【公开课】光合作用与能量转化+课件高一上学期生物人教版（2019）必修1.pptx

第4节光合作用与能量转化第第五五章章细细胞胞的的能能量量供供应应 和和利利用用“万物生长靠太阳，雨露滋润禾苗壮万物生长靠太阳，雨露滋润禾苗壮”一捕获光能的色素和结构实验 绿叶中色素的提取和分离 不同的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越高的色素随层析液在滤纸上的扩散速度就越快，反之则慢。1.原理：提取色素的原理 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。分离色素的原理探究实践一、捕获光能的色素课本课本98分离色素的方法：纸层析法纸层析法探究 实践 绿叶中色素的提取和分离结合课本结合课本98 方法步骤方法步骤1 提取绿叶中的色素思考并在课本找出加少量二氧化硅和碳酸钙，无水乙醇的作用思考并在课本找出加少量二氧化硅和碳酸钙，无水乙醇的作用方法步骤：方法步骤：方法步骤：方法步骤：1 1、提取绿叶中的色素、提取绿叶中的色素（2）加入少许加入少许SiOSiO2 2和和CaCOCaCO3 3，再加入再加入10mL10mL无水乙醇，无水乙醇，迅迅速，充分研磨速，充分研磨（3 3）将将研磨液迅速倒入玻璃漏斗研磨液迅速倒入玻璃漏斗（漏斗基部放一块单层尼龙布）（漏斗基部放一块单层尼龙布）进行过滤。进行过滤。将滤液收集到试管中，及时用棉塞将将滤液收集到试管中，及时用棉塞将试管试管口塞严口塞严。(防止乙醇挥发和色素氧化防止乙醇挥发和色素氧化)SiO2有助于研磨充分有助于研磨充分CaCO3防止色素被破坏防止色素被破坏无水乙醇无水乙醇溶解色素溶解色素（1）称称取取5g5g菠菜菠菜叶，剪去主叶脉，叶，剪去主叶脉，剪碎，放人研钵中。剪碎，放人研钵中。剪碎剪碎加试剂加试剂研磨研磨过滤过滤滤液滤液防止溶剂挥发，充分溶解色素课本课本98 探究 实践 绿叶中色素的提取和分离 分别在A、B、C三个研钵中加2克剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按下表所示添加试剂，经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液，即：深绿色、黄绿色（或褐色）、几乎无色。处理ABCSiO2（少量）+CaCO3（少量）+95%乙醇（10毫升）+蒸馏水（10毫升）+注：“+”表示加；“”表示不加。溶液颜色原因ABC黄绿色部分叶绿素受到破坏几乎无色深绿色叶绿素不溶于水大量叶绿素溶于乙醇中SiOSiO2 2：有助于研磨得充分；：有助于研磨得充分；CaCO CaCO3 3：防止研磨中色素被破坏；：防止研磨中色素被破坏；无无水乙醇：溶解水乙醇：溶解色素色素探究 实践 绿叶中色素的提取和分离结合课本结合课本98-99观看绿叶中色素分离实验视频，回答以下问题：滤纸条为什么要剪去两角？滤液细线的划线原则？层析液能否没过滤液细线？分离后的色素有几种？防止色素溶解在层析液中，而不能在滤纸上扩散细、直、齐，干后重复2.制备滤纸条制备滤纸条将将干燥的定性滤纸条一端的定性滤纸条一端剪去两角，并，并在距这一端在距这一端1cm处用铅笔画一条细横线处用铅笔画一条细横线剪去两角剪去两角使层析液在滤纸条上快速扩散避免层析液在边缘扩散过快（边缘效应），使其同步到达细线铅笔线铅笔线(二二)方法步骤：方法步骤：课本课本993.画滤液细线画滤液细线用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线。等滤液干后，。等滤液干后，再画12次。滤液细线滤液细线细、直、齐目的：使分离出的色素带平整、不重叠为了积累更多的色素使分离色素带更明显(二二)方法步骤：方法步骤：课本课本994.分离分离绿叶中的色素绿叶中的色素纸层析法将适量的层析液倒入烧杯中，将滤纸条将适量的层析液倒入烧杯中，将滤纸条(有滤液细线的一有滤液细线的一端朝下端朝下)轻轻插入层析液中，随后用轻轻插入层析液中，随后用培养皿盖住烧杯口。烧杯口。注意：注意：不能让滤液细线触及层析液（防止层析液挥发）（防止色素溶解在层析液中，而不能在滤纸上扩散）层析液层析液培养皿培养皿(二二)方法步骤：方法步骤：（分离色素）课本课本99胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b实验结果：实验结果：（橙黄色橙黄色）（黄色）（蓝绿色蓝绿色）（黄绿色黄绿色）（含量约占3/4）（含量约占1/4）类胡萝卜素叶绿素思考：思考：二.绿叶中色素的提取和分离最少最少较少较少较多较多最多最多最快最快较快较快较慢较慢最慢最慢课本课本98色素带的位置色素带的位置反映反映 大小。大小。色素带的宽窄反映色素带的宽窄反映 多少多少含量含量从上往下依次是：胡 黄 a b 色素种类 色素颜色色素含量(宽度)溶解度 扩散速度胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b从上往下依次是：胡 黄 a b 橙黄色黄色蓝绿色黄绿色最少较少最多较多最高较高较低最低最快较快较慢最慢下上色素含量从多到少依次是：a b 黄 胡考一考考一考1.下列关于下列关于“绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离”实验原理的叙实验原理的叙述，正确的是述，正确的是()A.加入少许二氧化硅可防止在研磨时叶绿体中的色素加入少许二氧化硅可防止在研磨时叶绿体中的色素受到破坏受到破坏B.用无水乙醇将叶绿体中的色素进行分离用无水乙醇将叶绿体中的色素进行分离C.滤纸条最上面的色素带呈黄绿色滤纸条最上面的色素带呈黄绿色D.溶解度越高的色素随层析液在滤纸上扩散得越快溶解度越高的色素随层析液在滤纸上扩散得越快课后演练课后演练金版学案金版学案P169D碳酸钙碳酸钙提取色素提取色素层析液层析液橙黄色橙黄色u在圆形滤纸的中央点上粘叶绿体的色素滤液，进行色素在圆形滤纸的中央点上粘叶绿体的色素滤液，进行色素分析，会得到近似同心环状的四个色素圈，排在最外圈的分析，会得到近似同心环状的四个色素圈，排在最外圈的色素呈（色素呈（）A.橙黄色橙黄色B.黄色黄色C.蓝绿色蓝绿色D.黄绿色黄绿色实验改进：圆形滤纸圆形滤纸培养皿培养皿纸捻（层析液纸捻（层析液沿它上升）沿它上升）层析液层析液滤液圆斑滤液圆斑A【例【例2】下列关于绿叶中色素的提取和分离实验的相关说法正确的是】下列关于绿叶中色素的提取和分离实验的相关说法正确的是()A.提取色素时需使用体积分数为提取色素时需使用体积分数为75%的乙醇的乙醇B.滤纸条上含量最多的叶绿素滤纸条上含量最多的叶绿素a呈现黄绿色呈现黄绿色C.叶绿素在层析液中的溶解度比类胡萝卜素大叶绿素在层析液中的溶解度比类胡萝卜素大D.研磨时若不加入碳酸钙研磨时若不加入碳酸钙,得到的色素带可能只有两条得到的色素带可能只有两条金版学案金版学案P166D无水乙醇无水乙醇叶绿素叶绿素a呈现蓝绿色呈现蓝绿色小小金版学案金版学案P166实验中的注意事项及操作目的归纳实验中的注意事项及操作目的归纳过程过程注意事项注意事项操作目的操作目的提取提取色素色素选新鲜绿色的叶片选新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高使滤液中色素含量高研磨时加无水乙醇研磨时加无水乙醇溶解色素溶解色素加少量加少量SiO2和和CaCO3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、充分研磨防止乙醇过度挥发防止乙醇过度挥发,充分溶解色素充分溶解色素盛放滤液的试管口加棉塞盛放滤液的试管口加棉塞防止乙醇挥发和色素氧化防止乙醇挥发和色素氧化分离分离色素色素滤纸预先干燥处理滤纸预先干燥处理使层析液在滤纸上快速扩散使层析液在滤纸上快速扩散滤液细线要直、细、匀滤液细线要直、细、匀使分离出的色素带平整不重叠使分离出的色素带平整不重叠滤液细线干燥后再重画一滤液细线干燥后再重画一至两次至两次使分离出的色素带清晰分明使分离出的色素带清晰分明滤液细线不触及层析液滤液细线不触及层析液防止色素直接溶解到层析液中防止色素直接溶解到层析液中【方法规律】【方法规律】“绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离”实验中异常实验现象原因分析实验中异常实验现象原因分析(1)滤纸条上色素带颜色较浅:未加二氧化硅，研磨不充分未加二氧化硅，研磨不充分;加入无水乙醇的量过多加入无水乙醇的量过多;实验材料中色素含量较少。实验材料中色素含量较少。(2)滤纸条上最下面的两条色素带颜色较浅:未加碳酸钙或加入量过少，叶绿素被破坏未加碳酸钙或加入量过少，叶绿素被破坏;实验材料实验材料(如泛黄的叶片如泛黄的叶片)中叶绿素的含量较少。中叶绿素的含量较少。(3)滤纸条上色素带重叠:滤液细线不直滤液细线不直;滤液细线过粗。滤液细线过粗。(4)滤纸条上看不见色素带:忘记画滤液细线忘记画滤液细线;滤液细线触及层析液，色素溶解到层析液中。滤液细线触及层析液，色素溶解到层析液中。金版学案金版学案P166绿叶中色素的种类绿叶中的色素有4种，它们可归纳为两大类：绿叶中的色素下上胡萝卜素(橙黄色)叶黄素(黄色)叶绿素a(蓝绿色)叶绿素b(黄绿色)类胡萝卜素（1/4）叶绿素（3/4）这这4种色素对光吸收有什么差别呢？种色素对光吸收有什么差别呢？课本课本98光谱和色素的吸收光谱光谱和色素的吸收光谱 阳光阳光穿过三棱镜穿过三棱镜时，时，不同波长不同波长的光的光会分散开，形成会分散开，形成不同颜色不同颜色的光的光带称为带称为光谱。分别。分别让不同颜色的光照射色让不同颜色的光照射色素溶液，可以得到色素的吸收光谱。素溶液，可以得到色素的吸收光谱。课本课本98三棱镜红橙黄绿青蓝紫叶绿素溶液叶绿素溶液叶绿素主要吸收红光和蓝紫光三棱镜红橙黄绿青蓝紫类胡萝卜素溶液类胡萝卜素溶液类胡萝卜素主要吸收蓝紫光色素的吸收光谱光谱叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱由图可以看出：由图可以看出：叶绿素叶绿素a和叶绿素和叶绿素b主要吸收主要吸收；胡萝卜素和叶黄素主要吸收胡萝卜素和叶黄素主要吸收。课本课本P99学科交叉学科交叉可见光：可见光：400760nm紫外光：小于紫外光：小于400nm红外光：大于红外光：大于760nm光合作用所利用的光合作用所利用的光都是光都是可见光。绿叶中的色素几乎不吸收绿光（但不是不吸收）蓝紫光和红光蓝紫光旁栏思考：植物工厂里为什么不用发绿光的光源？旁栏思考：植物工厂里为什么不用发绿光的光源？课本课本99课本课本99【例【例4】下图表示叶绿体中色素的吸收光谱】下图表示叶绿体中色素的吸收光谱(颜色深、浅分颜色深、浅分别表示吸收量多、少别表示吸收量多、少),甲、乙两图分别是甲、乙两图分别是()A.胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱B.叶绿素、胡萝卜素的吸收光谱叶绿素、胡萝卜素的吸收光谱C.叶黄素、叶绿素的吸收光谱叶黄素、叶绿素的吸收光谱D.叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱金版学案金版学案P167B【例【例3】下列有关光合色素的叙述】下列有关光合色素的叙述，正确的是正确的是()A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光合作用类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光合作用B.蓝细菌能进行光合作用是因为其叶绿体中含有藻蓝素蓝细菌能进行光合作用是因为其叶绿体中含有藻蓝素和叶绿素和叶绿素C.红外光和紫外光通常可被光合色素吸收用于光合作用红外光和紫外光通常可被光合色素吸收用于光合作用D.黑暗环境中生长的植物叶片呈黄色是由叶绿素合成受黑暗环境中生长的植物叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的阻引起的典例研析典例研析D蓝紫光蓝紫光原核生物，无叶绿体原核生物，无叶绿体可见光可见光金版学案金版学案P167(1)不同“薄膜颜色”的透光情况比较红色薄膜蓝色薄膜无色薄膜白光根据光谱中不同色素对不同波长的光的吸收特点，思考：根据光谱中不同色素对不同波长的光的吸收特点，思考：温室或大棚种植蔬菜时温室或大棚种植蔬菜时,应该选择什么颜色的塑料薄膜应该选择什么颜色的塑料薄膜?阴天或夜间进行人工补光时，应选择哪种光源的灯泡？阴天或夜间进行人工补光时，应选择哪种光源的灯泡？结论：塑料大棚应选用无色或白色薄膜(2)不同灯泡（功率相同）产生光的情况比较根据光谱中不同色素对不同波长的光的吸收特点，思考：根据光谱中不同色素对不同波长的光的吸收特点，思考：温室或大棚种植蔬菜时温室或大棚种植蔬菜时,应该选择什么颜色的塑料薄膜应该选择什么颜色的塑料薄膜?阴天或夜间进行人工补光时，应选择哪种光源的灯泡？阴天或夜间进行人工补光时，应选择哪种光源的灯泡？白光灯泡红光灯泡蓝紫光灯泡结论：补光时应使用红光或蓝紫光灯泡为什么大多植物的叶片是绿色的？为什么许多植物到了秋天叶子会变黄？枫叶为什么是红色的？秋天时，秋天时，低温低温和植物体内积累的可溶性糖和植物体内积累的可溶性糖有利于液泡中有利于液泡中花青素的形成花青素的形成，花青素在酸花青素在酸性的叶肉细胞中变成红色，而叶绿素逐渐性的叶肉细胞中变成红色，而叶绿素逐渐降解降解，叶片呈现红色，叶片呈现红色。正常叶片中正常叶片中叶绿素叶绿素和类胡萝卜素含量的比和类胡萝卜素含量的比例为例为3131，且且对绿光吸收最少对绿光吸收最少，绿光被反，绿光被反射出来，所以正常叶片总是呈现绿色。射出来，所以正常叶片总是呈现绿色。秋天温度降低，秋天温度降低，叶绿素分子在低温下易被叶绿素分子在低温下易被破坏破坏，而类胡萝卜素较稳定，而类胡萝卜素较稳定，叶片显示出叶片显示出类胡萝卜素的颜色类胡萝卜素的颜色，叶片变黄。叶片变黄。(1)靠人工光源生产蔬菜有什么好处靠人工光源生产蔬菜有什么好处?提示提示:可根据不同植物的需求可根据不同植物的需求,植物生长、发育不同阶段的需求植物生长、发育不同阶段的需求,提提供适宜波长的光。供适宜波长的光。可以更好地控制光照、温度、湿度等。可以更好地控制光照、温度、湿度等。(2)植物工厂为什么不用绿色的光源植物工厂为什么不用绿色的光源?提示提示:绿叶中的色素几乎不吸收绿光。绿叶中的色素几乎不吸收绿光。(3)深秋的叶片颜色变黄深秋的叶片颜色变黄,此时红光和蓝紫光哪一种更有利于植物进行此时红光和蓝紫光哪一种更有利于植物进行光合作用光合作用?为什么为什么?提示提示:蓝紫光。蓝紫光。秋天温度降低，叶绿素分子在低温下易被破坏，而类秋天温度降低，叶绿素分子在低温下易被破坏，而类胡萝卜素较稳定，叶片显示出类胡萝卜素的颜色，叶片变黄胡萝卜素较稳定，叶片显示出类胡萝卜素的颜色，叶片变黄。而类胡萝而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。卜素主要吸收蓝紫光。金版学案金版学案P167【情境迁移情境迁移】红叶谷生态文化旅游区红叶谷生态文化旅游区,每至深秋季节每至深秋季节,多种树叶变红多种树叶变红,形成一道亮丽的风形成一道亮丽的风景线。景线。(1)试从叶片中色素的种类和含量角度分析试从叶片中色素的种类和含量角度分析,秋天树叶变红的原因。秋天树叶变红的原因。提示提示:秋天天气转凉秋天天气转凉,气温降低气温降低,叶片中叶绿素含量下降叶片中叶绿素含量下降,液泡中液泡中花青素的颜色逐渐凸显出来花青素的颜色逐渐凸显出来,秋季花青素接近红色。秋季花青素接近红色。(2)能否用纸层析法提取液泡中的色素能否用纸层析法提取液泡中的色素?为什么为什么?提示提示:不能。液泡中主要是花青素不能。液泡中主要是花青素,花青素易溶于水花青素易溶于水,在有机溶在有机溶剂中溶解度低剂中溶解度低,提取液中几乎不含花青素。提取液中几乎不含花青素。金版学案金版学案P167影响叶绿素合成的三大因素 叶绿素不稳定，易分解金版学案金版学案P167低温时，叶绿素易被破坏，因而叶片变黄缺N、Mg老叶先变黄；Fe幼叶先变黄矿质元素三、叶绿体的结构适于进行光合作用1.1.叶绿体的结构：叶绿体的结构：几层膜？几层膜？基粒由什么结构组成？基粒由什么结构组成？光合色素分布在哪？光合作用相关酶分布在哪光合色素分布在哪？光合作用相关酶分布在哪？课本课本P100二、叶绿体的结构适于进行光合作用1.叶绿体的结构(电镜下)外膜内膜基粒类囊体由多个由多个类囊体堆叠而成堆叠而成含有吸收光能的4种色素及与光合作用有关的酶。极大地扩展了受光面积叶绿体基质含少量含少量DNA和和RNA、核糖体、核糖体、光合作用的酶双层膜极大地扩展了受光面积光合光合色素分布：类囊体薄膜上光合作用酶分布：类囊体薄膜和基质课本课本P100典例研析典例研析【例【例5】下图为叶绿体结构示意图】下图为叶绿体结构示意图，下列叙述错误的是下列叙述错误的是()A.1具有选择透过性具有选择透过性B.叶绿体具有双层膜叶绿体具有双层膜C.吸收光能的色素分布在吸收光能的色素分布在2上上D.与光合作用有关的酶只分布在与光合作用有关的酶只分布在3中中外膜外膜D类囊体类囊体叶绿体基质叶绿体基质2和和3金版学案金版学案P168叶绿体释放氧气叶绿体释放氧气讨论1恩格尔曼恩格尔曼此此实验的结论是？实验的结论是？课本课本1011012.叶绿体的功能 (课本P100 思考讨论)把把水绵水绵和和需氧细菌需氧细菌的临时装片的临时装片放在无空气空间内放在无空气空间内。在。在黑暗中用极细光束照射水绵黑暗中用极细光束照射水绵，发现细菌发现细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中只向叶绿体被光束照射到的部位集中。若。若在光亮条在光亮条件，则细菌件，则细菌分布在叶绿分布在叶绿体所有受光部位体所有受光部位。恩格尔曼的实验(一）黑暗中用极细光束黑暗中用极细光束在光亮条在光亮条件件讨论课本课本P1012.2.恩吉尔曼在选材、实验设计上有什么恩吉尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙巧妙之处？之处？实验材料选择实验材料选择 和和 。没有空气的黑暗环境排除了没有空气的黑暗环境排除了 和和 干扰。干扰。用极细的光束照射，叶绿体上可分为用极细的光束照射，叶绿体上可分为 和和 的部位，相当于一组的部位，相当于一组 实验。实验。水绵的优点是水绵的优点是 ；需氧细菌的优点是需氧细菌的优点是 。临时装片暴露在光下的实验再一次临时装片暴露在光下的实验再一次 。水绵需氧细菌叶绿体呈螺旋式带状，便于观察可确定释放氧气多的部位氧气光有光照无光照对照验证实验结果三、叶绿体的结构适于进行光合作用【思考讨论】探究叶绿体的功能恩格尔曼的实验2用透过三棱镜的光照射水绵临用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的需氧型细时装片，发现大量的需氧型细菌菌聚集聚集在在红光红光和和蓝紫光蓝紫光区域。区域。讨论3为何细菌集中在红光和蓝紫光区域为何细菌集中在红光和蓝紫光区域？光合色素主要吸收红光和蓝紫光光合色素主要吸收红光和蓝紫光讨论4综上所述，你认为叶绿体有何功能？综上所述，你认为叶绿体有何功能？吸收光能用于光合作用放氧（吸收光能用于光合作用放氧（P P101101）小结（课本101）类囊体薄膜上类囊体薄膜上-色素分子色素分子类囊体膜类囊体膜和和叶绿体基质叶绿体基质-酶酶（叶绿体捕获光能，光合作用的（叶绿体捕获光能，光合作用的基础基础。）。）课本课本P101【例例6】将竖直放置的水绵和某种需氧细菌的混合溶液放将竖直放置的水绵和某种需氧细菌的混合溶液放在暗处在暗处,白光透过三棱镜照在混合液处白光透过三棱镜照在混合液处,一段时间后一段时间后,需氧细需氧细菌的分布情况最可能是菌的分布情况最可能是()A.随机、均匀分布在混合液中随机、均匀分布在混合液中B.集中分布在上下两侧集中分布在上下两侧C.集中分布在中央位置集中分布在中央位置D.集中分布在溶液的下层集中分布在溶液的下层解析解析:由于叶绿素主要吸收红光和蓝紫光由于叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,因此竖直放因此竖直放置的水绵在上侧红光处及下侧的蓝紫光处光合作用较置的水绵在上侧红光处及下侧的蓝紫光处光合作用较强强,产生的氧气较多产生的氧气较多,因此需氧细菌在这两处集中分布。因此需氧细菌在这两处集中分布。答案答案:B典例研析典例研析金版学案金版学案P168一、概念检测1.基于对叶绿体的结构和功能的理解，判断下列相关表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。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。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，有利于充分吸收叶绿体的类囊体上有巨大的膜面积，有利于充分吸收光能。（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。（收了绿光。（）练习与应用练习与应用课本课本P1012.下列关于高等植物细胞内色素的叙述，错误的是（下列关于高等植物细胞内色素的叙述，错误的是（）A.所有植物细胞中都含有所有植物细胞中都含有4种色素种色素B.有些植物细胞的液泡中也含有色素有些植物细胞的液泡中也含有色素C.叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收光能叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收光能D.植物细胞内的光合色素主要包括叶绿素和类胡萝卜素植物细胞内的光合色素主要包括叶绿素和类胡萝卜素两大类两大类A花青素花青素海洋藻类的颜色不同颜色的藻类吸收不同波长的光，藻类本身的颜色是它们_的光，到达深水层的光线主要是_光反射蓝紫练习与应用（P101）1.1.海海洋洋中中的的藻藻类类，习习惯惯上上依依其其颜颜色色分分为为绿绿藻藻、褐褐藻藻和和红红藻藻，它它们们在在海海水水中中的的垂垂直直分分布布大大致致依依次次是是浅浅、中中、深深。这这种种现现象象与与光光能的捕获有关吗能的捕获有关吗？反射绿光，吸收反射绿光，吸收红红、蓝紫光、蓝紫光红藻绿藻褐藻反射红光，吸收反射红光，吸收蓝紫光蓝紫光较多较多波长长波长短，能到达深海区域反射黄光，吸收蓝紫光反射黄光，吸收蓝紫光、绿光、绿光波长适中绿藻绿藻褐褐藻藻红红藻藻不同藻类的吸收光谱不同藻类的吸收光谱课堂总结二光合作用的原理和应用(1)概概念念：指指绿绿色色植植物物通通过过，利利用用光光能能，把把转转化化成成储储存存着能量的着能量的有机物有机物，并且释放出，并且释放出的过程。的过程。(2)反应式：反应式：。叶绿体叶绿体 二氧化碳和水二氧化碳和水 氧气氧气 场场 所所条条 件件产产 物物原原 料料COCO2 2+H+H2 2O*O*(CHCH2 2O)+O)+OO2 2*叶绿体叶绿体叶绿体叶绿体光能光能光能光能1光合作用的概念及反应式实质：合成有机物，储存能量思考思考:光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化碳呢？光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化碳呢？（P102)19世纪末科学界普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，_被释放，C与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖1928年科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖1937年希尔在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有浮液中有H2O，没有，没有CO2)，在光照下可以释放出_1941年鲁宾、卡门1954年阿尔农在光照下，叶绿体可合成_，这一过程总是与_相伴随O2氧气氧气水水ATP水的光解水的光解2光合作用的探索历程（课本P102思考讨论）上述实验表明，光合作用释放的上述实验表明，光合作用释放的氧气氧气中的氧元素中的氧元素来自水来自水，氧气的，氧气的产生和糖类的合成产生和糖类的合成不是同一个化学反应不是同一个化学反应，而是，而是分阶段分阶段进行的。进行的。P103P103【例【例1】下列关于探究光合作用原理实验的叙述】下列关于探究光合作用原理实验的叙述,错误的是错误的是()A.恩格尔曼利用水绵和好氧细菌为材料恩格尔曼利用水绵和好氧细菌为材料,证明光合作用的场所证明光合作用的场所是叶绿体是叶绿体B.希尔证明离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光希尔证明离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光解解,产生氧气产生氧气C.鲁宾和卡门用鲁宾和卡门用18O分别标记分别标记H2O和和CO2,证明光合作证明光合作用产生的氧来自水用产生的氧来自水D.阿尔农发现水的光解过程产生阿尔农发现水的光解过程产生ATP金版学案金版学案P173D叶绿体合成叶绿体合成ATP总是总是伴随伴随着水的光解着水的光解【例【例2】下图为探究光合作用中氧气来源的实验示意图】下图为探究光合作用中氧气来源的实验示意图，图中图中A物质和物质和B物质的相对分子质量之比是物质的相对分子质量之比是()解析：解析：氧气中氧元素来源于水，所以氧气中氧元素来源于水，所以A物质是物质是16O2，B物物质是质是18O2，即，即A物质和物质和B物质的相对分子质量之比为物质的相对分子质量之比为16 18=8 9。A.1 2B.2 1C.8 9D.9 8典例研析典例研析金版学案金版学案P173O218O2C1.关于科学家探索光合作用原理的实验关于科学家探索光合作用原理的实验，下列叙述正确的下列叙述正确的是是()A.1928年年，科学家发现甲醛可以通过光合作用转化为糖科学家发现甲醛可以通过光合作用转化为糖B.希尔反应是指离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、希尔反应是指离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应产生氧气的化学反应C.鲁宾和卡门为植物同时提供鲁宾和卡门为植物同时提供H218O和和C18O2进行实验进行实验，证证明了光合作用释放的氧全部来自明了光合作用释放的氧全部来自H2OD.阿尔农发现阿尔农发现，叶绿体合成叶绿体合成ATP可以不伴随水的光解可以不伴随水的光解课后演练课后演练B金版学案金版学案P178根据根据是否需要光能是否需要光能可划分为：可划分为：光合作用的过程光反应暗反应(也称碳反应)两个阶段必须有光才能进行有光、无光都能进行P1031.光反应阶段光合作用光合作用第一阶段第一阶段的化学反应，的化学反应，必须有必须有光光才能进行，这个阶段叫作光反应阶段。才能进行，这个阶段叫作光反应阶段。(1)条件：条件：(2)场所：场所：(3)物质变化：物质变化：(4)能量转化：能量转化：叶绿体类囊体薄膜上叶绿体中光合色素光能光能光、色素、酶水的光解：NADPH的合成：ATP的合成：NADP+NADPHNADP+：氧化型辅酶NADPH：还原型辅酶H2OO2H+光H+NADP+2e-NADPHADP+Pi酶ATPADPPi光能ATP酶光能ATP和NADPH中活跃化学能H2OO2H+水在光下分解水在光下分解H+：质子氢H+水在光下分解水在光下分解课本P103考一考考一考：光反应阶段：光反应阶段（1）光反应的场所在哪？）光反应的场所在哪？（2）吸收光能的物质是？光能被吸收后的作用是什么？）吸收光能的物质是？光能被吸收后的作用是什么？（3）H+的作用是什么？的作用是什么？NADPH的作用是什么？的作用是什么？（4）光反应中能量发生了什么变化？）光反应中能量发生了什么变化？水的光解 ATP的合成光合色素H+与与NADP形成NADPH叶绿体类囊体薄膜上光能ATP和NADPH中活跃化学能NADPH 作为还原剂参与暗反应作为还原剂参与暗反应 为暗反应提供能量为暗反应提供能量H+：质子氢NADP+：氧化型辅酶NADPH：还原型辅酶课本P1032.暗反应阶段光合作用光合作用第二阶段第二阶段的化学反应，的化学反应，有没有有没有光光都能进行，这个阶段叫作暗反应阶段。都能进行，这个阶段叫作暗反应阶段。在这一阶段，在这一阶段，CO2被利用，经过一系列的反应生成糖类被利用，经过一系列的反应生成糖类。思考：思考：CO2是如何转变为糖类的？是如何转变为糖类的？资料6：20世纪世纪40年代年代，美国科学家，美国科学家卡尔文卡尔文等等用放射性同用放射性同位素位素14C标记标记14CO2，供小球藻进行光合作用，然后追踪，供小球藻进行光合作用，然后追踪反射性反射性14C的去向，最终的去向，最终探明了探明了CO2中的中的C转化为转化为有机物有机物中的中的C的途径，这一途径称为的途径，这一途径称为卡尔文循环卡尔文循环。实验方法：同位素标记法课本P1042.暗反应阶段光合作用光合作用第二阶段第二阶段的化学反应，的化学反应，有没有有没有光光都能进行，这个阶段叫作暗反应阶段。都能进行，这个阶段叫作暗反应阶段。(1)条件：条件：(2)场所：场所：(3)物质变化：物质变化：(4)能量转化：能量转化：多种酶、NADPH、ATP叶绿体基质CO2的固定：CO2C52C3酶CO2C5固定2C3NADP+酶酶NADPH能量能量ADP+Pi酶酶ATP能量能量还原(CH2O)淀粉、蔗糖淀粉、蔗糖供氢供氢多种酶多种酶 参与催化参与催化C3的还原：（伴随ATP和NADPH的水解）2C3(CH2O)C5酶NADPH、ATPATP和NADPH中活跃的化学能糖类等有机物中稳定的化学能卡尔文循环C5：五碳化合物C3：三碳化合物课本P104ATPNADPH光能光能叶绿体叶绿体中的色素中的色素O2H2O水的光解水的光解H+ADP+PiNADP+CO22C3C5(CH2O)多种酶多种酶参加催化参加催化还还原原固固定定酶酶酶酶供氢供氢供能供能供能供能光反应阶段（叶绿体类囊体薄膜）光能ATP和NADPH中活跃化学能暗反应阶段（叶绿体基质）糖类等有机物中稳定化学能联系：光反应阶段为暗反应阶段提供光反应阶段为暗反应阶段提供，暗反应阶段为光反应阶段提供暗反应阶段为光反应阶段提供原料。原料。ATP和NADPHADP、Pi和NADP+3.光合作用的过程图解记住记住练习与应用练习与应用课本课本P1061.依依据据光光合合作作用用的的基基本本原原理理，判判断断下下列列相相关关表表述述是是否否正确。正确。(1)光合作用释放的氧气中的氧元素来自水。（光合作用释放的氧气中的氧元素来自水。（）(2)光光反反应应只只能能在在光光照照条条件件下下进进行行，暗暗反反应应只只能能在在黑黑暗暗条件下进行。（条件下进行。（）(3)影响光反应的因素不会影响暗反应。（影响光反应的因素不会影响暗反应。（）练习与应用练习与应用3.根据光合作用的基本过程填充下图。根据光合作用的基本过程填充下图。叶绿体叶绿体中的中的光合光合色素和酶色素和酶O2ATPNADPHADP+PiNADP+C52C3（叶绿体类囊体薄膜）（叶绿体基质）课本课本P1065.光合作用过程中光合作用过程中,不在类囊体薄膜上进行的是不在类囊体薄膜上进行的是()A.ADP变成变成ATP B.氧气的生成氧气的生成C.CO2的固定和的固定和C3还原还原 D.NADPH的产生的产生金版学案金版学案P179C叶绿体基质叶绿体基质 光反应阶段暗反应阶段条件场所物质变化能量变化光、色素、酶不需光、酶、NADPH、ATP叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质中水的光解；ATP、NADPH的生成CO2的固定；C3的还原ATP、NADPH活跃化学能有机物中稳定化学能光反应为暗反应提供和；暗反应为光反应提供和等原料联系3光反应与暗反应的比较光能ATP、NADPH中的化学能ATPNADPHADP、PiNADP+2.关于自然界中的光合作用，下列叙述错误的是关于自然界中的光合作用，下列叙述错误的是()A.光反应需光，不需要酶，暗反应不需要光，需多种酶光反应需光，不需要酶，暗反应不需要光，需多种酶B.光反应在叶绿体的类囊体薄膜上进行，暗反应在叶绿光反应在叶绿体的类囊体薄膜上进行，暗反应在叶绿体的基质中进行体的基质中进行C.光反应将水分解为光反应将水分解为H+和氧，和氧，H+与与NADP+结合生成的结合生成的NADPH将参与暗反应将参与暗反应D.光反应吸收光能形成光反应吸收光能形成ATP，暗反应将，暗反应将ATP中的化学能中的化学能储存在有机物中储存在有机物中课后演练课后演练A金版学案金版学案P178典例研析典例研析【例【例3】下图表示光合作用的过程】下图表示光合作用的过程，其中其中、表示光合表示光合作用的两个阶段作用的两个阶段，a、b表示相关物质。下列叙述正确的表示相关物质。下列叙述正确的是是()A.物质物质a表示表示NADPHB.物质物质b表示表示C3C.阶段阶段表示暗反应表示暗反应D.阶段阶段表示光反应表示光反应A光反应暗反应NADPHATP5.光合作用中元素的去向分析CO2+H2O叶绿体光能(CH2O)+O2H的转移：C的转移：O的转移：H2ONADPH光反应(CH2O)暗反应CO22C3CO2的固定(CH2O)C3的还原H2OCO2O2光反应(CH2O)暗反应（暗反应）（暗反应）（光反应）（光反应）（暗反应）（暗反应）（光反应）（光反应）2.如果用含有如果用含有14C的的CO2来追踪光合作用中碳原子的转来追踪光合作用中碳原子的转移途径，则是移途径，则是（）A.CO2叶绿体叶绿体ADPB.CO2叶绿体叶绿体ATPC.CO2乙醇乙醇糖类糖类D.CO2三碳化合物三碳化合物糖类糖类练习与应用练习与应用D课本课本P1066.光合作用过程中物质含量的变化规律讨论：当条件改变时，当条件改变时，短时间内短时间内C3、C5、NADPH、ATP以及以及(CH2O)合成量会有何变化？合成量会有何变化？金版学案金版学案P175分析方法：需从物质的合成和消耗两个方面综合分析。条件变化C3C5NADPH和ATP(CH2O)光照变强，CO2供应不变光照变弱，CO2供应不变增多减少增多增多减少增多减少减少表示光反应，表示光反应，表示表示CO2的固定，的固定，表示表示C3的还原的还原条件变化C3C5NADPH和ATP(CH2O)光照不变，CO2供应增多光照不变，CO2供应减少增多减少减少增多减少增多增多减少6.光合作用过程中物质含量的变化规律讨论：当条件改变时，当条件改变时，短时间内短时间内C3、C5、NADPH、ATP以及以及(CH2O)合成量会有何变化？合成量会有何变化？分析方法：需从物质的合成和消耗两个方面综合分析。表示光反应，表示光反应，表示表示CO2的固定，的固定，表示表示C3的还原的还原金版学案金版学案P175条件变化C3C5NADPH和ATP(CH2O)光照变强，CO2供应不变光照变弱，CO2供应不变光照不变，CO2供应增多光照不变，CO2供应减少6.光合作用过程中物质含量的变化规律规律总结：C3和C5的变化；C5和NADPH、ATP的变化；(CH2O)变化：对光合作用有利，(CH2O)合成，反之则。相反一致增多减少增多减少增多增多减少增多减少减少增多减少减少增多减少增多增多减少【例例4】正常生长的绿藻光照培养一段时间后，用正常生长的绿藻光照培养一段时间后，用黑布黑布迅速将培养瓶罩住，此后绿藻细胞的叶绿体内迅速将培养瓶罩住，此后绿藻细胞的叶绿体内不能发生不能发生的现象是的现象是()A.O2的产生停止的产生停止B.ATP含量上升含量上升C.C5的生成减慢的生成减慢D.C3的还原减慢的还原减慢典例研析典例研析金版学案金版学案P175B下降【例【例3】(2022广东普宁广东普宁)如图为叶绿体结构与功能示意图如图为叶绿体结构与功能示意图,下列说法正下列说法正确的是确的是()A.结构结构A中的能量变化是光能转变为中的能量变化是光能转变为NADPH和和ATP中活跃的化学能中活跃的化学能B.供给供给14CO2,放射性出现的顺序为放射性出现的顺序为CO2C5甲甲C3C.结构结构A释放的释放的O2可进入线粒体中可进入线粒体中,参与有氧呼吸第二阶段的反应参与有氧呼吸第二阶段的反应D.如果突然停止如果突然停止CO2的供应的供应,短时间内短时间内C3的含量将会增加的含量将会增加金版学案金版学案P175ACO2C3甲甲三三下降下降3.下图表示植物光合作用的一个阶段下图表示植物光合作用的一个阶段,下列叙述正确的是下列叙述正确的是()A.该反应的场所是类囊体的薄膜该反应的场所是类囊体的薄膜B.C3生成生成(CH2O)需要需要NADPH、ATP和多种酶和多种酶C.提高温度一定能促进提高温度一定能促进(CH2O)的生成的生成D.无光条件有利于暗反应进行无光条件有利于暗反应进行课后演练课后演练B金版学案金版学案P178叶绿体基质叶绿体基质如果在最适温度下提高则是降低糖类的合成如果在最适温度下提高则是降低糖类的合成无光条件下无光条件下,光反应不能进行光反应不能进行,不能为暗不能为暗反应提供反应提供NADPH和和ATP,不利于暗反不利于暗反应的进行应的进行暗反应阶段暗反应阶段；。单位时间内光合作用四、光合作用原理的应用1.光合作用强度是指植物在 内通过光合作用制造 。单位时间糖类的数量也叫做光合速率用一定时间内 或 的数量来定量表示。(1)概念：概念：(2)表示方法：表示方法：CO2固定量有机物(糖类)生成量O2产生量原料消耗产物生成课本课本P105项目常用表示方法O2产生速率CO2固定速率 有机物产生速率O2释放速率CO2吸收速率 有机物积累速率黑暗中O2吸收速率黑暗中CO2释放速率有机物消耗速率(制造、生成)金版学金版学案案P176植株植株观察或检测到的指标为净光合速率观察或检测到的指标为净光合速率总(真正)光合速率净(表观)光合速率呼吸速率叶肉细胞叶肉细胞辨析总光合速率、净光合速率与呼吸速率的