5.4.1 光合作用與能量轉(zhuǎn)化課件-【知識(shí)精研】高一上學(xué)期生物人教版必修1

5.4光合作用和能量轉(zhuǎn)化（1）植物智慧工廠1.植物工廠和自然界相比有何優(yōu)勢？2.靠人工光源生產(chǎn)蔬菜有什么好處？植物工廠可以通過人工精密的控制光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度和營養(yǎng)液成分等外界條件?？臻g利用更充分。可以避免由于自然光照強(qiáng)度不足而造成的減產(chǎn)。同時(shí)，人工光源的強(qiáng)度和不同色光可以根據(jù)植物生長的情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使蔬菜產(chǎn)量達(dá)到最大。問題探討:___________________________是生物圈得以維持運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)；_________是唯一能夠捕獲好和轉(zhuǎn)化光能的生物學(xué)途徑。因此，有人稱光合作用是_______________________。

植物捕獲光能要依靠特定的物質(zhì)和結(jié)構(gòu)。

太陽光能的輸入、捕獲和轉(zhuǎn)化

光合作用

地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)1.“白化苗”能持續(xù)正常地生長嗎？2.細(xì)胞哪些結(jié)構(gòu)含有色素？液泡：花青素葉綠體：多種光合色素（只有葉綠體中的色素可以捕獲光能）白化苗由于不能進(jìn)行光合作用，待種子中貯存的養(yǎng)分耗盡就會(huì)死亡。玉米的白化苗一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（P97）實(shí)驗(yàn)：綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)方法材料用具實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)結(jié)果1.提取色素：綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑_________中。2.分離色素：各種色素在_______中的_______不同，溶解度高的隨層析液在濾紙條上的_________，反之則慢。無水乙醇層析液溶解度擴(kuò)散更快①提取方法：過濾法②分離方法：紙層析法一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（P97）實(shí)驗(yàn)：綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)方法材料用具實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)結(jié)果①新鮮的綠葉（如菠菜的綠葉）②無水乙醇：③層析液：④二氧化硅：⑤碳酸鈣：提?。ㄈ芙猓┥胤蛛x色素有助于研磨得充分可防止研磨中色素被破壞一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（P97）實(shí)驗(yàn)：綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)方法材料用具實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)結(jié)果取材加藥品研磨過濾（無水乙醇、SiO2、CaCO3）（迅速充分）1.提取綠葉中的色素——過濾法為更好地溶解，應(yīng)少量多次加入防止乙醇揮發(fā)，充分溶解色素（單層尼龍布、試管口塞緊）防止濾紙吸附色素防止酒精揮發(fā)和色素氧化一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（P97）實(shí)驗(yàn)：綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)方法材料用具實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)結(jié)果2.制備濾紙條1cm剪去兩角的目的？

防止層析液在濾紙條的邊緣擴(kuò)散過快而使形成的色素帶不整齊。一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（P97）實(shí)驗(yàn)：綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)方法材料用具實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)結(jié)果3.畫濾液細(xì)線畫線要細(xì)、直、齊？濾液細(xì)線重畫1~2次？

用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻地畫出一條細(xì)線（也用蓋玻片）。待濾液干后，再重畫一到兩次。防止色素帶重疊。增加色素量，使分離的色素帶清晰。一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（P97）實(shí)驗(yàn)：綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)方法材料用具實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)結(jié)果4.分離綠葉的色素——紙層析法插濾紙條層析液培養(yǎng)皿為何濾液細(xì)線不能觸及層析液？為何要蓋上培養(yǎng)皿？

防止色素溶解于層析液中而無法分離。防止層析液揮發(fā)，因其易揮發(fā)且有毒。（石油醚、丙酮和苯的混合液）一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（P97）實(shí)驗(yàn)：綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)方法材料用具實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)結(jié)果①濾紙上有幾條色素帶？②從上而下的排序說明什么？③不同條帶的寬窄說明什么？④不同的色素帶對(duì)應(yīng)哪些色素？4條含量不同溶解度不同一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（P97）1.捕獲光能的色素葉綠素a（藍(lán)綠色）葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）最高最少最低最多類胡蘿卜素（占1/4）葉綠素（占3/4）“胡黃ab”拓展實(shí)驗(yàn)：

如果在圓形濾紙的中央點(diǎn)開始，對(duì)葉綠體的色素進(jìn)行層析，會(huì)看到什么現(xiàn)象？會(huì)出現(xiàn)四個(gè)同心圓的色素帶，從外往里依次為_______________________________________。胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（P97）葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍(lán)紫光和紅光。胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光。功能：吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能樹葉為什么是綠色？

葉綠素對(duì)綠光吸收最少，綠光被反射回來，所以葉片才呈現(xiàn)綠色。為什么葉子春夏翠綠？而深秋時(shí)葉片金黃呢？由于葉綠素的含量大大超過類胡蘿卜素，而使類胡蘿卜素的顏色被掩蓋。

葉綠素低溫下易分解，類胡蘿卜素較穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)中的材料試劑及操作目的過程操作內(nèi)容操作目的提取色素材料葉片要新鮮、深綠使濾液中色素含量高試劑二氧化硅利于綠葉的充分研磨碳酸鈣防止研磨過程中色素被破壞無水乙醇溶解色素關(guān)鍵步驟研磨要迅速、充分提取較多色素、防止溶劑揮發(fā)盛濾液的試管口加棉塞防止溶劑揮發(fā)用單層尼龍紗布過濾而不用濾紙防止色素吸附在濾紙上分離色素試劑層析液分離色素關(guān)鍵步驟濾紙條的一端剪去兩角防止層析液在濾紙條的邊緣擴(kuò)散過快濾液細(xì)線重復(fù)畫若干次，且要求細(xì)、直、齊使分離的色素帶清晰濾液細(xì)線不能觸及層析液防止色素溶解到層析液中一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（P97）2.葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用光合色素存在于細(xì)胞中的什么部位呢？綠葉葉綠體類囊體外膜內(nèi)膜基粒

保衛(wèi)細(xì)胞中也含有葉綠體！一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（P97）2.葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用（1）形態(tài)與結(jié)構(gòu)光鏡下：呈扁平的橢球形或球形電鏡下雙層膜（透明）：透光內(nèi)部基質(zhì)

基粒（類囊體堆疊）光合色素分布在類囊體的薄膜上基粒和類囊體：極大地?cái)U(kuò)展了受光面積。1g菠菜葉中的類囊體總面積竟有60㎡。一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（P97）2.葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用（2）功能資料1：1881年，[德]恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)1黑暗，細(xì)光束照射。細(xì)菌集中在光束照射的葉綠體部位。均勻光照射。細(xì)菌分布在葉綠體所有的受光部位上。沒有空氣的小室結(jié)論：氧氣是葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場所。葉綠體呈螺旋帶恩格爾曼在選材、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上有什么巧妙之處？（1）選材：水綿具有細(xì)長的帶狀葉綠體，易于觀察現(xiàn)象。好氧細(xì)菌的利用，準(zhǔn)確顯示出氧氣產(chǎn)生的部位。（2）設(shè)計(jì)：黑暗無空氣的設(shè)計(jì)，排除了氧氣和光的干擾。（3）極細(xì)的光束照射：葉綠體上可分為光照多和光照少的部位，相當(dāng)于一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)。（4）進(jìn)行黑暗（局部光照）和曝光對(duì)比實(shí)驗(yàn)：從而明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是光照引起的。一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（P97）2.葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用（2）功能資料2：[德]恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)2三棱鏡照射水綿好氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光的區(qū)域結(jié)論：葉綠體主要吸收紅光和藍(lán)紫光，會(huì)釋放氧氣。葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所，并能夠吸收特定波長的光。一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（P97）2.葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用（3）物質(zhì)基礎(chǔ)在葉綠體內(nèi)部巨大的膜表面上，分布著許多吸收光能的_________。在_________上和___________中，還有許多進(jìn)行光合作用所必需的___。色素分子類囊體膜葉綠體基質(zhì)酶1.易錯(cuò)判斷：①葉綠體中只有葉綠素吸收的光能才能用于光合作用（）②葉綠體的類囊體上有巨大的膜面積，有利于充分吸收光能