【课件】捕获光能的色素和结构课件2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

第五章细胞的能量供应和利用5.4.1捕获光能的色素和结构靠人工光源生产蔬菜有什么好处？想一想，议一议可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减产人工光源的强度和不同色光是可调控的，可以根据植物生长的情况进行调节这些是影响植物生长的重要外部条件，因此要进行控制，以便植物达到最佳的生长状态为什么要控制二氧化碳浓度，营养液成分和温度等条件？课堂导入生命活动的最终能量来源为太阳能光合作用(photosynthesis)是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。（p97）植物捕获光能要依靠特定的物质和结构。一、捕获光能的色素和结构叶片是进行光合作用的主要器官；绿色的色素是绿色植物呈现绿色的原因；白化苗（叶片中不含绿色色素）一、捕获光能的色素和结构叶片是进行光合作用的主要器官；绿色的色素是绿色植物呈现绿色的原因；白化苗（叶片中不含绿色色素）叶片中的色素可能与光能的捕获有关。实验原理提取：绿叶中的色素都能溶解于有机溶剂无水乙醇中。分离：分离方法：纸层析法绿叶中的色素不只有一种，它们都能溶解在层析液中，但不同的色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。这样，绿叶中的色素就随着层析液在滤纸上的扩散而分开。探究·实践绿叶中色素的提取和分离实验步骤1.提取绿叶中的色素①称取5g的绿叶，剪去主叶脉、剪碎，放入研钵中。②放入少许二氧化硅和碳酸钙再放入10mL无水乙醇碳酸钙可防止研磨中色素被破坏二氧化硅有助于研磨得充分，（成熟、新鲜、浓绿）防止无水乙醇挥发防止色素被氧化③迅速、充分地研磨叶绿体能够被充分破坏，使得色素能充分被释放出来④将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤。用单层尼龙布过滤，过滤叶脉及二氧化硅等，滤纸吸附色素。⑤收集滤液,封口。盛放滤液的试管用棉塞塞紧，防止无水乙醇的挥发1cm将干燥的定性滤纸剪成宽度略小于试管直径、长度略小于试管长度的滤纸条，再将滤纸条一端剪去两角，并在距这一端底部1cm处用铅笔画一条细的横线；剪去两角的原因？防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快而使形成的色素带不整齐2.制备滤纸条要求：（1）细、齐、直

（2）干燥后重复1—2次用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线（也可将滤液倒入培养皿，再用盖玻片蘸取滤液，在横线处按压出均匀的细线）。待滤液干后，再重画一到两次；防止色素带重叠而影响分离效果

增加色素量，使分离出的色素带清晰3、画滤液细线滤液细线画滤液细线4.分离绿叶中的色素（1）为何滤液细线不能触及层析液？（防止色素溶解在层析液中）（2）为何要盖上培养皿？（防止层析液挥发，因其易挥发且有毒）（蓝绿色)（黄绿色）（橙黄色）（黄色）

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橙黄色黄色蓝绿色黄绿色最少最多较多较少最低最高较高较低最慢最快较快较慢实验结果叶绿素类胡萝卜素（含量约3/4）（含量约1/4）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）绿叶中的色素结果分析（1）滤纸条上色素带颜色较浅原因分析①未加入二氧化硅，研磨不充分，色素未能充分提取。②称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素浓度小。③未加碳酸钙或加入量过少，色素分子部分被破坏。④没有选择新鲜、浓绿的叶片，含色素少。(2)滤纸条色素带重叠:没经干燥处理,滤液细线不能达到细、直、匀的要求,使色素扩散不一致造成的。4.绿叶中色素提取和分离实验异常现象分析(3)滤纸条看不到色素带:(4)滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带:①忘记画滤液细线;②滤液细线接触到层析液,且时间较长,色素全部溶解到层析液中。未加碳酸钙导致叶绿素被破坏。如果在圆形滤纸的中央点开始，对叶绿体的色素进行层析，会看到什么现象？会出现四个同心圆的色素带，从外往里依次为：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)。变式阳光是由不同波长的光组成组合成的复合光，在穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带，称为光谱。6.色素的吸收光谱光谱三棱镜这4种色素吸收的光波长有差别，但是都可以用于光合作用。分别让不同颜色的光照射色素溶液就可以得到色素溶液的吸收光谱。实验结果表明：叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光特别注意：因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片才呈现绿色。一、捕获光能的色素和结构（二）叶绿体的结构适于进行光合作用电子显微镜下，叶绿体由双层膜包被，内含许多基粒（由类囊体堆叠而成），基粒和基粒之间充满基质；吸收光能的色素分布在类囊体薄膜上。叶绿体内由众多的基粒和类囊体，极大地扩展了受光面积；核糖体DNA类囊体薄膜外膜内膜类囊体基质基质基粒基粒一、捕获光能的色素和结构（三）叶绿体的功能恩格尔曼的实验一恩格尔曼的实验二问题：1.恩格尔曼第一个实验的结论是什么？2.恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？氧气是叶绿体释放的叶绿体是绿色植物进行光合作用的主要场所。水绵：叶绿体呈螺旋或带状，便于观察；好氧细菌：可确定释放氧气的部位；没有空气的黑暗环境：排除氧气和光的干扰；极细的光束：叶绿体上有光和无光部位形成对照试验装片暴露阳光下：再次验证试验结果。恩格尔曼的实验一恩格尔曼的实验二一、捕获光能的色素和结构（三）叶绿体的功能3.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？4.你认为叶绿体有什么功能？水绵叶绿体的光合色素主要吸收红光和蓝紫光在此波长照射下，叶绿体会释放氧气光合作用的场所可以吸收特定波长的光一、捕获光能的色素和结构（三）叶绿体的功能（逻辑分析）叶绿体是光合作用的场所叶绿体能吸收光能用于光合作用释放氧气恩格尔曼的实验其他实验证据（如有机物的合成部位在叶绿体）不能说明说明说明1954年科学家才确认叶绿体是光合作用的场所一、捕获光能的色素和结构（四）练习与运用3.海洋中的藻类,习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布大致依次是浅、中、深。这种现象与光能的捕获有关吗?不同颜色的藻类吸收不同波长