资源简介

(共25张PPT)
第4节 光合作用和能量转化
课时1 捕获光能的色素和结构
第五章 细胞的能量供应和利用
叶子概念车
叶子概念车是一款能够充分利用太阳能、风能以及空气中的二氧化碳从而产生电能驱动的新能源汽车。车顶的大叶子是一个光电转化器，能把太阳能转化为电能。
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：
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的浓度、营养液成分和温度等条件？
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。光源的强度和色光可以调控，以使蔬菜产量达到最大。
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。
光合作用(photosynthesis )是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。
正常幼苗含有光合色素，能进行光合作用制造有机养料。
白化苗不含光合色素，不能进行光合作用，无法制造有机养料。
【联系生活】
光合作用依赖于光合色素，光合色素都有哪些？它们是绿色的吗？
探究·实践 绿叶中色素的提取和分离
1. 实验原理
（1）提取原理:绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂_______________中。
（2）分离原理:各种色素在___________中的__________不同,溶解度高的随层析液在滤纸条上的_____________,反之则慢。
无水乙醇
层析液
溶解度
扩散更快
2.实验方法
（1）提取方法：过滤法
（2）分离方法：纸层析法
3.材料用具
新鲜的绿叶（菠菜的绿叶）
仪器：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，药匙，量筒（10mL），天平等。
药品：无水乙醇（也可用体积分数为95%的乙醇加入适量无水碳酸钠来代替），层析液（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），二氧化硅和碳酸钙。
实验：绿叶中色素的提取和分离
4.方法步骤
①提取绿叶中的色素
称取5g绿叶，剪去主脉，剪碎，放入研钵
向研钵中放入少许二氧化硅和碳酸钙，再加入5～10mL无水乙醇，迅速、充分地进行研磨
将研磨液迅速倒入玻璃漏斗（漏斗基部放一块单层尼龙布）进行过滤
将滤液收集到试管中，及时用棉塞将试管口塞严
SiO2：使研磨充分
CaCO3：防止色素被破坏
无水乙醇：提取色素
实验：绿叶中色素的提取和分离
4.方法步骤
②制备滤纸条
铅笔线
画铅笔细线
在距剪去两角一端底部1cm处用铅笔画一条细的横线。
减去两角的目的：
防止层析液从边缘扩散速度太快。
实验：绿叶中色素的提取和分离
滤液细线的要求：
细、直、齐（使色素处于同一起跑线）；
重复2—3次（防止色素太少分离现象不明显）。
为何滤液细线不能触及层析液？
防止色素溶解在层析液中
为何要盖上培养皿？
防止层析液挥发，因其易挥发且有毒
③层析分离
4.方法步骤
⑤观察与记录
观察试管内滤纸条上出现了几条色素带，以及每条色素带的颜色和宽窄。将观察结果记录下来。
层析液
培养皿
滤液细线
（4）方法步骤
⑤观察结果
捕获光能的色素
类胡萝卜素
叶绿素
胡萝卜素
叶黄素
叶绿素a
叶绿素b
(占1/4)
(占3/4)
（橙黄色）
（黄色）
（蓝绿色）
（黄绿色）
色素带的宽窄表示色素的含量，
色素带的位置表示色素在层析液中的溶解度。
结论：色素含量最多的是叶绿素b，最少的是胡萝卜素；色素溶解度最高的是胡萝卜素，最低的是叶绿素a。
胡黄a
b
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、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b
【拓展实验】
色素的吸收光谱
叶绿素溶液
类胡萝卜素溶液
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，不吸收红光。
光是一种电磁波；可见光的波长是400-760nm；不同波长的光，颜色不同；
【知识拓展】
不同的色素所吸收的光有什么不同吗
光合作用所利用的光都是可见光
三棱镜
大棚种植蔬菜时，选择什么颜色的塑料薄膜最好？
无色
小结：
色素 色素颜色 含量 溶解度 扩散速度 主要吸收光能
橙黄色
黄色
蓝绿色
黄绿色
最少
较少
最多
较多
最大
较大
较小
最小
最快
较快
较慢
最慢
蓝紫光
蓝紫光
红光
与光合作用有关的色素存在于哪呢？
胡萝卜素
叶黄素
叶绿素ａ
叶绿素ｂ
叶绿体
思考1: 收集到的滤液绿色过浅的原因
(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。
(4)未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。
(正确做法: 分次加入少量无水乙醇提取色素)
思考2: 滤纸条色素带重叠的原因
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。
【问题探讨】
色素　 酶
形态：
一般呈扁平的椭球形或球形
结构：
外膜
内膜
基粒：
由类囊体堆叠而成，类囊体薄膜上含有色素和酶
基质：
含多种光合作用所必需的酶
透明，有利于光线的透过
二、叶绿体的结构适于进行光合作用
(1)结构
外表：①_______
内部
②_____
③_____：由_______堆叠而成
↓决定
(2)功能：进行____________的场所。
双层膜
基质
基粒
类囊体
光合作用
(3)物质基础
在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的_________。
在_____________上和______________中，还有许多进行光合作用所必需的酶。
色素分子
类囊体膜
叶绿体基质
类囊体薄膜
外膜
内膜
类囊体
基质
基质
基粒
基粒
思考·讨论 叶绿体的功能
资料1
恩格尔曼的实验一
1881年，德国科学家恩格尔曼做了一个实验：把载有水绵和需氧细菌的临时装片放在没有空气的小室内
在黑暗中用极细的光束照射水绵，发现细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中。
如果把装置放在光下，细菌则分布在叶绿体所有受光的部位。
结论：光合作用释放氧气的部位是叶绿体，叶绿体是光合作用的场所。
叶绿体除了吸收光能外，还有什么功能？
思考·讨论 叶绿体的功能
恩格尔曼的实验二
结论：叶绿体主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用，放出大量氧气。
思考·讨论 叶绿体的功能
1.恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？
2.综合上述资料，你认为叶绿体具有什么功能？
2.（1）为什么选用水绵和好氧细菌作为实验材料？
提示：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？
提示：选用黑暗并且没有空气的环境，可排除光线和氧的干扰。
（3）为什么用极细的光束照射？
提示：叶绿体上有光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验。
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。
②设计：黑暗无空气的设计，排除了氧气和光的干扰。
④进行黑暗(局部光照)和曝光对比实验，从而明确实验结果完全是光照引起的。
③极细的光束照射：叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验。
①选材：（1）水绵具有细长的带状叶绿体，易于观察现象。
（2）好氧细菌的利用，准确显示出氧气产生的部位。
叶绿体的结构适于进行光合作用
叶绿体的结构和功能相适应
1.叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着大量光合色素，极大地扩展了受光面积。
2.类囊体膜上和叶绿体基质中，有许多与光合作用有关的酶
【知识总结】
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？
有关，不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光，水对红、橙光的吸收比对蓝、绿光的吸收要多，即到达深水层的光线是短波长的光，因此，吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方。
【拓展应用】
小结
1.在叶绿体色素的提取和分离实验中，收集到的滤液绿色过浅，其原因可能是（ ）
① 未加石英砂，研磨不充分 ② 一次加入大量的无水酒精提取
③ 分次加入少量无水酒精提取④ 使用放置数天的菠菜叶
A. ①②③ 　　B. ②③④ C. ①③④ 　　D. ①②④
D
2.在进行叶绿素提取和分离的实验时，不能让层析液没及滤液细线的原因是( )
A.滤纸上几种色素会扩散不均匀而影响结果
B.滤纸条上滤液细线会变粗而使色素太分散
C.色素会溶解在层析液中而使结果不明显
D.滤纸条上的几种色素会混合起来
C
3.某同学在做完“叶绿体中色素的提取与分离实验”后画出了四种色素在滤纸条上分布的模式图，以此主要表示色素的含量及间隔距离的大小，其中比较能显示真实情况的是（ ）
A
补充练习：

展开更多......

收起↑