5.4.1捕获光能的色素和结构课件(共27张PPT1份视频)2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

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5.4.1捕获光能的色素和结构课件(共27张PPT1份视频)2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

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(共27张PPT)
复习:
1.判断:
①人体剧烈运动时骨骼肌细胞消耗的O2量少于产生的CO2量( )
②剧烈运动时,无氧呼吸会增强,但有氧呼吸仍为能量的主要来源( )
③丙酮酸转变为酒精的过程有少量ATP生成( )
2.无氧呼吸时葡萄糖中的能量去向为?释放的能量的去向为?
3.酵母菌细胞产生CO2的场所有?
4.水稻若长时间被水淹,则根细胞会积累的有害物质是 。
5.葡萄糖不能在线粒体被分解的原因:
①线粒体膜上没有运输葡萄糖的载体,葡萄糖不能进入线粒体;
②线粒体中没有分解葡萄糖的酶。
6.不同生物无氧呼吸方式不同,直接原因是酶不同,
根本原因是控制酶合成的基因不同。
7.有的原核细胞无线粒体,也能进行有氧呼吸,如蓝细菌、硝化细菌。场所是细胞质基质和细胞膜(分布有相关酶)。
×

×
细胞质基质、线粒体基质
酒精
玉米中有时会出现白化苗,图中是白化苗和正常玉米苗的比较,白化苗由于不能进行光合作用,待种子中的营养成分消耗完后就会死亡,这说明光合作用离不开色素的作用。
绿叶中有哪些色素呢?
它们分别是什么颜色呢?
各种色素在绿叶中的含量相同吗?
第五章 第四节 光合作用与能量转化
一 、 捕获光能的色素和结构
学习目标:
1.清楚说出提取和分离绿叶中的色素的原理、过程;
2.重点记忆绿叶中色素的种类、颜色、含量及功能;
3.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。
1、实验原理:提取的原理?分离的原理?
一、实验:绿叶中色素的提取和分离(98页)
①提取原理:绿叶中的色素能溶解在有机溶剂 中,故可
用 提取绿叶中的色素。
②分离原理:色素在 中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得 ,反之则慢。这样,绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开。
新鲜的绿叶(菠菜的绿叶)
无水乙醇(或95%乙醇+无水碳酸钠)
层析液 (20份在60-90℃下分馏出来的石油醚+2份丙酮+1份苯混合
二氧化硅 、碳酸钙
无水乙醇
无水乙醇
层析液

纸层析法
2、生物材料?
实验药剂?
(1)提取绿叶中的色素
SiO2: 使研磨充分
CaCO3:防止色素被破坏
无水乙醇:溶解并提取色素
3、实验步骤:
充分溶解色素防止乙醇挥发
防止乙醇挥发和色素氧化
单层尼龙布
也可用少量棉花塞住试管口过滤
不能用滤纸过滤:因为色素会吸附在滤纸上。
(2)制备滤纸条
减去两角的目的:
防止层析液从边缘扩散速度太快。
保证色素扩散均匀,否则会形成弧形带。
使层析液在滤纸上快速扩散
3、实验步骤:
(3)画滤液细线
滤液细线的要求:
①细、直、匀
(使分离出的色素带平整不重叠,清晰分明)
②重复划2—3次
(使滤液细线含较多的色素)
3、实验步骤:
(4)分离绿叶中的色素
层析液
培养皿
滤液细线
注意:
①滤液细线不能触到层析液(防止色素溶解在层析液中)
②烧杯要盖上培养皿、试管要塞上棉塞(层析液易挥发且有毒)
3、实验步骤:
纸层析法
滤液细线 
层析液 
思考: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
叶绿素b
叶绿素a
叶黄素
胡萝卜素
注意事项
操作目的
迅速、充分:
防止乙醇挥发,充分溶解色素
小结:
叶绿素
类胡萝卜素
(3/4)
(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
实验结果
色素的分离(纸层析法)
色素带宽窄可说明什么?
实验结果分析:结合图示填写表格内容。
色素种类 色素颜色 色素含量 溶解度 扩散速度
a _________ 橙黄色 _____ 最高 最快
b 叶黄素 黄色 _____ 较高 _____
c 叶绿素a _______ 最多 _____ 较慢
d ________ 黄绿色 较多 _____ _____
胡萝卜素
最少
较少
较快
蓝绿色
较低
叶绿素b
最低
最慢
类胡萝卜素
(1/4)
叶绿素
(3/4)
最窄
色素带宽窄
最宽
元素组成:叶绿素 C H O N Mg
胡萝卜素 C H
叶黄素 C H O
记忆口诀:
①从上往下:胡 黄 a b(可判断溶解度大小/扩散快慢)
思考:
(1)叶片呈现绿色的原因?
①叶绿体中含有叶绿素和类胡萝卜素,叶绿素含量是类胡萝卜素的3倍。
②叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,对绿光吸收最少,绿光被反射出来。
(3)温室或大棚种植蔬菜时,应选择何种颜色的塑料薄膜做顶棚产量高?或补充光源?为什么?
无色透明
红光或蓝紫光
玻璃、塑料薄膜的颜色:
补充光源:
原因:有色玻璃主要透过同色光,其他色光很少或不能透过,光照强度会减弱,不利于光合作用;而无色透明玻璃能透过日光中各色光,光照强度较大,有利于光合作用的进行。
(2)用绿色、红色、蓝色、紫色玻璃罩分别罩住大小、生长状况相同的天竺葵,光照相同时间后,罩内O2最少的是哪种颜色的玻璃罩?为什么?P99旁栏
绿色,因为叶绿体中色素几乎不吸收绿光。
P99笔记
(4)一般植物的叶片在春、夏季为绿色,而在秋季呈黄色,请分析出现这一现象的原因。
在秋季,低温使叶绿素被破坏,类胡萝卜素完好,叶片呈现类胡萝卜素的颜色,所以呈现黄色。
(6)过滤得到的色素滤液能吸收光能吗?过滤得到的色素滤液能进行光合作用吗?

不能
因为只有色素,光合作用还需要有相关的酶
色素的作用就是吸收光能
思考:
(5)枫叶为什么是红色?
在秋季,低温使叶绿素被破坏,而液泡中的花青素在不断形成,花青素在酸性的叶肉细胞中变成红色
影响叶绿素合成的三大因素:
低温下叶绿素不稳定, 易分解
实验异常现象分析:
(1)收集到的滤液绿色过浅(色素带过窄)的原因有哪些?
①使用放置数天的绿叶,滤液色素(叶绿素)太少。
②未加二氧化硅,研磨不充分。
③未加碳酸钙或加入过少,色素分子被破坏。
④一次加入大量的无水乙醇,色素溶液浓度太低。
(正确做法:分次加入少量无水乙醇提取色素)
【合作探究】
除以上原因外,还有分离原因:
①画线次数少,导致色素含量少,层析结果颜色浅
②滤液细线触及层析液,导致部分色素溶解到层析液中
色素带颜色较浅的原因可能有哪些?
P98-99上方笔记
(2)滤纸条色素带重叠? 滤纸条看不到色素带?
(3)滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带
重叠:滤液细线不能达到细(滤液细线过粗)、匀、直的要求,使色素扩散不一致。
看不到色素带:①滤液细线触及层析液中。②没有用有机溶剂提取,用的是水
①忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏;
②所用叶片为“黄叶”。
③色素提取液放置时间过长,导致叶绿素分解
【合作探究】
实验异常现象分析:
P98-99上方笔记
三棱镜



绿



叶绿素溶液
叶绿素主要吸收红光和蓝紫光
三棱镜



绿



类胡萝卜素溶液
类胡萝卜素主要吸收蓝紫光







正常的光谱
绿叶中的色素对光的吸收有什么差别呢?
二、色素的吸收光谱 P98最后一段
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
P99学科交叉:
可见光
叶绿素a和叶绿素b的吸收峰值不同
叶绿体中的色素只吸收 ,而对红外光和紫外光等不吸收。
光合作用所利用的光都是 。
可见光
外膜
内膜
类囊体
基粒
光合色素
与光合作用有关的酶
基质
与光合作用有关的酶
三、叶绿体的结构和功能
色素

光合色素分布:类囊体薄膜上
类囊体堆叠形成基粒增大了膜的表面积。
隔绝空气
黑暗,用极细光束照射
完全暴露在光下
水绵和好氧细菌的装片
资料1 恩格尔曼实验一
叶绿体的功能
好氧细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中。
好氧细菌分布在叶绿体所有受光的部位。
思考与讨论:
1、结论:
氧气由叶绿体释放,叶绿体是光合作用的场所。
2、恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处?
水绵:
叶绿体呈螺旋式带状,便于观察。
好氧细菌:
可以确定释放氧气多的部位。
无空气的黑暗环境:
排除氧气和光的干扰。
极细光束点状照射:
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。
临时装片暴露在光下的实验:
再次验证实验结果。
选材
实验设计
资料2 恩格尔曼实验二
结论:叶绿体主要吸收红光和蓝光用于光合作用,放出氧气。
资料3
在类囊体膜上和叶绿体基质中,含有多种进行光合作用所必需的酶。
综上所述: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。
增加膜面积三、叶绿体的结构和功能练课堂总结
1.绿叶中色素的提取和分离实验:
①实验试剂、作用
②实验步骤及注意事项
③实验结果:色素的种类、颜色、含量、溶解度
2.三棱镜实验:色素的吸收光谱
叶绿素吸收 光;类胡萝卜素吸收 光。
3.叶绿体的结构适于进行光合作用
光合色素分布:类囊体薄膜上
利用无水乙醇提取出叶绿体中的色素,设法分离得到各种色素,并将叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素和混合液依次点样在滤纸的1、2、3、4、5位置(如图所示)。当滤纸下方浸入层析液后,滤纸条上各色素正确的位置应为(  )
B
从上往下:胡 黄 a b

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