光合作用与能量转化【知识建构+拓展延伸】捕获光能的色素和结构课件 高一上学期生物人教版必修1.pptx

第4节 光合作用与能量转化捕获光能的色素和结构（课时一）在自然界中，万物生长靠太阳在植物工厂中，植物生长靠人工光源 白化苗白化苗不能进行光合作用，无法制不能进行光合作用，无法制造有机养料造有机养料绿叶中有哪些色素呢？绿叶中色素的提取和分离提取和分离提取和分离绿叶中的色素，绿叶中的色素，探究绿叶中色素的种类探究绿叶中色素的种类实验目的用用无水乙醇无水乙醇提取色素（提取色素（色素能溶解在有机溶剂色素能溶解在有机溶剂中中）实验原理提取用用层析液层析液分离色素（分离色素（色素在层析液中溶解度不同，色素在层析液中溶解度不同，溶解度越高，扩散得越快溶解度越高，扩散得越快）纸层析纸层析 实验原理分离绿叶中色素的提取和分离实验材料与试剂新鲜的绿叶（如菠菜的绿叶）、无水乙醇、层析液（可用新鲜的绿叶（如菠菜的绿叶）、无水乙醇、层析液（可用9393号汽油代号汽油代替）替）二氧化硅、碳酸钙二氧化硅、碳酸钙新鲜的绿叶色素含量多，二氧化硅可使研磨更充分，碳酸钙防止研磨中色素被破坏干燥的定性滤纸，试管，棉塞，试管架，研钵，玻璃漏斗，尼龙干燥的定性滤纸，试管，棉塞，试管架，研钵，玻璃漏斗，尼龙布，毛细吸管，剪刀，药勺，量筒布，毛细吸管，剪刀，药勺，量筒(10mL)(10mL)，天平。

天平实验用具1.提取绿叶中的色素1234称取5g的绿叶，剪碎，放入研钵中放入少许二氧化硅和碳酸钙，再放入10mL无水乙醇，迅速、充分地研磨二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中色素被破坏防止无水乙醇挥发叶绿体能够被充分破坏，使得色素能充分被释放出来将研磨液迅速倒入玻璃漏斗 中进行过滤收集滤液,封口用单层尼龙布过滤，过滤叶脉及二氧化硅等并且不吸附色素盛放滤液的试管用橡胶塞塞紧，防止无水乙醇的挥发2.色素的分离制备滤纸条干燥的定性滤纸1cm铅笔线为什么要剪去两角？避免层析液在边缘扩散过快（边缘效应），使其同步到达细线2.色素的分离画滤液细线注意：细直齐、重复23次，待滤液干后，再画一两次增加滤液细线上色素含量，使分离色素带更明显防止色素带重叠而影响分离效果2.色素的分离分离色素插滤纸条插滤纸条层析液层析液培养皿培养皿为何滤液细线不能触及层析液？防止色素溶解在层析液中观看实验观看实验1313：绿叶中的：绿叶中的色素色素的提取与分离的提取与分离实验中的材料试剂及操作目的实验中的材料试剂及操作目的过程过程操作内容操作内容操作目的操作目的提提取取色色素素材料材料叶片要新鲜、深绿叶片要新鲜、深绿使滤液中色素含量高使滤液中色素含量高试剂试剂二氧化硅二氧化硅利于绿叶的充分研磨利于绿叶的充分研磨碳酸钙碳酸钙防止研磨过程中色素被破坏防止研磨过程中色素被破坏无水乙醇无水乙醇溶解色素溶解色素关键关键步骤步骤研磨要迅速、充分研磨要迅速、充分使色素充分溶解使色素充分溶解、防止溶剂挥发防止溶剂挥发盛滤液的试管口加棉塞盛滤液的试管口加棉塞防止防止乙醇乙醇挥发挥发和色素氧化和色素氧化用单层尼龙纱布过滤而不用滤纸用单层尼龙纱布过滤而不用滤纸防止色素吸附在滤纸上防止色素吸附在滤纸上分分离离色色素素试剂试剂层析液层析液分离色素分离色素关键关键步骤步骤滤纸条的一端剪去两角滤纸条的一端剪去两角防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快滤液细线重复画若干次，且要求细、滤液细线重复画若干次，且要求细、直、齐直、齐使分离的色素带清晰使分离的色素带清晰滤液细线不能触及层析液滤液细线不能触及层析液防止色素溶解到层析液中防止色素溶解到层析液中异常现象的分析异常现象的分析 若色素提取液呈淡绿色的，其原因有若色素提取液呈淡绿色的，其原因有 选材不当，未选择新鲜绿叶或称取的新鲜绿选材不当，未选择新鲜绿叶或称取的新鲜绿叶量过少，色素含量少叶量过少，色素含量少 加入的无水乙醇过多，导致色素溶液浓度小加入的无水乙醇过多，导致色素溶液浓度小 未加碳酸钙或加入的过少，色素分子（主要是叶绿素）部分破坏未加碳酸钙或加入的过少，色素分子（主要是叶绿素）部分破坏 研磨不充分或研磨速度太慢，乙醇挥发，色素未能研磨不充分或研磨速度太慢，乙醇挥发，色素未能充分提取出来充分提取出来 若色素带颜色较浅，其原因有若色素带颜色较浅，其原因有 划滤液细线的次数太少，滤纸条上的色素含量少划滤液细线的次数太少，滤纸条上的色素含量少 层析时，部分滤液细线已触及层析液层析时，部分滤液细线已触及层析液 同上同上4 4点点提取液提取液色素带色素带叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素（含量约（含量约（含量约（含量约3/43/43/43/4）（含量约（含量约（含量约（含量约1/41/41/41/4）叶绿素叶绿素a a（蓝绿色，含量最蓝绿色，含量最高高）叶绿素叶绿素b b（黄绿色，含量第二黄绿色，含量第二）胡萝卜素（胡萝卜素（橙黄色，含量最橙黄色，含量最低低）叶黄素（叶黄素（黄色，含量第三黄色，含量第三）绿叶中的色素绿叶中的色素分布：分布：叶绿体类囊体薄膜叶绿体类囊体薄膜上上功能：吸收、传递、转换光能功能：吸收、传递、转换光能实验结论 思维拓展在滤纸的中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，色素随层析液扩散，会得到近似同心环的4个色素圈，由外向内依次是什么色素？分别是什么颜色？会出现四个会出现四个同心圆的色素带同心圆的色素带，从外往里从外往里依次为依次为_；胡萝卜素橙黄色、叶黄素黄色、叶绿素胡萝卜素橙黄色、叶黄素黄色、叶绿素a a蓝绿色、叶绿素蓝绿色、叶绿素b b黄绿色黄绿色色素色素的吸收光谱的吸收光谱 阳阳光光是是由由不不同同波波长长的的光光组组成成组组合合成成的的复复合合光光，在在穿穿过过三三棱棱镜镜时时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带，称为不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带，称为光谱光谱。

分分别别让让不不同同颜颜色色的的光光照照射射色色素素溶溶液液就就可可以以得得到到色色素素溶溶液液的的吸吸收收光光谱绿叶中色素的作用：绿叶中色素的作用：吸收光能吸收光能图：自然光通过三棱镜图：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：光屏出现明显的色光带现象：色光带变暗，现象：色光带变暗，且蓝紫光和红光大部分被吸收且蓝紫光和红光大部分被吸收光合作用与能量转化光合作用与能量转化(共共8080张张PPT)PPT)叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光四种光合色素对光的吸收有什么差别呢？类胡萝卜素主要吸收蓝紫光叶叶绿绿素素：吸吸收收蓝蓝紫紫光光和和红红光光类类胡胡萝萝卜卜素素：吸吸收收蓝蓝紫紫光光叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱思考为什么叶片呈绿色？a.叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来；b.叶片中叶绿素的含量远远大于类胡萝卜素的含量，类胡萝卜素的颜色被叶绿素掩盖了叶绿体中的色素吸收绿光比较少（但不是不吸收）秋冬季节为什么变黄了？1.光照光照 光是叶绿体发育和叶绿素合成必不可少的条件植物在缺光条件下光是叶绿体发育和叶绿素合成必不可少的条件。

植物在缺光条件下影响叶绿素形成而使叶子发黄的现象，称为影响叶绿素形成而使叶子发黄的现象，称为黄化现象黄化现象正常韭菜正常韭菜韭黄韭黄影响影响色素合成的因素色素合成的因素2.温度温度温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性,进而影响叶绿素的合成进而影响叶绿素的合成低温低温时时,叶绿素分子易被破坏叶绿素分子易被破坏,而类胡萝卜素分子较为稳定而类胡萝卜素分子较为稳定,使叶片变黄使叶片变黄4.水（了解）水（了解）植物缺水会抑制叶绿素的生物合成，且与蛋白质合成受阻有关严重植物缺水会抑制叶绿素的生物合成，且与蛋白质合成受阻有关严重缺水时，缺水时，叶绿素的合成减慢，降解加速叶绿素的合成减慢，降解加速，所以干旱时叶片呈黄褐色所以干旱时叶片呈黄褐色3.矿质元素：矿质元素：氮、镁氮、镁：叶绿素的组分；：叶绿素的组分；铁、铜、锰、锌：叶绿素酶促合成的辅因子铁、铜、锰、锌：叶绿素酶促合成的辅因子影响影响色素合成的因素色素合成的因素色素与叶片的颜色色素与叶片的颜色正常正常绿色绿色正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例约为正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例约为3131，且，且对绿光吸收最少对绿光吸收最少，所以正常叶片总是，所以正常叶片总是呈现绿色呈现绿色叶色叶色变黄变黄寒冷时，寒冷时，叶绿素分子易被破坏叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较，类胡萝卜素较稳定，显示出稳定，显示出类胡萝卜素的颜色类胡萝卜素的颜色，叶子变黄，叶子变黄叶色叶色变红变红秋天降温时，植物体为秋天降温时，植物体为适应寒冷适应寒冷，体内积累了，体内积累了较多的可溶性糖较多的可溶性糖，有利于形成，有利于形成红色的花青素红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶子呈现红色而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶子呈现红色色素色素的吸收光谱的吸收光谱塑料大棚中“薄膜颜色”与“补光类型”1.不同“薄膜颜色”的透光情况比较红色薄膜红色薄膜蓝色薄膜蓝色薄膜无色薄膜无色薄膜白光红色薄膜红色薄膜蓝色薄膜蓝色薄膜无色薄膜无色薄膜塑料大棚中“薄膜颜色”与“补光类型”1.不同“薄膜颜色”的透光情况比较红色薄膜红色薄膜蓝色薄膜蓝色薄膜无色薄膜无色薄膜结论：塑料大棚应选用无色薄膜塑料大棚中“薄膜颜色”与“补光类型”1.不同“薄膜颜色”的透光情况比较2.不同灯泡（功率相同）产生光的情况比较白光灯泡白光灯泡红光灯泡红光灯泡紫光灯泡紫光灯泡结论：补光时应使用红灯泡或紫灯泡叶绿体的结构适于进行光合作用0.5 秒延迟符，无意义，可删除.281.下列标号各代表：_2.光合作用所需色素分布在的 ，光合作用相关酶分布在 。

基质 外膜内膜类囊体基粒叶绿体的结构和功能类囊体的薄膜上类囊体薄膜上、叶绿体基质中【拓展】叶绿体和线粒体的相同点：都是双层膜都是双层膜都有增大膜面积的结构都有增大膜面积的结构都有都有DNADNA、RNARNA和核糖体和核糖体都是半自主复制细胞器都是半自主复制细胞器都与能量转换有关都与能量转换有关叶绿体的结构适于进行光合作用0.5 秒延迟符，无意义，可删除.叶绿体除了吸收光能以外，还有什么功能吗？水绵和需氧型细菌放在没有空气的小室内实验1叶绿体的功能水绵：需氧细菌分布：叶绿体呈螺旋带状分布真核生物，集中在O2释放的部位资料1 恩格尔曼实验叶绿体的结构适于进行光合作用 极 细 光 束 均匀光照水绵水绵好氧细菌好氧细菌极细光束照射极细光束照射完全曝光完全曝光黑暗 无空气好氧细菌集中于叶好氧细菌集中于叶绿体被光束照射的绿体被光束照射的部位部位好氧细菌分布于好氧细菌分布于叶绿体所有受光叶绿体所有受光部位部位结论：叶绿体光合作用释放氧气，叶绿体是进行光合作用的场所叶绿体的结构适于进行光合作用1.为什么选用水绵和好氧细菌作为实验材料？水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察好氧细菌可确定释放O2的部位2.为什么选用黑暗并且没有空气的环境？选用黑暗并且没有空气的环境，可排除光线和氧的干扰。

叶绿体的结构适于进行光合作用三棱镜三棱镜恩格尔曼实验二照射水绵照射水绵好氧细菌聚集在红好氧细菌聚集在红光和蓝紫光的区域光和蓝紫光的区域资料资料2 2：叶绿体基质中含有多种进行光合作用所必需的酶叶绿体基质中含有多种进行光合作用所必需的酶1 1、在第二个实验中，大量的需氧细菌聚集在第二个实验中，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，为什么？在红光和蓝紫光区域，为什么？这是因为水绵叶绿体上的这是因为水绵叶绿体上的光合色素主要光合色素主要吸收红光和蓝紫光吸收红光和蓝紫光，在此波长光的照射下，在此波长光的照射下，叶绿体会释放氧气叶绿体会释放氧气，适于好氧细菌在此区域，适于好氧细菌在此区域分布2 2、综合上述资料，你认为叶绿体具有什么功能？综合上述资料，你认为叶绿体具有什么功能？叶绿体是进行光合作用的场所叶绿体是进行光合作用的场所，并且能够吸收特定波长的光并且能够吸收特定波长的光恩吉尔曼实验结论氧气是叶绿体释放出来的氧气是叶绿体释放出来的叶绿体是光合作用的场所叶绿体是光合作用的场所光。