54光合作用与能量转化课件第课时高一上学期必修

第4节光合作用与能量转化第五章

细胞的能量供应和利用(一)教学目标1.尝试提取和分离绿叶中的色素，简述绿叶中色素的种类及其功能。2.运用结构与功能相适应的观念，解释叶绿体适于进行光合作用的结构特点。3.通过对光合作用光反应阶段和暗反应阶段相关实验研究的思考和讨论，说明光合作用过程,并从物质与能量观视角，阐明光合作用原理，认同人类对光合作用的认识过程是逐步的、不断发展的。4.设计并实施实验，探究环境因素对光合作用强度的影响。5.关注光合作用原理的应用。(二)教学重点和难点2.教学难点1.教学重点(1)光合作用过程中物质和能量的变化及相互关系。(1)叶绿体适于光合作用的结构特点。(2)光合作用的原理。(2)探究影响光合作用强度的环境因素。你参观或听说过植物工厂吗？问题探讨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。讨论2.为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件?1.靠人工光源生产蔬菜有什么好处?由于人工光源是可以调控光的颜色，人工控制光色，能有效的提高植物光合作用的速率，更有利于光合作用进行。控制营养物质以及空气水分，为植物生长提供适宜营养物质，有利于植物更充分的生长在植物工厂里，人工光源可以为植物的生长源源不断地提供能量。光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。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。无论是在植物工厂里，还是在自然界，植物捕获光能要依靠特定的物质和结构。因此，有人称光合作用是“地球上最重要的化学反应”。第1课时捕获光能的色素和结构对于高等植物来说，叶片是进行光合作用的主要器官。这些植物的叶片多数是绿色的，说明其中有绿色的色素。这样的白化苗，待种子中储存的养分耗尽就会死去。在玉米地里，有时可以看到叶片中不含绿色色素的白化苗。可见，叶片中的色素可能与光能的捕获有关。正常苗白化苗正常幼苗能进行光合作用制造有机养料。白化苗不能进行光合作用，无法制造有机养料。为什么正常幼苗能进行光合作用制造有机养料，而白化苗不能进行光合作用，无法制造有机养料？

对绝大多数生物来说，活细胞所需能量的最终源头来自太阳的光能。光合作用需要什么物质去捕获光能？将光能转换成细胞能够利用的化学能是光合作用。进行光合作用的细胞，首先要能够捕获光能。色素①提取原理：②分离原理：㈠实验：绿叶中色素的提取和分离一.捕获光能的色素1.实验原理绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，纸层析法所以用无水乙醇提取色素。绿叶中色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散速度不同，这样，绿叶中的色素就在扩散过程中分离开。b.色素在层析液中的溶解度高的，随层析液在滤纸上扩散速度快，a.绿叶中的色素也能够溶解在层析液中，2.实验步骤观看【教学实验】绿叶中色素的提取和分离①研磨材料:5g鲜菠菜叶药品SiO2CaCO3无水酒精⑴.提取色素2.实验步骤②过滤：——有助于研磨充分——防止色素被破坏——溶解色素叶肉细胞破裂会释放有机酸，破坏叶绿素，CaCO3可中和有机酸。试管口加棉花的目的：①防止叶绿素氧化，②防止乙醇挥发。用单层尼龙布获取绿色滤液①准备滤纸条铅笔线画铅笔细线滤液细线画滤液细线要求：⑵.分离色素②画滤液细线细直齐剪去两角的目的：使色素在滤纸条上扩散均匀重复2—3次③.纸层析插滤纸条层析液培养皿★层析液不能没及滤液线胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b★培养皿加盖防挥发由20份在60~90℃下分馏出来的石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成。层析液：胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b橙黄色黄色黄绿色蓝绿色类胡萝卜素（含量约1/4）叶绿素（含量约3/4）3.实验结果扩散得最远，说明扩散速度最快溶解度大最宽含量最多3.实验结果——有关色素带的分析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较少最多较多最高较高较低最低最快较快较慢最慢3.实验结果——有关色素带的分析4.总结实验注意事项及原因分析过程注意事项原因分析提取色素使滤液中色素含量高溶解色素研磨充分和保护色素减少乙醇挥发，充分溶解色素减少乙醇挥发和色素氧化选新鲜绿色的叶片研磨时加无水乙醇加少量SiO2和CaCO3迅速、充分研磨盛放滤液的试管口加棉塞过程注意事项原因分析分离色素使层析液在滤纸上快速扩散使分离出的色素带平整不重叠使分离出的色素带清晰分明防止色素直接溶解到层析液中滤纸预先干燥处理滤液细线要直、细、匀滤液细线干燥后再画一两次滤液细线不触及层析液5.绿叶中色素提取分离异常现象分析(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析：①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。③一次加入大量的无水乙醇，提取液浓度太低。④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。(2)滤纸条色素带重叠的原因分析：①滤液细线不直，重复画线时细线不重叠。②滤液细线过粗。(3)滤纸条看不见色素带的原因分析：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。(4)滤纸条上叶绿素b、a色素带减小，其它色素带正常的原因分析：①可能没有加CaCO3

。②可能材料不新鲜，叶绿素含量减少。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？色素：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b颜色：橙、黄、蓝绿、黄绿胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b橙黄色黄色黄绿色蓝绿色㈡色素吸收形成的光谱叶绿素溶液①叶绿素主要吸收：②类胡萝卜素主要吸收：类胡萝卜素溶液对比分析红光和蓝紫光蓝紫光1.色素吸收光的实验阳光是由不同波长的光组合成的复合光，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。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。2.色素的吸收光谱图【结论】②类胡萝卜素主要吸收：①叶绿素主要吸收：红光和蓝紫光蓝紫光功能：吸收、传递和转化光能光合色素吸收

最多蓝紫光绿叶中的色素叶绿素类胡萝卜素（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）绿叶中色素的种类主要吸收蓝紫光和红光蓝紫光主要吸收及吸收的光谱色素的功能：吸收、传递和转化光能课堂小结1.从新鲜的菠菜叶片提取叶绿体色素，发现提取液明显偏黄绿色，最可能的原因是（）A.加入的石英砂太多B.没有加入碳酸钙C.用脱脂棉过滤不彻底D.一次加入过多无水乙醇B课堂练习2.甲、乙、丙