高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第5章 细胞的能量供应和利用第4节 光合作用与能量转化一 捕获光能的色素和结构教课课件ppt

这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第5章 细胞的能量供应和利用第4节 光合作用与能量转化一 捕获光能的色素和结构教课课件ppt，共32页。PPT课件主要包含了本节重点，光合色素的种类，光合色素的提取与分离，植物工厂，捕获光能的色素，提取色素要注意什么，提取色素，提取色素的原理，分离色素的方法，分离色素等内容，欢迎下载使用。
不同色素对光的吸收差异
叶绿体的结构适于进行光合作用
你参观或听说过植物工厂吗？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。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浓度、营养液成分和温度等条件？
用人工光源生产蔬菜，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而造成的减产。同时，人工光源的强度和不同色光是可以调控的，可以根据植物生长的情况进行调节，以使蔬菜产量达到最大。
影响光合作用的因素很多，既有植物自身条件，也有外界环境条件。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，因此要进行控制，以便让植物达到最佳的生长状态。
光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。
可见：植物正常生长需要光能，而叶片中的色素可能与光能的捕获有关。
玉米白化苗的叶片不含绿色色素不能进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就会死去。
正常玉米植株（绿色）和白化玉米植株（白色）
思考与探究： 1. 用什么方法可以获得绿叶中的色素呢？ 2. 绿叶中的色素是一种还是多种呢？
探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》
1. 破碎细胞及叶绿体，使色素充分释放。
2. 保证色素的结构和活性不被破坏。
3. 使色素溶解于试剂中。
叶绿体中的色素属于脂溶性色素，不溶于水，易溶于有机溶剂，因此可用无水乙醇等有机溶剂来提取。
任务1：观看视频《绿叶中色素的提取》并阅读教材P98的探究·实践，回答相关问题。
①色素提取时所用试剂及作用？
无水乙醇：溶解色素；二氧化硅：使研磨更加充分；碳酸钙：保护色素免于被破坏。
②菠菜叶放置24-36小时的原因？
防止水分过多影响提取效果。
③研磨时应注意什么？原因为何？
迅速且充分。保证色素释放的更加充分且挥发量少。
纸层析法
层析法是利用待分离物质中不同组分的某些理化性质的差异而建立起来的一种分离技术。
不同色素在层析液中的溶解度不同。溶解度高的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度快；溶解度低的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度慢。
任务2：观看视频《绿叶中色素的分离》并阅读教材P98-99的探究·实践，回答相关问题。
①层析液的成分及注意事项？
层析液由苯、丙酮、石油醚按一定比例混合而成。使用时应注意盖好盖子并避免洒出。层析过程应在通风处进行，结束时应用肥皂将手洗干净。
②滤液细线的划线原则？
③分离后的色素有几种？有何差异？
叶绿素（含量约占3/4）
类胡萝卜素（含量约占1/4）
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？
假设同学甲在进行色素提取实验时，一次加入大量无水乙醇；同学乙在进行层析时，不小心将滤液细线浸没于层析液之下。请问两位同学的操作是否会影响到实验结果？
同学甲的操作会导致提取到的色素浓度过低；同学乙的操作会导致滤纸条上的色素更多的溶解于层析液中。两位同学的错误操作均会影响色素分离的效果。
你还能提出哪些关于色素的提取与分离的探究性实验呢？
1.不同种类叶片中四种色素的比例是否相同？
2.长势相同的同种叶片分别置于光照、黑暗环境相同时间后，是否会影响到色素提取及分离的效果？
花青素，是自然界一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素。水果、蔬菜、花卉中的主要呈色物质大部分与之有关。在植物细胞液泡不同pH条件下，花青素使花瓣、叶片等呈现五彩缤纷的颜色。
光是一种电磁波，分为可见光和不可见光。可见光的波长是400-760nm。不同波长的光，颜色不同。
绿叶中的色素主要吸收蓝紫光和红光。
叶绿素主要吸收：_____________类胡萝卜素主要吸收：________色素对______吸收最少
四种光合色素对光的吸收有什么差别呢？
思考：叶片为什么是绿色的呢？
吸收光能的四种色素就分布在类囊体薄膜上，叶绿体内如此众多的基粒和类囊体极大地扩展了受光面积。1g菠菜叶片中的类囊体总面积竟有60m2左右。
二、叶绿体的结构适于进行光合作用
叶绿体除了吸收光能外，还有什么功能呢？
1.恩格尔曼第一个实验的结论是什么？氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。2.恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察，好氧细菌可确定释放氧气多的部位；没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰；用极细的光束照射，叶绿体上有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一次验证了实验结果，等等。
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？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。4.综合上述资料，你认为叶绿体具有什么功能？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。
恩格尔曼的第二个实验示意图
资料： 又结合其他实验证据，科学家们证明了：叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子，在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有很多进行光合作用所必需的酶。这是叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础。
叶绿素（约占3/4，主要吸收红光和蓝紫光）
类胡萝卜素（约占1/4，主要吸收蓝紫光）
基质中有许多由囊状结构堆叠而成的基粒
光合色素分布在类囊体薄膜上，光合作用的酶分布在类囊体薄膜和基质
叶绿体是捕获光能、进行光合作用的场所。
基于对叶绿体的结构和功能的理解，判断下列相关表述是否正确。(1) 叶绿体中只有叶绿素吸收的光能才能用于光合作用。（ ）(2) 叶绿体的类囊体上有巨大的膜面积，有利于充分吸收光能。（ ）(3) 植物叶片之所以呈现绿色，是因为叶片中的叶绿体吸收了绿光。 （ ）