浙科高中生物必修一光合作用一.pptx

一、自养生物和异养生物1.自养生物：(1)特点：多数以_ 为原料，通过叶绿体，利用_ 合成_ 等有机物质，为其自身的生长、发育、繁殖提供_。(2)实例：植物、_ 和某些_（如硝化细菌、铁细菌等）2.异养生物：(1)特点：_ 依靠自养生物的_ 生活的生物。(2)实例：人、动物、_ 和_。二氧化碳和水光能糖类物质和能量藻类细菌直接或间接光合产物真菌大部分细菌判断依据:能否将无机物合成有机物第1页/共56页问题一：是不是所有的植物都可以进行光合作用呢？问题二：是不是植物的所有部位都可以进行光合作用呢？不是 如菟丝子，它是寄生生活，不能进行光合作用。不是，主要是植物的绿色叶片（叶肉细胞），不见光的部位不行，如根部第2页/共56页二、光合作用概述1.光合作用的定义：场所场所叶绿体叶绿体原料原料_产物产物糖类等有机物和糖类等有机物和_能量来源能量来源_二氧化碳与水氧气光能6CO2+12H2O C6H12O6+6O2+6H2O 光能叶绿体第3页/共56页.1.下列标号各代表：2.在上分布有光合作用所需的 和 ，在中也分布有光合作用所需的 。外膜内膜基粒类囊体(光合膜)基质色素酶酶光合作用产生的氧气中氧究竟来自水还是二氧化碳？P.36-37第4页/共56页2020世纪世纪3030年代，鲁宾和卡门实验年代，鲁宾和卡门实验同位素标记法：放射性同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。用放射性同位素标记的化合物，化学性质不会改变。科学家通过追踪放射性同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。这种方法叫做同位素标记法。第5页/共56页2.探究光合作用释放O2的来源如图是科学家研究光合作用释放出O2来源的实验图解。（1）该实验设计中对照实验类型是什么？其自变量是什么？提示：相互对照，自变量是放射性同位素标记的物质不同。（2）该实验的结论是什么？提示：光合作用释放的氧气来自于水。第6页/共56页6CO2+12H218O C6H12O6+618O2+6H2O光合作用产生的氧气全部来自于水。6C18O2+12H2O C6H1218O6+6O2+6H218OCO2中的氧去了哪里？6CO2+12H2O C6H12O6+6H2O+6O2总反应式：光能叶绿体 光能叶绿体 光能叶绿体第7页/共56页一、光合色素的提取与分离1.提取和分离色素的原理：(1)提取原理：色素溶于有机溶剂(如丙酮和乙醇)中。(2)分离原理：不同色素随层析液在滤纸条上的扩散速度不同，溶解度高的随层析液在滤纸条上扩散得快，反之则慢。第8页/共56页2.实验过程：提取色素取材：取_ 菠菜叶(或刺槐叶等)放入4050 的烘箱中 _研磨：粉碎后取2 g干粉，加入少许_，再 加入 23 mL _，充分、迅速研磨成匀浆滤取：漏斗基部放一块单层尼龙布，将研磨液迅速倒入_ _中，收集滤液到一个试管中，及时将试管口用 _ 塞紧新鲜烘干二氧化硅和碳酸钙95%的乙醇玻璃漏斗棉塞二氧化硅作用：碳酸钙作用：研磨充分防止色素破坏（防止挥发）第9页/共56页提取色素：第10页/共56页制备滤纸条：将预先_ 过的定性滤纸剪成纸条，在距滤纸条一 端1 cm处用_ 画线并剪去两角 用_ 吸取滤液 点样 画线：沿_ 均匀地画出一条细而直的滤液细线 待滤液干后，重复画细线，共_ 次 干燥铅笔毛细吸管铅笔画的横线34画线要细、直、齐，使色素带平整、不重叠。重复画几次目的是使后来的色素带更清晰。第11页/共56页制备滤纸条第12页/共56页分离色素：用大试管取2 mL_ 滤纸条有_ 的一端向下插入层 析液，滤液细线要_ 层析液液面 用软木塞塞住试管口观察实验结果：滤纸条上4条色素带的颜色、顺序、宽度、间隔大小，如图所示：层析液滤液细线高于橙黄色叶黄素蓝绿色叶绿素b第13页/共56页胡萝卜素(橙黄色)叶黄素（黄色）叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）7.实验结果分析第14页/共56页【微点拨】滤纸条色素带的分析(1)从色素带的位置分析，各种色素在层析液中溶解度的高低依次为：胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b。(2)从色素带的宽度分析，各种色素的含量一般情况下为：叶绿素a叶绿素b叶黄素胡萝卜素。橙黄色叶黄素蓝绿色叶绿素b口诀：胡黄a、b,橙黄黄、蓝绿绿第15页/共56页6.实验结果的分析经层析后在滤纸条上出现四条色素带。通过色素带的分布、宽窄程度、色素颜色可以分析出色素的种类、含量和溶解度大小。第16页/共56页【规律方法】(1)四条色素带的记忆口诀胡、黄、a、b向前走，橙黄蓝黄颜色留；叶绿素a、b手拉手，蓝绿黄绿排后头；胡萝卜素最纤细，叶绿素a最宽广。叶绿体基粒的类囊体膜上水无水乙醇、丙酮第17页/共56页叶绿素类胡萝卜素叶绿素b叶黄素(蓝绿色）（黄绿色）（橙黄色）（黄色）（占3/4）（占1/4）色素胡萝卜素叶绿素a色素是否对所有的光都能吸收？类囊体上功能：吸收、传递、转化光能上下第18页/共56页色素的吸收光谱：连续光谱：第19页/共56页【拓展深化】1.叶绿体中的色素与吸收光谱的关系：2.叶绿体中的色素及其吸收光谱：(1)叶绿素(叶绿素a、叶绿素b)主要吸收_ 和_ ；(2)类胡萝卜素(主要为叶黄素、胡萝卜素)主要吸收 。蓝紫光红光蓝紫光对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。第20页/共56页叶绿素类胡萝卜素叶绿素b叶黄素(蓝绿色）（黄绿色）（橙黄色）（黄色）（占3/4）（占1/4）色素胡萝卜素叶绿素a类囊体上功能：吸收、传递、转化光能上下（主要吸收：蓝紫光）（主要吸收：蓝紫光和红光）第21页/共56页2.实验操作注意事项及操作目的：过程过程注意事项注意事项操作目的操作目的提提取取色色素素选取新鲜的绿色选取新鲜的绿色叶片并烘干叶片并烘干使滤液中色素含量高使滤液中色素含量高研磨时加入研磨时加入2 23 mL 95%3 mL 95%的乙醇的乙醇溶解、提取叶片中的色素溶解、提取叶片中的色素研磨时加入少许研磨时加入少许SiOSiO2 2和和CaCOCaCO3 3研磨充分和保护色素研磨充分和保护色素迅速、充分研磨迅速、充分研磨防止溶剂挥发，防止溶剂挥发，并充分溶解色素并充分溶解色素盛放滤液的试盛放滤液的试管管口加棉塞管管口加棉塞防止乙醇挥发和防止乙醇挥发和色素分子被氧化色素分子被氧化第22页/共56页过程过程注意事项注意事项操作目的操作目的分分离离色色素素滤纸预先干燥处理滤纸预先干燥处理使层析液在滤纸条上的扩散速使层析液在滤纸条上的扩散速度加快度加快下端对称剪去两角下端对称剪去两角避免两边扩散过快，保证色素避免两边扩散过快，保证色素带平齐带平齐滤液细线要直、细、齐滤液细线要直、细、齐使分离的色素带平整、不重叠使分离的色素带平整、不重叠滤液细线干燥后再画滤液细线干燥后再画一次，共画一次，共画3 34 4次次使滤液细线中积累更多色素使滤液细线中积累更多色素滤液细线高于滤液细线高于层析液液面层析液液面防止色素直接溶解到烧杯内的防止色素直接溶解到烧杯内的层析液中层析液中第23页/共56页归纳整合 光合色素的提取与分离实验异常现象分析(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。使用放置数天的叶片，滤液色素(叶绿素)太少。一次加入大量的无水乙醇(正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素)。未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。第24页/共56页(2)滤纸条色素带重叠：滤纸条上的滤液细线接触到层析液。(3)滤纸条看不见色素带忘记画滤液细线或没有提取出色素。滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。返回第25页/共56页【拓展深化】(2)影响叶绿素生物合成的因素。光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。温度：温度可影响与叶绿素合成有关酶的活性，进而影响叶绿素的合成，低温时，叶绿素分子易被破坏，而使叶子变黄。一般来说，叶绿素合成的最低温度为24，最适温度为30，最高温度为40。必需元素：N、Mg等是合成叶绿素的必需元素，若缺乏将导致叶绿素无法合成，老叶先变黄。另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，幼叶先变黄。第26页/共56页【思考辨析】1.辨析下列说法的正误：(1)植物体任何部位都能进行光合作用。()【分析】植物体非绿色部位，如根没有叶绿体，不能进行光合作用。(2)只有动物才是异养生物。()【分析】异养生物直接或间接依靠自养生物的光合产物生活，如人、动物、真菌和大部分细菌。(3)提取光合色素时，要选用新鲜的绿色叶片。()第27页/共56页(4)为了保证滤液细线的细而直，只画一次即可。()【分析】为了保证滤液细线中色素的含量，在画滤液细线时要重复34次。第28页/共56页2.思考下列问题：(1)光合作用中，若用同位素18O标记水中的氧，则在叶绿体的哪个部位能检测到该同位素？提示：叶绿体的类囊体膜上。(2)从绿叶中提取色素的过程中，为何要将绿叶充分研磨？提示：为了使叶绿体完全破裂，能提取出较多的色素。第29页/共56页3.为什么叶片一般呈现绿色？提示因为叶绿素对绿光吸收很少，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色。4.为什么无色透明的大棚中植物的光合效率最高？提示无色透明大棚能透过日光中各种色光，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以无色透明的大棚中植物的光合效率最高。答案第30页/共56页【例1】如图是叶片中两类色素的吸收光谱，试判定A和B分别为何种色素（）A.叶绿素a、叶绿素b B.类胡萝卜素、叶绿素C.叶黄素、叶绿素aD.叶绿素、类胡萝卜素D（nm）第31页/共56页【解题关键】判断的依据是不同色素对光的吸收光谱不同，叶绿素对光吸收具有两个光区，即红光和蓝紫光，类胡萝卜素只有一个蓝紫光区。【解析】根据图中曲线可知，甲有两个吸收峰值，分别位于蓝紫光区和红光区，乙只有一个吸收峰值，位于蓝紫光区，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。所以，A为叶绿素，B为类胡萝卜素。第32页/共56页3.关于光合色素的提取与分离实验的操作，正确的是()A.使用定性滤纸过滤研磨液B.将干燥处理过的定性滤纸条用于层析C.在画出一条滤液细线后紧接着重复画线23次D.研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素解析答案1 2 3 4B第33页/共56页【例2】如图是在“光合色素的提取与分离”实验中得到的四条色素带，若将其置于暗室中，并用红光照射，色素带呈暗色的是A.B.C.D.C第35页/共56页【典例3】下列有关“光合色素的提取和分离”实验的叙述正确的是A加入碳酸钙防止滤液挥发 B用NaCl溶液提取叶片中的色素C用无水酒精或丙酮分离滤液中的色素 D加入二氧化硅(石英砂)有利于充分研磨【标准解答】选D。色素提取与分离中所用化学试剂或物质的作用：碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏，用无水乙醇提取绿叶中的色素，层析液用于分离绿叶中的色素，而不用无水酒精或丙酮。D第36页/共56页【变式训练】分别在、三个研钵中加2 g剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按下表所示添加试剂，经研磨、过滤得到3种不同颜色的溶液，即：深绿色、黄绿色、几乎无色。注：“+”表示加，“-”表示不加。处理处理SiOSiO2 2(少量少量)+CaCOCaCO3 3(少量少量)-+95%95%乙醇乙醇(10 mL)(10 mL)+-+蒸馏水蒸馏水(10 mL)(10 mL)-+-第37页/共56页则、三个研钵中的溶液颜色分别是()A.几乎无色、黄绿色、深绿色B.深绿色、几乎无色、黄绿色C.黄绿色、深绿色、几乎无色D.黄绿色、几乎无色、深绿色处理处理SiOSiO2 2(少量少量)+CaCOCaCO3 3(少量少量)-+95%95%乙醇乙醇(10 mL)(10 mL)+-+蒸馏水蒸馏水(10 mL)(10 mL)-+-D第38页/共56页【解析】选D。色素提取中，SiO2可使研磨充分，CaCO3可保护叶绿素等色素免受破坏，95%乙醇用于溶解色素，色素不溶于蒸馏水。研钵中因未加CaCO3，部分叶绿素被破坏，因此提取液应呈黄绿色；研钵中未加入95%乙醇，色素不能被溶解，因而溶液几乎无色；研钵中能得到正常的提取液，溶液呈深绿色。第39页/共56页二、光合作用概述1.场所光合作用的场所是。2.从物质方面看光合作用是把合成的过程。叶绿体二氧化碳和水糖类第40页/共56页3.从能量方面看光合作用是一个，是一个将转变为的过程。4.光合作用可分为和两个阶段5.光合作用所释放的氧气，来自吸能反应光能化学能光反应碳反应H2O第41页/共56页第42页/共56页类囊体基质CO2H2OO2ATPNADPH糖光光反应碳反应思考：1、光反应的场所、原料、条件、产物？2、碳反应的场所、原料、条件、产物？第43页/共56页二、光合作用与细胞呼吸的关系(发展要求)1.区别：项目项目光合作用光合作用(绿色植物绿色植物)细胞呼吸细胞呼吸(需氧呼吸需氧呼吸)发生发生部位部位含叶绿体的细胞含叶绿体的细胞(主要是叶肉细胞主要是叶肉细胞)活细胞活细胞反应反应场所场所叶绿体叶绿体细胞溶胶、线粒体细胞溶胶、线粒体(主要主要)条件条件光、水、二氧化碳、适光、水、二氧化碳、适宜的温度、酶、色素宜的温度、酶、色素有机物、适宜的温度、氧气、有机物、适宜的温度、氧气、酶酶第44页/共56页项目项目光合作用光合作用(绿色植物绿色植物)细胞呼吸细胞呼吸(需氧呼吸需氧呼吸)能量能量代谢代谢光能转变为化学能，光能转变为化学能，贮存在有机物中贮存在有机物中(吸吸能反应能反应)有机物中的化学能释放出来，有机物中的化学能释放出来，部分转移到部分转移到ATPATP中中(放能反应放能反应)物质物质代谢代谢将无机物将无机物(CO(CO2 2、H H2 2O)O)合成有机物合成有机物(如葡萄如葡萄糖糖)将有机物将有机物(如葡萄糖如葡萄糖)分解为无分解为无机物机物(H(H2 2O O、COCO2 2)第45页/共56页 2.联系：光合作用的产物作为细胞呼吸的物质基础，细胞呼吸产生的二氧化碳和水可被光合作用利用，如图：第46页/共56页第47页/共56页【微点拨】光合作用和细胞呼吸的四点提醒(1)有光条件下，植物不仅进行光合作用，也进行细胞呼吸。(2)在黑暗条件下，植物只进行细胞呼吸，不能长时间进行光合作用。(3)光合作用过程中释放的氧气全部来自水的分解。(4)需氧呼吸过程中吸收的氧气全部用于生成水。第48页/共56页第49页/共56页【题组过关】1.(2015杭州高二检测)下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是()A.无氧和零下低温环境均有利于水果的保鲜B.CO2的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6的分解过程发生在线粒体中C.光合作用过程中光能转变成化学能，细胞呼吸过程中化学能转变成热能和ATP中的化学能D.夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当升高温度，可提高作物产量C第50页/共56页【解析】选C。零下低温不利于水果保鲜，无氧条件下水果细胞厌氧呼吸较强，消耗有机物较多，也不利于水果保鲜；CO2的固定发生在叶绿体基质中，葡萄糖分解成丙酮酸发生在细胞溶胶中；夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，可提高光合作用强度，夜晚适当降低温度，可减少细胞呼吸消耗有机物，从而提高作物产量。第51页/共56页2.(2015嘉兴高二检测)某绿色植物的叶肉细胞中存在两种主要的代谢过程，如图所示。对此解释错误的是()A.a表示光合作用，只在叶绿体中发生B.b表示需氧呼吸，只在线粒体中发生C.a过程产生氧气和水D.b过程会消耗氧气和水B第52页/共56页【解析】选B。绿色植物叶肉细胞中，a表示光合作用，只在叶绿体中发生；b表示需氧呼吸，发生在细胞溶胶和线粒体中；光合作用过程产生氧气和水；需氧呼吸过程会消耗氧气和水。第53页/共56页【补偿训练】将一株生长正常的绿色植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养，随培养时间的延长，玻璃容器内CO2浓度可出现的变化趋势是()A.一直降低，直至为零B.一直保持稳定，不变化C.降低至一定水平时保持相对稳定D.升高至一定水平时保持相对稳定C第54页/共56页【解析】选C。在适宜的条件下培养密闭容器内的植物，密闭容器内的二氧化碳含量有限，随着光合作用的持续进行，二氧化碳逐渐被消耗，浓度降低，进而光合作用强度随之降低，当二氧化碳浓度降低到一定水平时，植物的光合作用和细胞呼吸强度相等，则装置内的二氧化碳浓度就保持相对稳定。第55页/共56页感谢您的观看！第56页/共56页