光合作用与能量转化第1、2课时课件-高一上学期生物人教版必修1.pptx

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1、5.4 光合作用与能量转化光合作用需要色素去捕获光能。白化苗由于不能形成叶绿素，无法进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。5.4.1 光合作用与能量转化第一课时 捕获光能的色素和结构 实验原理实验原理 提取提取:分离分离:实验目的实验目的 提取和分离绿叶中的色素，探究绿叶中色素的种类。绿叶中的色素都能溶解在有机溶剂无水乙醇中。纸层析法探究探究实践实践 绿叶中色素的提取和分离不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。实验材料用具实验材料用具 新鲜的绿叶(深绿)（如菠菜的绿叶）、无水乙醇、层析液、SiO2、CaCO3 实验步骤实验步骤 材料材料:5g:5g

2、新鲜新鲜叶片叶片试剂试剂SiOSiO2 2CaCOCaCO3 3无水乙醇无水乙醇使研磨充分使研磨充分防止色素破坏防止色素破坏溶解色素溶解色素研磨要充分且迅速探究探究实践实践 绿叶中色素的提取和分离提取绿叶中的色素：制备滤纸条画滤液细线分离绿叶中的色素称-剪-研-滤新鲜、浓绿的叶片中含有较多的叶绿素。试管口要塞严研磨研磨:防止无水乙醇挥发过滤：过滤：用单层用单层尼龙布尼龙布滤纸、纱布会吸收色素防止溶剂挥发和色素分子被氧化观察与记录 实验步骤实验步骤 探究探究实践实践 绿叶中色素的提取和分离提取绿叶中的色素制备滤纸条画滤液细线：分离绿叶中的色素要求：细、直、齐 重复23次为了积累更多的色素，使分离

3、后的色素带更明显防止色素带重叠而影响分离效果观察与记录叶绿素类胡萝卜素（含量约（含量约3/43/4）（含量约（含量约1/41/4）叶绿素叶绿素a a（蓝绿色）（蓝绿色）叶绿素叶绿素b b（黄绿色）（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶黄素（黄色）绿绿叶叶中中的的色色素素吸收、传递和转化光能一、捕获光能的色素一、捕获光能的色素1.分类：2.功能：不同的色素对光的吸收有什么差别？不同的色素对光的吸收有什么差别？想一想：想一想：为什么为什么秋天秋天植物叶片植物叶片会会变黄变黄？秋季，叶片的叶绿素分子在低温下被破坏，而类胡萝卜素较稳定，所以显出类胡萝卜素的颜色。（一）捕获光能的

4、色素叶绿素 类胡萝卜素叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素蓝绿色黄绿色橙黄色黄 色占3/4主要吸收蓝紫光和红光主要吸收蓝紫光占1/43.色素的吸收光谱二、叶绿体的结构适于进行光合作用二、叶绿体的结构适于进行光合作用1、叶绿体的形态(光镜下)一般呈扁平的椭球形或球形。一般呈扁平的椭球形或球形。2、叶绿体的结构(电镜下)黑暗处理极细光束照射暴露在光下发现：（恩格尔曼的实验）二、叶绿体的结构适于进行光合作用二、叶绿体的结构适于进行光合作用水绵和需氧细菌的装片隔绝空气细菌细菌集中集中在极细在极细光束照射部位光束照射部位细菌均匀分布细菌均匀分布自变量：自变量：因变量：因变量：光照、黑暗光照、黑暗需氧细菌的需氧

5、细菌的聚集部位聚集部位 结论：氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。1 1、为什么选用水绵和好氧细菌作为实验材料？、为什么选用水绵和好氧细菌作为实验材料？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O2多的部位。2 2、为什么选用黑暗并且没有空气的环境？、为什么选用黑暗并且没有空气的环境？排除光和氧气的干扰。恩恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？二、叶绿体的结构适于进行光合作用二、叶绿体的结构适于进行光合作用3 3、极细光束：、极细光束：叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验。因为水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红

6、光和蓝紫光，在此波长光照射下，叶绿体会释放更多氧气，适于需氧细菌在此区域分布。第二个实验中，大量需氧细菌聚集在第二个实验中，大量需氧细菌聚集在红光红光和和蓝紫光蓝紫光区域，为什么？区域，为什么？二、叶绿体的结构适于进行光合作用二、叶绿体的结构适于进行光合作用 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菌聚集在红光和蓝紫光区域。3、功能（恩格尔曼的实验）叶绿体是进行光合作用的场所，并且能够吸收特定波长的光。光合作用的场所只能是叶绿体吗？光合作用的场所只能是叶绿体吗？蓝细菌、光合细菌等没有叶绿体也能进行光合作用。蓝细菌、光合细菌等没有叶绿体也能进行光合作用。二、叶绿体的结构适于进行光合作

7、用二、叶绿体的结构适于进行光合作用综合上述资料，你认为叶绿体具有什么功能？综合上述资料，你认为叶绿体具有什么功能？3、功能（恩格尔曼的实验）5.4.2 光合作用与能量转化第二课时 光合作用的原理和应用光合作用：光合作用：绿色植物通过绿色植物通过 ，利用光能，把，利用光能，把 转化成储存着能量的转化成储存着能量的 ，并释放出，并释放出 的过程。的过程。叶绿体叶绿体CO2和和H2OO2有机物（糖类）有机物（糖类）CO2 +H2O光能叶绿体（CH2O）+O2糖类糖类 甲甲 醛醛CO2+H2OC（CH2O）C O HHO2 结合结合缩缩合合19世纪末，科学界普遍认为世纪末，科学界普遍认为:1928年，

8、科学家发现甲醛对植物有毒害作用，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。而且甲醛不能通过光合作用转化成糖。光合作用原理的早期认识光合作用原理的早期认识资资料料1资资料料2光合作用光合作用释放的释放的O2全部来自全部来自H2O资料资料319411941年科学家年科学家鲁宾鲁宾和和卡门卡门的实验的实验2.O2释放后，释放后，H2O中中剩下剩下的的H可能可能会会变成变成什么什么物质物质？1.1.该实验的结论是？该实验的结论是？H H2 2、H H+活动活动3 3：探究光能的转化：探究光能的转化组别组别 处理方法处理方法 实验现象实验现象 1 1光照光照+叶绿体悬浮液叶绿

9、体悬浮液+ADP+Pi+ADP+Pi（无（无COCO2 2）有有ATPATP生成生成2 2黑暗黑暗+叶绿体悬浮液叶绿体悬浮液+ADP+Pi+ADP+Pi（无（无COCO2 2）无无ATPATP生成生成科学家阿尔农的实验2.从实验结果能得出什么结论从实验结果能得出什么结论？资资料料4光能还转化为光能还转化为ATP中活跃的化学能中活跃的化学能ADP+Pi+ADP+Pi+ATPATP光能光能酶酶1.该实验的自变量和因变量分别是？该实验的自变量和因变量分别是？是否光照；有无是否光照；有无ATP生成生成活动活动4：探究：探究CO2中中C的转移路径的转移路径接着接着又转移到什么物质中？又转移到什么物质中？

10、科学家卡尔文等用科学家卡尔文等用1414C C标记的标记的1414COCO2 2供小球藻进行光合作用，追踪供小球藻进行光合作用，追踪放射性放射性1414C C的去向。向反应体系中通入一定量的去向。向反应体系中通入一定量1414COCO2 2，发现：发现：光照光照0.50.5秒秒后后，检测到检测到90%90%的放射性稳定地出现在一种三碳化合物的放射性稳定地出现在一种三碳化合物（C C3 3）；）；光照光照5 5秒秒左右后，检测到左右后，检测到有有放射性放射性的的五碳化合物（五碳化合物（C C5 5）和糖）和糖类类（C C6 6）；光照光照3030秒秒后后，检测到多种含检测到多种含1414C C的

11、有机物的有机物。资资料料5COCO2 2中中的的C首先转移到什么物质中？首先转移到什么物质中？CO2 C3（CH2O）C5 资资料料6卡尔文的后续实验结果：卡尔文的后续实验结果：结果结果1 1：提供光照和：提供光照和COCO2 2，C C3 3和和C C5 5的浓度很快达到饱和并维持的浓度很快达到饱和并维持稳定稳定，但含有放射性的糖类却不断增加。但含有放射性的糖类却不断增加。1.C C5 5含量维持稳定的原因是含量维持稳定的原因是？活动活动4：探究：探究CO2中中C的转移路径的转移路径C C5 5会被消耗，且会被消耗，且消耗速率消耗速率与生成速率与生成速率相同相同CO2 C3（CH2O）C5

12、资资料料6卡尔文的后续实验结果：卡尔文的后续实验结果：结果结果1 1：提供光照和：提供光照和COCO2 2，C C3 3和和C C5 5的浓度很快达到饱和并维持的浓度很快达到饱和并维持稳定稳定，但含有放射性的糖类却不断增加。但含有放射性的糖类却不断增加。结果结果2 2：当停止当停止COCO2 2供应时，供应时，C C3 3含量急剧下降，含量急剧下降，C C5 5含量急剧升高。含量急剧升高。活动活动4：探究：探究CO2中中C的转移路径的转移路径2.请讨论请讨论C5含量升高的原因。含量升高的原因。C5不被不被消耗，且少量消耗，且少量C3还会还会生成生成C5CO2 C3（CH2O）C5 资资料料6卡

13、尔文的后续实验结果：卡尔文的后续实验结果：结果结果1 1：提供光照和：提供光照和COCO2 2，C C3 3和和C C5 5的浓度很快达到饱和并维持的浓度很快达到饱和并维持稳定稳定，但含有放射性的糖类却不断增加。但含有放射性的糖类却不断增加。结果结果2 2：当停止当停止COCO2 2供应时，供应时，C C3 3含量急剧下降，含量急剧下降，C C5 5含量急剧升高。含量急剧升高。结果结果3 3：当恢复当恢复COCO2 2供应时，供应时，C C3 3含量急剧升高，含量急剧升高，C C5 5含量急剧下降。含量急剧下降。活动活动4：探究：探究CO2中中C的转移路径的转移路径3.请请推测推测C5是如何被

14、消耗的？是如何被消耗的？C5 +CO2 C3（CH2O）C5 光合作用的过程图解光合作用的过程图解2C3C5多种酶CO2还原固定（CH2O）叶绿体基质叶绿体基质供H光能光能暗反应暗反应NADPNADP+ADP+PiADP+PiATPATPNADPHNADPHO O2 2H H2 2O OH H+、e e-类类囊囊体体膜膜光反应光反应活跃的化学能活跃的化学能稳定的化学能稳定的化学能光反应与暗反应的比较反应阶段反应部位反应条件物质变化能量变化产 物联 系光合作用实质光反应暗反应类囊体薄膜上叶绿体基质必须有光、光合色素、酶有光或无光均可，多种酶光能ATP和NADPH中活跃的化学能 ATP和NADPH中活跃的化学能稳定的化学能NADPH、ATP、O2ADP、Pi、（CH2O）、C5、NADP+光反应为暗反应提供ATP和H，暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+把无机物转变成有机物，把光能转变成化学能贮存起来