5.4 光合作用与能量转化-高一生物课件（人教版2019必修1）.pptxVIP

第4节光合作用与能量转化

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。讨论1、靠人工光源生产蔬菜有什么好处？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。用植物工厂

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。讨论2、为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件？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。植物工厂

在植物工厂里，人工光源可以为植物生长源源不断地提供能量。在自然界，则是万物生长靠太阳。太阳光能的输入、捕获和转化，是生物圈得以维持运转的基础。光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。因此，有人称光合作用是“地球上最重要的化学反应”。无论是在植物工厂里，还是在自然界，植物捕获光能要依靠特定的物质和结构。对高等植物来说，叶片是进行光合作用的主要器官。这些植物的叶片多数是绿色的，说明其中有绿色的色素。在玉米地里，有时可以看到叶片中不含绿色色素的白化苗。这样的白化苗，待种子中储存的养分耗尽就会死去。可见，叶片中的色素可以与光能的捕获有关。

一、捕获光能的色素和结构

1、探究：绿叶中色素的提取和分离（1）原理（2）试剂（3）步骤（4）结果

（1）原理色素的提取的原理绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可用无水乙醇提取色素。色素的分离的原理绿叶中的色素都能溶解在层析液中，不同色素溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。

（2）试剂提取液：无水乙醇层析液：由20份石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成二氧化硅：有助于将叶片研磨的充分碳酸钙：防止研磨中色素被破坏

（3）步骤①提取绿叶中的色素剪碎加二氧化硅碳酸钙无水乙醇研磨过滤：用单层尼龙布注意：要用面塞将试管口塞严

（3）步骤②色素的分离制备滤纸条画滤液细线★要求：细、直、齐；重复★不能让滤液细线触及层析液铅笔线层析液培养皿纸层析注意：要盖住烧杯口，层析液易挥发

（4）结果（橙黄色）（黄色）（蓝绿色）（黄绿色)胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b色素带的宽窄代表了色素的含量。

绿叶中色素的提取和分离

2、色素种类及其吸收光谱叶绿素类胡萝卜素主要吸收红光和蓝紫光主要吸收蓝紫光色素叶黄素胡萝卜素叶绿素a叶绿素b（蓝绿色）（黄绿色）（橙黄色）（黄色）含量约占3/4含量约占1/4色素的作用是吸收、传递、转化光能。

2、色素种类及其吸收光谱一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光。叶绿素对绿光吸收很少。

旁栏思考植物工厂里为什么不用发绿光的光源？绿色光源发出绿色的光，这种波长的光线不能被光合色素吸收，因此无法运用到光合作用中制造有机物。

2、叶绿体的结构适于进行光合作用（1）叶绿体的结构（2）思考讨论（3）叶绿体的功能

（1）叶绿体的结构光学显微镜下可以看到叶绿体一般呈扁平的椭球形或球形。亚显微结构只能依靠电子显微镜来观察。类囊体叶绿体内有如此多的基粒和类囊体，极大地扩大了受光面积。

叶绿体的功能资料11881年，德国科学家恩格尔曼做了这样的实验：把载有水绵（叶绿体呈螺旋带状分布）和需氧的临时装片放在没有空气的小室内，在黑暗中用极细的光束照射水绵，发现细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中；如果把装置放在光下，细菌则分布在叶绿体所有受光的部位。紧接着，他又做了一个实验：用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。资料2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。

叶绿体的功能讨论：1、恩格尔曼第一个实验的结论是什么？恩格尔曼第一个实验的结论是：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？实验材料选择水绵和好氧细菌，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。

叶绿体的功能讨论：3、在第二个实验中，