5.4 光合作用与能量转化（教学课件）-高中生物人教版（2019）必修一.pptxVIP

光合作用与能量转化

光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径，是生物圈得以维持运转的基础。

一、捕获光能的色素和结构

(一)捕获光能的色素

不含光合作用所需的色素，不能进行光合作用，种子中贮存的养分耗尽而死亡。

白化苗为什么会死亡?

实验：绿叶中色素的提取和分离

1.实验原理：

(1)色素提取：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，用无水乙醇提取色素。

(2)色素分离：绿叶中色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，这样，绿叶中的色素就在扩散过程中分离开。

2.实验方法步骤：

(1)提取绿叶中的色素：

称取5g新鲜绿色叶片，剪碎放入研钵中，向其中加入少许碳酸钙和二氧化硅，再加10mL无水乙醇，进行迅速充分研磨，过滤(单层尼龙布),收集滤液，及时用棉塞将试管口封严。(SiO₂有助于研磨充分，CaCO₃可防止研磨中色素被破坏)

·用毛细吸管吸取少量滤液(或用盖玻片蘸取滤液),沿铅笔

线均匀划出一条细线，使分离出的色素带平整，不重叠。

·待上一次滤液干后，重复1-2次，使滤液细线积累更多色素。

2.实验方法步骤：

(1)提取绿叶中的色素：

(2)制备滤纸条，画滤液细线：

将干燥的定性滤纸剪成稍小于试管长与直径的滤纸条，将一端减去两角，并在距这一端1厘米处用铅笔画一条细线。

一滤液细线

铅笔线

(4)观察实验结果

—胡萝卜素—叶黄素

—叶绿素a

—叶绿素b

滤液细线

层析液

(5)整理、洗手

胡萝卜素

(扩散最快，在层析液中溶解度最高)

叶黄素

叶绿素a

(色素带最宽，含量最多)

叶绿素b

(3)分离色素——纸层析法

(注意滤液细线勿浸入层析液中，

防止色素溶解于层析液中。)

收集滤液

一端剪去两角：使扩散均匀

细、齐、直(风干后重复2~3次)

提取色素

制备滤纸条

画滤液细线

二氧化硅：研磨充分

碳酸钙：保护叶绿素

无水乙醇：溶解色素

实验过程总结

滤纸条插入层析液中，层析液不能没及滤液细线

防止色素溶于层析液

研磨

过滤

绿叶剪碎

色素分离

叶绿体色素提取液色素的吸收光谱

光源

红光区和蓝紫光区有两个明显的吸收带

绿叶中的色素主要吸收红光和蓝紫光

绿叶色素吸收光谱演示

三棱镜分光演示

三棱镜

0400450500550600650

波长/nm

▲图5-12叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱

叶绿素主要吸收蓝紫光、红光

类胡萝卜素主要吸收蓝紫光

类胡萝卜素

叶绿素b

叶绿素a

吸收光能的百分比/%

100

50

700

种类

色素颜色

主要吸收

的光能

类胡萝卜素(约占1/4)

胡萝卜素

橙黄色

蓝紫光

叶黄素

黄色

叶绿素

(约占3/4)

叶绿素a

蓝绿色

红光

蓝紫光

叶绿素b

黄绿色

绿叶中的色素及功能

叶绿体是进行光合作用的场所。

叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础是：

1.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2.在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。

叶绿体由双层膜包被，基粒由囊状的类囊体(两个以上)堆叠而成，4种色素分布在类囊体薄膜上；

基粒之间充满基质，光合作用的酶分布在基粒的类囊体薄膜上和叶绿体基质中。

(二)叶绿体的结构适于进行光合作用

外膜

内膜

基质

基粒

结论：叶绿体能吸收光能用于光合作用释放氧气。

恩格尔曼的实验

细菌分布在叶绿体所有的受光部位上。

细菌集中在光束照射的叶绿体部位。

水绵和好氧细菌的装片

隔绝空气，黑暗中用极细光束照射

隔绝空气，完全暴露在光下

恩格尔曼实验2:透过三棱镜的光照射水绵

结果：需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。

好氧细菌

水绵

讨论

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，叶绿体是光合作用的场所。

2.恩格尔曼在选材、实验设计有什么巧妙之处?

①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；②没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰；③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；④临时装片暴露在光下的实验再一次验证了实验结果。

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?

色素主要吸收红光和蓝紫光，这区域产生的氧气较多，故需氧菌聚集。

4.综合上述资料，你认为叶绿体具有什么功能?叶绿体能吸收光能用于光合作