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(共24张PPT)
第4节 光合作用与能量转化
（第1课时）
靠人工光源生产蔬菜有什么好处？
避免外界环境影响光合作用
可根据植物生长情况调节光源，以提高农产品产量；
为什么要控制二氧化碳浓度，营养液成分和温度等条件？
二氧化碳浓度，营养液成分和温度是影响植物生长的重要外界条件。
植物工厂
在自然界，万物生长靠太阳。光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径，被称为“地球上最重要的化学反应”。
叶片是进行光合作用的主要器官；叶绿素是绿色植物呈现绿色的原因；玉米中有时可以看到白化苗（叶片中不含叶绿素）。
1、白化苗对植物的生长有什么影响？
2、植物的叶片中含有哪些色素呢？怎样提取这些色素呢？
探究·实践
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
绿叶中色素的提取和分离
一、捕获光能的色素
探究·实践
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
溶解扩散速度：
胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b
色素种类 颜色 含量 溶解度 扩散速度
胡萝卜素 橙黄色 最少 最高 最快
叶黄素 黄色 较少 较高 较快
叶绿素a 蓝绿色 最多 较低 较慢
叶绿素b 黄绿色 较多 最低 最慢
练习填空
过程 操作内容 操作目的
提 取 色 素 材料 叶片要新鲜、深绿 使滤液中色素含量高
试剂 二氧化硅 利于绿叶的充分研磨
碳酸钙 防止研磨过程中色素被破坏
无水乙醇 溶解色素
关键步骤 研磨要迅速、充分 提取较多色素、防止溶剂挥发
盛滤液的试管口加棉塞 防止溶剂挥发
用单层尼龙纱布过滤而不用滤纸 防止色素吸附在滤纸上
分 离 色 素 试剂 层析液 分离色素
关键步骤 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
滤液细线重复画若干次， 且要求细、直、齐 使分离的色素带清晰
滤液细线不能触及层析液 防止色素溶解到层析液中
实验中的材料试剂及操作目的
、实验现象异常分析
（1）滤纸条看不见色素带
a、没有画滤液细线
b、滤液细线接触到层析液
（2）提取的滤液绿色过浅
a、未加入二氧化硅（石英砂），研磨不充分
b、一次加入大量的无水乙醇
c、未加入碳酸钙，叶绿素分子被破坏
d、使用放置数天的叶片，叶绿素太少
（3）滤纸条色素带重叠：
滤液细线过粗
课堂练习
1、在绿叶中色素的提取与分离实验中，不让层析液没及滤液细线的原因是（ ）
A、避免滤纸上几种色素扩散不均匀而影响实验结果
B、防止滤纸上的滤液细线变粗而使色素太分散
C、防止色素溶解在层析液中而使实验失败
D、避免滤纸上的几种色素混合起来而不分散
典例2．下图所示“叶绿体中色素的提取和分离”实验的装置
正确的是 ( )



典例3．纸层析法分离叶绿体色素时,滤纸上最下端的色素名称和颜色分别是 ( )
A．橙黄色的胡萝卜素 B．黄色的叶黄素
C．蓝绿素的叶绿素a D．黄绿色的叶绿素b
典例4．在圆形滤纸的中央，滴上叶绿体的色素滤液进行色素分离，会看到近似同心的四圈色素环，排在最外圈的色素是 ( )
A．橙黄色的胡萝卜素 B．黄色的叶黄素
C．蓝绿素的叶绿素a D．黄绿色的叶绿素b
B
D
A
酷颇某闰场渗阴困斡皇腹挺憨刚蝶渡或痢书封碗孩座还湖来摘爽中慈爪瞳生物必修一第五章捕获光能的色素和结构生物必修一第五章捕获光能的色素和结构
色素的吸收光谱
叶绿素溶液
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（都是可见光）
类胡萝卜素溶液
红橙黄绿青蓝紫
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。
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。
叶绿素主要吸收
类胡萝卜素主要吸收
树叶为什么是绿色？
红光和蓝紫光
蓝紫光
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。
捕获光能的色素
色素功能：吸收、传递、转化光能。
课堂练习
1、在做植物实验的暗室内，为了降低植物光合作用的强度，最好安装（ ）；为了增强植物的光合作用，最好安装（ ）。
A、红橙光灯 B、绿光灯
C、白炽灯 D、蓝光灯
白光 > 蓝紫光> 红光 > 绿光
光质对光合作用的影响：
B
C
2、关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是（ ）
A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中
B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收
C.通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用
D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的
1.冬季时，为了增加蔬菜的产量，应该选择红色、蓝色还是无色的大棚塑料薄膜？为什么？
提示：无色。由于太阳光由七色光组成，所以用无色透明的塑料薄膜，植物获得的光能更多。
2.阴天时，为了增加蔬菜的产量，在功率相同的情况下，应该选择什么颜色(蓝紫光或红光/白光)的照明灯为蔬菜补充光源？为什么？
提示：蓝紫光或红光。在照明灯功率相同的情况下，用发蓝紫光或红光的照明灯，植物利用光能的效率最高。
小组讨论，问题探究
二、叶绿体的结构适于进行光合作用
外膜
内膜
基粒
基质
类囊体
类囊体薄膜上
类囊体薄膜和基质
色素分布：
酶分布：
1.叶绿体结构
活动1、看课本100页回答问题
色素　 酶
1、叶绿体分布在什么地方？什么形态？
2、叶绿体的结构电镜下的结构是什么？
与光合作用相适应的结构有哪些？
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思考·讨论： 恩格尔曼的实验一
极细的光束
黑暗中——集中于叶绿体被光束照射的部位
光下——分布于叶绿体所有受光部位
水绵
需氧细菌
1、结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。
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。
思考·讨论： 恩格尔曼的实验一
小组讨论，问题探究：
（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。
三棱镜
结论：叶绿体主要吸收红光和蓝紫光
照射水绵
好氧细菌聚集在红光和蓝紫光的区域
小组讨论，问题探究：
思考·讨论： 恩格尔曼的实验二
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？
提示：这是因为水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在此波长光的照射下，叶绿体会释放氧气，适于好氧细菌在此区域分布。

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