高中生物人教版（2019）必修1第5章 第4节 光合作用与能量转化 课件（28张）

第4节 光合作用与能量转化
第5章 细胞的能量供应和利用
？
问题探讨
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？
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。
一、捕获光能的色素和结构
思考：“白化苗”能持续正常地生长吗？
光合作用与细胞中的色素有关。
思考：细胞哪些结构含有色素？
液泡：花青素
叶绿体：多种光合色素
不能进行光合作用，不能持续正常地生长。
只有叶绿体中的
色素可以捕获光能。
一、捕获光能的色素
（一）实验：绿叶中色素的提取和分离
1、实验原理
思考：如何提取？如何分离色素？
绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇（或丙酮）中，使用无水乙醇提取绿叶中的色素。
纸层析法：不同色素在层析液中的溶解度不同：溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。这样，绿叶中的色素就在扩散过程中分开。
光合作用与能量转化(共80张PPT)
光合作用与能量转化(共80张PPT)
提取原理：
分离原理：
一、捕获光能的色素
（一）实验：绿叶中色素的提取和分离
2、目的要求
①进行绿叶中色素的提取和分离
②探究绿叶中含有几种色素

光合作用与能量转化(共80张PPT)
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1.提取绿叶中的色素
2.制备滤纸条
3.画滤液细线
4.分离绿叶中的色素
5.观察和记录
四、方法步骤
光合作用与能量转化(共80张PPT)
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剪碎
加药品
研磨
过滤
无水乙醇：
提取色素
二氧化硅：
有助于研磨充分
碳酸钙：
防止研磨中色素被破坏
防止溶剂挥发，充分溶解色素
迅速、充分研磨：
单层尼龙布
试管口塞紧
1.提取绿叶中的色素
试管口加棉花防挥发
光合作用与能量转化(共80张PPT)
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2.制备滤纸条
铅笔线
画铅笔细线
取经干燥处理的滤纸，将滤纸剪成长6cm，宽1cm的滤纸条，剪去一端的两角，在距离剪角端1cm处用铅笔画一条横线
剪去两角的目的是使层析液扩散均匀同时到达滤液细线
光合作用与能量转化(共80张PPT)
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③画滤液细线
滤液细线
画滤液细线
要求：
细直齐
干燥后重复1—2次
防止色素带重叠而影响分离效果
积累更多的色素
光合作用与能量转化(共80张PPT)
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④分离绿叶中的色素
要求：层析液不能没及滤液线
插滤纸条
层析液
培养皿
★培养皿加盖防挥发
防止色素溶解于层析液中而无法分离
光合作用与能量转化(共80张PPT)
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⑤观察和记录
讨论：滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽窄如何？这说明了什么？
排序越上面，说明该色素在层析液的溶解度越 扩散速率越 。色素带越宽，说明该色素含量越 。
高
快
多
胡叶ab
光合作用与能量转化(共80张PPT)
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①从色素带的位置可知各种色素在层析液中溶解度的高低依次是：胡萝卜素﹥叶黄素﹥叶绿素a﹥叶绿素b。
②从色素带的宽度可知各种色素的含量一般是：
叶绿素a ﹥叶绿素b ﹥叶黄素﹥胡萝卜素。
结果分析
光合作用与能量转化(共80张PPT)
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实验注意事项
1、无水乙醇和层析液都是（ ）的有机溶剂，所以研磨要快，收集的滤液要用棉塞塞住，层析时要加盖，尽量减少有机溶剂的挥发。
2、用干燥的定性滤纸，因为（ ）
3、滤纸条一端剪去两个角是因为滤纸条边缘扩散快，中间扩散慢，（ ）
其透性好，吸收滤液较多
易挥发且有一定毒性
保证使滤液能同步到达滤液细线
光合作用与能量转化(共80张PPT)
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★二、说明色素的种类和功能
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）
叶绿素
3 /4
类胡萝卜素
1 /4
绿叶中的色素
光合作用与能量转化(共80张PPT)
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捕获光能的色素
绿叶中色素的作用
绿叶中的
色素提取液
图：自然光通过三棱镜
图：自然光经过色素提取液后通过三棱镜
现象：光屏出现明显的色光带
现象：色光带变暗，
且蓝紫光和红光大部分被吸收
绿叶中的色素能吸收光能，且主要吸收蓝紫光和红光。
光合作用与能量转化(共80张PPT)
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叶绿素主要吸收蓝紫光和红光；
类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
吸收光能的百分比
0
波长
50
100
叶绿素a
叶绿素b
图：叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱
类胡萝卜素
光合作用与能量转化(共80张PPT)
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1.正常银杏的叶为什么呈绿色？
叶绿体中叶绿素的含量多，且对绿光吸收量最少，绿光被反射出来，所以呈绿色；
3.大棚种植蔬菜时，选择什么颜色的塑料薄膜最好？
白色或无色
2、秋季为什么变黄了？
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，所以显出类胡萝卜素的颜色。
光合作用与能量转化(共80张PPT)
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色素的功能
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？
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。
二、叶绿体的结构和功能
1.叶绿体结构
色素分布：
类囊体薄膜上
酶分布：
类囊体薄膜和基质
现象：
分析：
在没有空气的黑暗环境中，用极细的光束照射水绵
好氧细菌只集中在被光线照射的叶绿体附近。
光线照射部位进行光合作用产生了氧气。
恩格尔曼的实验
叶绿体的功能
在没有空气的光亮环境中
现象：
分析：
产生氧气的部位是叶绿体。
好氧细菌集中在叶绿体所有受光部位。
结论：
氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所
选材好。
水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；
用好氧细菌可确定释放氧气多的部位。
设计妙。
没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰；
用极细的光束照射，叶绿体上可分为有光照和无光照的部位，相当于一组对照实验。
恩格尔曼实验的巧妙之处
叶绿体是进行光合作用的场所，它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。
叶绿体的功能
叶
绿
体
含光合色素
所以说叶绿体是进行光合作用的结构基础。
位于基粒类囊体上
含光合酶
位于基粒上
（少量）
位于基质中
（大量）
总结
叶绿素
类胡萝卜素
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）
（吸收红光和蓝紫光）
（吸收蓝紫光）
含量约占3/4
含量约占1/4
叶绿体是进行光合作用的场所，它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。
光合作用的色素
课堂小结
例1、如图表示新鲜菠菜叶中四种色素的相对含量及在滤纸条上的分离的情况，以下说法正确的是（　　）
A.四种色素都溶解在层析液中，乙色素的溶解度最大
B.丙、丁两种色素主要吸收蓝紫光和红光
C.菠菜发黄的原因是色素甲、乙的含量减少
D.水稻在开花时节，叶片中色素含量是（甲+乙）＜（丙+丁）
C
下列关于叶绿体的描述，正确的是（ ）
A．叶绿体中的类胡萝卜素主要吸收红光和蓝紫光
B．光学显微镜可以观察到类囊体
C．叶绿体外表的双层膜上具有叶绿素和酶
D．基粒由类囊体堆叠而成
【典型例题】
D
再见