究·实践
01 实验：绿叶中色素的提取和分离
溶解度高的，在滤纸上扩散得快
溶解度低的，在滤纸上扩散得慢
【器材·药品】
1、新鲜绿叶
如菠菜的绿叶
2、提取液
无水乙醇（95%的乙醇+无水碳酸钠）
3、层析液
石油醚、丙酮和苯的混合液
4、二氧化硅
有助于研磨更加充分
5、碳酸钙
防止研磨中叶绿素被破坏
6、单层尼龙布
过滤研磨液，防止滤纸吸附色素
01 实验：绿叶中色素的提取和分离
探究·实践
【实验过程】
01 实验：绿叶中色素的提取和分离
称取5g菠菜叶，剪碎后放入研钵中；加入少许二氧化硅和碳酸钙，再
加入10mL无水乙醇，进行迅速、充分的研磨；将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中,添加一块单层尼龙布进行过滤,用棉花塞紧试管口。
实验讲解
1.提取色素
称取5g菠菜叶，剪碎后放入研钵中；加入少许二氧化硅和碳酸钙，再
加入10mL无水乙醇，进行迅速、充分的研磨；将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中,添加一块单层尼龙布进行过滤,用棉花塞紧试管口。
01 实验：绿叶中色素的提取和分离
绿色滤液
过滤
研磨
称取,剪碎,添加药品
SiO2：使研磨充分
CaCO3：防止叶绿素被破坏
无水乙醇：色素提取液
迅速充分研磨：
保证色素被充分提取,减少被破坏
单层尼龙布：
过滤研磨液，防止滤纸吸附色素
棉花塞紧：
防止滤液挥发
2.分离色素
制备滤纸条
画滤液细线
分离色素
将干燥滤纸条减去两角,以减少边缘效应,使扩散均匀；
用毛细吸管吸取滤液画出一条细、齐、直细线,干燥后重复一到两次;
实验讲解
培养皿盖：
防止层析液挥发
也可以用
盖玻片按压法
01 实验：绿叶中色素的提取和分离
滤液细线不能触及层析液,防止色素溶解在层析液中,得不到色素带;
实验结果
胡萝卜素
叶黄素
叶绿素a
叶绿素b
（橙黄色）
（黄 色）
（蓝绿色）
（黄绿色）
类胡萝卜素
叶绿素
（1/4）
（3/4）
1、色素宽窄代表
2、色素在滤纸条上移动距离代表什么？
色素含量
色素在层析液中的溶解性越高，移动距离越大
01 实验：绿叶中色素的提取和分离
【问题1】某同学在提取色素时,收集到的滤液绿色过浅,试帮他分析一下可能的原因有哪些？
拓展延伸
【改进实验】
【实验结果】
四个同心圆色素带
01 实验：绿叶中色素的提取和分离
(1)未加二氧化硅，研磨不充分
(2)未加碳酸钙,色素分子被破坏
(3)一次加入大量的无水乙醇
(4)菠菜叶不新鲜，叶绿素太少
我们在视频--植物工厂中，会发现植物主要的光源为红光、蓝紫光、白光（包含所有可见光），植物中的光合色素吸收那种光？不同的色素对光的吸收是否有差别？
拓展延伸
色素提取液
叶绿素溶液
可见光
绿色植物中的叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。
02 捕获光能的色素
拓展延伸
四种色素的吸收光谱
【思考】植物工厂中利用的人工光源主要是红色、蓝紫色和白色的光源，为什么不用绿光？
01 捕获光能的色素
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;
类胡萝卜素
叶绿素b
叶绿素a
绿光基本不吸收而被叶片反射,这也是大部分植物呈现绿色的原因
重点记忆： 能将光能转化为化学能的只有少量叶绿素a
结论：
①氧气是由______
释放出来的；
②_______是进行光合作用的场所
③光合作用需要______。
思考·讨论
恩格尔曼的实验
叶绿体
叶绿体
光照
02 叶绿体的结构适于进行光合作用
实验反思
恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处？
02 叶绿体的结构适于进行光合作用
（1）用水绵作实验材料，有细而长的带状叶绿体，螺旋状分布在细胞中，便于观察和分析研究。
（2）将临时装片置于黑暗且没有空气的环境中，排除了环境中光线和O2的影响，从而确保实验能顺利进行。
（3）用极细的光束照射，并且用好氧菌进行检测，能准确的判断水绵细胞中放O2部位。
（4）进行黑暗(局部光照)与曝光的对比实验, 从而明确 实验结果完全是由光照引起的。
思考·讨论
黑色无氧环境
本实验可以得出的结论是： ____是进行光合作用的场所，并且叶绿体主要吸收 和 。
叶绿体
红光
蓝紫光
【拓展延伸】不同波长的光在水中的穿透性不同,波长越长,穿透性越弱。在海洋中,绿藻在浅层(吸收红光、蓝紫光),褐藻在中层(吸收大部分蓝紫光、少量红光),红藻在深层(吸收少量蓝紫光,不吸收红光)。
03 叶绿体的结构适于进行光合作用
思考：为什么植物春夏叶子翠绿，而深秋则叶片变成黄色或橙黄？
捕捉光能的色素存在于细胞中的什么部位？
我为什么变色了？
秋天叶绿素会因为“忍受”不了气温下降等因素的影响而分解消失；胡萝卜素和叶黄素则比较稳定，终于在没有叶绿素干扰时“重见天日”。
03 叶绿体的结构适于进行光合作用
类囊体薄膜上含有光合色素
(1)结构①双层膜
②基质
③基粒：由类囊体堆叠而成,光合色素分布在
类囊体薄膜上,类囊体增加了光合色素吸收光的
面积。
2)功能：进行光合作用的场所。
(3)物质基础：在叶绿体内部的类囊体薄膜上，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，还有许多进行光合作用所的酶。
自助探究
02 叶绿体的结构适于进行光合作用
（含有酶、DNA、RNA、核糖体)
03 本节内容总结