人教版生物必修一能量之源——光与光合作用课件.ppt

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1、英国每日邮报一则英国每日邮报一则报道称，一位报道称，一位80多岁的多岁的老先生，在老先生，在1960年用玻年用玻璃瓶建设了一个璃瓶建设了一个“瓶中瓶中花园花园”只在瓶中加点水只在瓶中加点水分，然后将玻璃瓶密闭分，然后将玻璃瓶密闭起来，玻璃瓶中便形成起来，玻璃瓶中便形成了一套自己的生态系统，了一套自己的生态系统，只要提供阳光，植物就只要提供阳光，植物就能通过光合作用自给自能通过光合作用自给自足。老先生称，这株植足。老先生称，这株植物最后活了物最后活了40多年，并多年，并开枝散叶地越长越大。开枝散叶地越长越大。问题探讨问题探讨1 1、为什么植物的叶片大多是绿色的，但有时为什么植物的叶片大多是绿色的

2、，但有时叶片也会发黄叶片也会发黄？一、捕获光能的色素2 2、有些蔬菜大棚内悬挂发红色或蓝色光的灯有些蔬菜大棚内悬挂发红色或蓝色光的灯管，并且在白天也开灯管，并且在白天也开灯？3 3.能否用绿光灯管来补充光源？为什么？能否用绿光灯管来补充光源？为什么？（一一）、实验原理、实验原理1.绿叶绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以用无水乙醇所以用无水乙醇可提取叶绿体中色素。可提取叶绿体中色素。2.色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的色色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得快，溶素分子随层析液在滤纸条上的扩散得快，溶解度低的色素分

3、子随层析液在滤纸条上的扩解度低的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得慢，因而可用散得慢，因而可用层析液将不同的色素分离层析液将不同的色素分离。【实【实 验】验】绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离（二）、目（二）、目的要求：的要求：绿叶中色素的提取和分离及绿叶中色素的提取和分离及观观察察色素的种类色素的种类（三）、（三）、材料用具：材料用具：新鲜的绿叶、定性滤纸等、无新鲜的绿叶、定性滤纸等、无水乙醇等水乙醇等（四）、（四）、方法步骤方法步骤：1.提取绿叶中的色素提取绿叶中的色素 2.制备滤纸条制备滤纸条 3.画滤液细线画滤液细线 4.分离绿叶中的色素分离绿叶中的色素 5.观察和记录观察和

4、记录【实【实 验】验】绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离1.提取绿叶中的色提取绿叶中的色素素：称取5g左右的鲜叶，剪碎，放入研钵中。加少许的石英砂（充分研磨）和碳酸钙(中和细胞中的酸，防止色素被破坏)与10ml无水乙醇。在研钵中快速研磨。将研磨液进行过滤。方法步骤：2.2.制备滤纸条：制备滤纸条：将干燥的定性滤纸剪成滤纸条，将干燥的定性滤纸剪成滤纸条，将滤纸条的一端剪去一个角，并在距这端将滤纸条的一端剪去一个角，并在距这端1cm1cm处处用铅笔画一条细的横线。用铅笔画一条细的横线。3.3.画滤液细线：画滤液细线：用毛细吸管吸取少量滤液，沿用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条

5、细线。等滤液干后再画铅笔线均匀地画出一条细线。等滤液干后再画一两次。一两次。4.4.分离绿叶中的色素：将适量的层析液倒入烧分离绿叶中的色素：将适量的层析液倒入烧杯中，将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）轻杯中，将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口。轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口。注注意：不能让滤液细线接触层析液意：不能让滤液细线接触层析液制备滤纸条制备滤纸条画滤液细线画滤液细线分离色素分离色素5、实验结果：、实验结果：讨论讨论：1.1.滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽窄如何？这说明了什么？窄如何？这说明

6、了什么？叶绿素叶绿素叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素类胡萝卜素类胡萝卜素（含量约（含量约（含量约（含量约3/43/43/43/4）（含量约（含量约（含量约（含量约1/41/41/41/4）叶绿素叶绿素叶绿素叶绿素a a a a（蓝绿色）（蓝绿色）（蓝绿色）（蓝绿色）叶绿素叶绿素叶绿素叶绿素b b b b（黄绿色）（黄绿色）（黄绿色）（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）胡萝卜素（橙黄色）胡萝卜素（橙黄色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶黄素（黄色）叶黄素（黄色）叶黄素（黄色）绿绿绿绿叶叶叶叶中中中中的的的的色色色色素素素素记忆：由上至下：WhoWho？黄黄 a b a b叶绿素溶液叶绿素溶液吸收可见光

7、，用于光合作用吸收可见光，用于光合作用二、色素的功能色素的吸收光谱图色素的吸收光谱图 400 500 600 700nm 400 500 600 700nm 1001005050吸收光能百分比叶绿素类胡萝卜素叶叶绿绿素素：主主要要吸吸收收蓝蓝紫紫光光和和红红光光类类胡胡萝萝卜卜素素：主主要要吸吸收收蓝蓝紫紫光光注注：因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片才呈现：因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片才呈现绿色绿色。问题：这些捕获光能的色素问题：这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位？存在于细胞中的什么部位？三、叶绿体的结构叶叶绿绿体体结结构构模模式式图图外膜外膜内膜内

8、膜基粒基粒基基质质吸收光能的吸收光能的四种色素四种色素均均分布在类囊分布在类囊体的薄膜上。体的薄膜上。类囊体类囊体堆叠堆叠成基粒成基粒，极极大地扩大了大地扩大了受光面积。受光面积。资料分析：叶绿体的功能资料分析：叶绿体的功能1装片中好氧细菌向叶绿体装片中好氧细菌向叶绿体被被光束照射到光束照射到的部位集中。的部位集中。装片中好氧细菌分布在装片中好氧细菌分布在叶绿体叶绿体所有受光部位的周围所有受光部位的周围。氧是由叶绿体释放出来的，氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体叶绿体是光合作用的场所。是光合作用的场所。2结论：结论：叶绿体的被叶绿体的被光束照射到的光束照射到的部位部位是光合作用的场所是光合作用的场

9、所结论：结论：现象：现象：没有没有空气空气黑暗黑暗 极极 细细 光光 束束 完完 全全 光光 照照结论结论:n叶绿体叶绿体是进行光合作用的场所，它内部是进行光合作用的场所，它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的光能的色素分子色素分子（只分布在基粒上）（只分布在基粒上），还有许多进行光合作用所必需的还有许多进行光合作用所必需的酶酶（主（主要分布在叶绿体基质和基粒上）要分布在叶绿体基质和基粒上）。巩固练习巩固练习色素种类颜色扩散速度吸收光的颜色叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素蓝绿色蓝绿色黄绿色黄绿色橙黄色橙黄色黄色黄色较慢较慢较快较快最慢最慢最快最快蓝紫光和

10、蓝紫光和红光红光蓝紫光蓝紫光2.2.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，光能的吸收发生在叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，光能的吸收发生在叶绿体的（叶绿体的（）A.A.内膜上内膜上 B.B.基质中基质中 C.C.类囊体的薄膜上类囊体的薄膜上 D.D.各部位上各部位上C巩固练习巩固练习3.3.用纸层析法能够将叶绿体的四种色素分开的原因是（用纸层析法能够将叶绿体的四种色素分开的原因是（）A.A.四种色素随层析液在滤纸上扩散速度不同四种色素随层析液在滤纸上扩散速度不同B.B.四种色素随滤液在滤纸上扩散速度不同四种色素随滤液在滤纸上扩散速度不同C.C.四种色素随滤液在滤纸条上渗透速度不同四种色素随滤液在

11、滤纸条上渗透速度不同D.D.四种色素随层析液在滤纸条上渗透速度不同四种色素随层析液在滤纸条上渗透速度不同A4.4.在叶绿体提取和分离试验中，特别要注意不能让层析液在叶绿体提取和分离试验中，特别要注意不能让层析液没及滤液细线，原因是（没及滤液细线，原因是（）A.A.滤纸条上的集中色素不能扩散滤纸条上的集中色素不能扩散B.B.色素沿滤纸条的扩散速度太慢，色素分离不明显色素沿滤纸条的扩散速度太慢，色素分离不明显C.C.层析液妨碍色素的溶解层析液妨碍色素的溶解D.D.色素被层析液溶解不能向上扩散色素被层析液溶解不能向上扩散D巩固练习巩固练习5.5.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叶绿

12、体是植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述正确的是（叙述正确的是（）A.A.叶绿体的色素都分布在囊状结构的膜上叶绿体的色素都分布在囊状结构的膜上B.B.叶绿体的色素分别在外膜和内膜上叶绿体的色素分别在外膜和内膜上C.C.光合作用的酶只分布在叶绿体基质中光合作用的酶只分布在叶绿体基质中D.D.光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上A6.6.把绿叶的色素溶液放在自然光源和三棱镜之间，从镜的把绿叶的色素溶液放在自然光源和三棱镜之间，从镜的另一侧观察连续光谱中变暗的主要区域是（另一侧观察连续光谱中变暗的主要区域是（）A.A.红光和蓝紫光区红光和蓝紫光区 B

13、.B.黄光和蓝紫光区黄光和蓝紫光区 C.C.绿光和红光区绿光和红光区 D.D.黄光和绿光区黄光和绿光区A7.7.为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是（件是（）A.A.光照，有空气，临时装片中无碳酸氢钠稀溶液光照，有空气，临时装片中无碳酸氢钠稀溶液B.B.光照，无空气，临时装片中有碳酸氢钠稀溶液光照，无空气，临时装片中有碳酸氢钠稀溶液C.C.黑暗，有空气，临时装片中无碳酸氢钠稀溶液黑暗，有空气，临时装片中无碳酸氢钠稀溶液D.D.黑暗，

14、无空气，临时装片中有碳酸氢钠稀溶液黑暗，无空气，临时装片中有碳酸氢钠稀溶液B8.8.下列关于叶绿体中色素的提取和分离实验原理的叙述，下列关于叶绿体中色素的提取和分离实验原理的叙述，正确的是（正确的是（）A.A.加入少许二氧化硅可防止在研磨时叶绿体中的色素受到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破坏B.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.C.滤纸条上的最上面色素带呈黄绿色滤纸条上的最上面色素带呈黄绿色D.D.溶解度越高的色素随层析液在滤纸上扩散越快溶解度越高的色素随层析液在滤纸上扩散越快DPart 2四四、光合作用的、光合作用的原理和应用原

15、理和应用指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。（一）、（一）、概念概念实质实质：合成有机物，储存能量P101结论：水分是结论：水分是植物建造自身植物建造自身的原料。的原料。1717世纪世纪海尔蒙特海尔蒙特栽培的柳树实验栽培的柳树实验（二）、探索历程结论：植物可以更新空气有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结果，所有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结果，所以有人认为植物也能使空气变污浊？以有人认为植物也能使空气变污浊？17791779年，荷兰的英格豪斯年，荷兰的英格豪斯 普利斯特利的实验只有在普利斯特利的实验只有在阳阳光照射光照射下才

16、能成功；植物体只下才能成功；植物体只有绿叶才能有绿叶才能更新空气更新空气。到到1785年，发现了空气的组年，发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出成，人们才明确绿叶在光下放出的是的是O2，吸收的是吸收的是CO2。光光能能化化学学能能储存在什储存在什么物质中么物质中？德国德国梅耶梅耶18641864年，德国萨克斯实验年，德国萨克斯实验黑暗处理黑暗处理一昼夜一昼夜让一张叶片一半让一张叶片一半曝光一半遮光曝光一半遮光绿叶在绿叶在光光下制造下制造淀粉淀粉。用碘蒸气处理这片叶，用碘蒸气处理这片叶，发现曝光的一半呈深发现曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半则蓝色，遮光的一半则没有颜色变化。没有颜色变化。光合

17、作用释放的光合作用释放的O2来自来自CO2还是还是H2O？第第一一组组光合作用产生的光合作用产生的O2来自于来自于H2O。H2180C02H20C18O2第第二二组组18020219411941年美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）年美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）光合作用产生的有机物又是怎样合成的？光合作用产生的有机物又是怎样合成的？美国卡尔文美国卡尔文(1911-1997)(1911-1997)用用1414C C标记标记1414COCO2 2，供小球藻，供小球藻进行光合作用，探明了进行光合作用，探明了COCO2 2中的中的C C的去向，称为卡的去向，称为卡尔文循环。尔文循环。光合作用化学反

18、应式：光合作用化学反应式：光合作用过程光合作用过程光能光能光能光能叶绿体叶绿体叶绿体叶绿体CO2 2 +H2 2*O （CH2 2O)+*O2 2（1）光合作用分为哪几个阶段？分类依据是什么？）光合作用分为哪几个阶段？分类依据是什么？（2）每个阶段反应的条件）每个阶段反应的条件 、场所场所 、物质变化物质变化 、能量变化如何？能量变化如何？6CO2+12H2O C6H12O6+6H2O+6O2光能叶绿体色素分子色素分子光能光能C52C3ADP+PiATP2H2OO24H多种酶多种酶酶酶(CH2O)CO2吸收吸收光解光解能能固定固定还还原原酶酶光反应光反应暗反应暗反应（三）、光合作用总过程：（三

19、）、光合作用总过程：光反应光反应H2O 2 H+1/2O2+Pi+光能光能ATP酶酶ADP水的光解：光合磷酸化：暗反应暗反应C C3 3 化合物的还原化合物的还原：2C2C3 3+H (CH+H (CH2 2O)+CO)+C5 5酶酶ATPATPCOCO2 2的固定的固定：CO2+C5 2C3酶酶总结：总结：光反应阶段与暗反应阶段的比较光反应阶段与暗反应阶段的比较项目项目光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段区区别别场所场所条件条件物质物质变化变化能量能量转化转化类囊体的薄膜上类囊体的薄膜上叶绿体的基质中叶绿体的基质中需需光、色素和酶光、色素和酶不需不需光、色素光、色素;需需多种酶多种酶光能

20、光能转变为转变为ATP中中活泼活泼的化学能的化学能ATP中中活泼的化学能活泼的化学能转化为糖转化为糖类等有机物中类等有机物中稳定的化学能稳定的化学能水的光解：水的光解：2H2O 光光 4H+O2光光ADP+Pi ATP酶酶CO2的固定：的固定：CO2+C5 2C3C3的还原：的还原：2C3 （CH2O）H，ATP酶ATP ADP+Pi酶酶联联 系系1、光反应是暗反应的基础，光反应为暗反应的进行提供、光反应是暗反应的基础，光反应为暗反应的进行提供H和和ATP2、暗反应是光反应的继续，暗反应为光反应的进行提供、暗反应是光反应的继续，暗反应为光反应的进行提供合成合成ATP的原料的原料ADP和和Pi3

21、、两者、两者相互独立又同时进行，相互制约又密切联系相互独立又同时进行，相互制约又密切联系原料和产物的对应关系：原料和产物的对应关系：（CH2O）CHOCO2CO2H2OO2H2O能量的转移途径：能量的转移途径：碳的转移途径：碳的转移途径：光能光能ATPATP中中活跃活跃的化学能的化学能(CH2O)中中稳定稳定的化学能的化学能CO2C3（CH2O）来自于影响影响光合作用强度光合作用强度的因素的因素：光照的长短与强弱；光的成分；光照的长短与强弱；光的成分；CO CO2 2的浓度；温度的浓度；温度的高低、必需矿物质元素（的高低、必需矿物质元素（N N、P P、MgMg）、水分等。）、水分等。1、适当

22、、适当提高提高CO2的浓度（温室大棚）；的浓度（温室大棚）；2、增加增加光照时间和光照强度；光照时间和光照强度；3、白天适当、白天适当增加增加温度，夜间适当温度，夜间适当降低降低温度；温度；4、农作物、农作物间距间距合理，选择适当的合理，选择适当的光源光源等；等；5、合理、合理施肥施肥，提供必要的矿物质元素；，提供必要的矿物质元素；6、合理、合理灌溉灌溉，提供适当水分。，提供适当水分。应用应用：（四）、环境因素对光合作用强度的影响（四）、环境因素对光合作用强度的影响自养生物：自养生物：能够直接把从外界环境摄取的无机物转能够直接把从外界环境摄取的无机物转变成为自身的组成物质，并储存了能量的一类生

23、物。变成为自身的组成物质，并储存了能量的一类生物。异养生物：异养生物：不能直接利用无机物制造有机物，只能不能直接利用无机物制造有机物，只能把从外界摄取的现成的有机物转变成自身的组成物把从外界摄取的现成的有机物转变成自身的组成物质，并储存了能量的一类生物。质，并储存了能量的一类生物。五五、化能合成作用化能合成作用能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用放的能量来制造有机物的合成作用 例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌2NH2NH3 3+3O+3O2 2 2HNO 2HN

24、O2 2+2H+2H2 2O+O+能量能量硝化细菌硝化细菌2HNO2HNO2 2+O+O2 2 2HNO 2HNO3 3+能量能量硝化细菌硝化细菌COCO2 2+H+H2 2O O （CHCH2 2O O）+O+O2 2能量能量光合作用光合作用细胞呼吸细胞呼吸发生部位发生部位反应场所反应场所条件条件能量代谢能量代谢物质代谢物质代谢联系联系光、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、色素有光无光都可，适宜的有光无光都可，适宜的温度、氧气、酶温度、氧气、酶光能转化成化学能、贮存光能转化成化学能、贮存在有机物中在有机物中有机物中的化学能释放有机物中的化学能释放出来、部分转

25、移到出来、部分转移到ATP中中将无机物合成有机物将无机物合成有机物将有机物分解为无机将有机物分解为无机物物光合作用的产物作为细胞呼吸的物质基础，细胞呼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为光合作用利用吸产生的二氧化碳和水可为光合作用利用含叶绿体的细胞含叶绿体的细胞所有活细胞所有活细胞叶绿体叶绿体细胞质基质和叶绿体细胞质基质和叶绿体光光 合合 作作 用用 是是 在在 的的 催催 化化 下下 进进 行行 的的，温温 度度 直直 接接 影影 响响 ；B B点表示：点表示：；BCBC段表示：段表示：；酶的活性酶的活性酶酶此温度条件下，光合速率最高此温度条件下，光合速率最高

26、超过最适温度，光合速率随温度升高而下降超过最适温度，光合速率随温度升高而下降图中图中A A点含义：点含义：；B B点含义：点含义：；C C点表示：点表示：；若甲曲线代表阳生植物，则乙曲线代表若甲曲线代表阳生植物，则乙曲线代表 植物。植物。光照强度为光照强度为0 0，只进行呼吸作用，只进行呼吸作用光合作用与呼吸作用强度相等，称为光补偿点光合作用与呼吸作用强度相等，称为光补偿点光合作用强度不再随光照强度增强而增强，称为光饱和点光合作用强度不再随光照强度增强而增强，称为光饱和点阴生阴生图中图中A A点表示：点表示：。COCO2 2浓度达到植物所需的最大值，光浓度达到植物所需的最大值，光合速率不再上升

27、合速率不再上升1.1.叶绿体中的色素所吸收的光能，用于叶绿体中的色素所吸收的光能，用于_ _ 和和_;_;形成的形成的_和和_ _ 提供给暗反应。提供给暗反应。2.2.光合作用的实质是：把光合作用的实质是：把_和和_转变转变为有机物，把为有机物，把_转变成转变成_,_,贮藏在有贮藏在有机物中。机物中。3.3.在光合作用中，葡萄糖是在在光合作用中，葡萄糖是在_中形成中形成的，氧气是在的，氧气是在_中形成的，中形成的，ATPATP是在是在_中形成的，中形成的，CO2CO2是在是在_固定的。固定的。水的光解水的光解形成形成ATPHATPCO2H2O光能光能化学能化学能暗反应暗反应光反应光反应光反应光

28、反应暗反应暗反应4 4、与光合作用光反应有关的是（、与光合作用光反应有关的是（）H H2 2O ATP ADP COO ATP ADP CO2 2A.B.C.D.A.B.C.D.A5 5、将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的、将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的C0C02 2条件条件下。如果将环境中下。如果将环境中C0C02 2含量突然降至极低水平，此时叶含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的肉细胞内的C C3 3化合物、化合物、C C5 5化合物和化合物和ATPATP含量的变化情况依含量的变化情况依次是次是A.A.上升；下降；上升上升；下降；上升 B.B.下降；上升；下降下降；上升；下降 C

29、.C.下降；上升；上升下降；上升；上升 D.D.上升；下降；下降上升；下降；下降C6 6、光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，、光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A.A.叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应 B.B.叶绿体类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应叶绿体类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应 C.C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应叶绿体基质中可进行光反应和暗反应 D.D.叶绿体基质中进行暗反应叶绿体基质中进行暗反应,不进行光反应不进行光反应D7、光合作用过程中，产生、光合作用过程中，产生ADP和消耗和消耗ADP的部位在的部位在叶绿体中依次为叶绿体中依次为 ()外膜外膜 内膜内膜 基质基质 类囊体膜类囊体膜 A A B B C C D DBEND