【课件】光合作用的原理和应用课件高一上学期生物人教版(2019)必修1.pptx
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1、。1.为何选用新鲜的绿叶,否则会导致什么结果?选取新鲜绿叶的原因是新鲜绿叶中含色素多,绿叶久置后会导致色素分解。二氧化硅有助于研磨得充分,碳酸钙可防止研磨中色素被破坏。2.研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么?3.层析时层析液为何不能没过滤液细线?不能让滤液细线触及层析液,否则滤液细线中的色素会被层析液溶解,而不能在滤纸上扩散。也可用小烧杯代替试管,用培养皿盖住小烧杯。一、捕获光能的色素知识回顾:橙黄色橙黄色黄色黄色蓝绿色蓝绿色黄绿色黄绿色胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a a叶绿素叶绿素b b类胡萝类胡萝卜素卜素叶绿素叶绿素含量最少,溶解度含量最少,溶解度最高,最高,扩散速度最扩散
2、速度最快快含量最多含量最多溶解度溶解度最低,最低,扩散扩散速度最慢速度最慢一、捕获光能的色素知识回顾:叶绿素叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b 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:蓝紫光和红光蓝紫光和红光(吸收绿光最少吸收绿光最少)蓝紫蓝紫光一、捕获光能的色素知识回顾:二、叶绿体的结构适于进行光合作用知识回顾:1.捕获光能的色素存在于叶绿体中,下列相关说法,不正确的是()A.色素种类有4种,分别是叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素B.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C.绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同D.叶绿素对绿光吸收最多,所以叶片一般
3、呈现绿色1.答案:D解析:叶绿体中色素有两大类,分别是叶绿素和类胡萝卜素,前者又分为叶绿素a、叶绿素b,后者又分为叶黄素、胡萝卜素,A正确;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,B正确;绿叶的色素中叶绿素含量约占3/4,类胡萝卜素含量约占1/4,C正确;叶绿素对绿光吸收最少,绿光被反射回来,所以叶片一般呈现绿色,D错误。2.如图表示新鲜菠菜叶中4种色素的相对含量及其在滤纸上的分离情况,下列分析错误的是()A.叶绿体中的四种色素均分布在类囊体薄膜上B.四种色素均可吸收蓝紫光C.四种色素在层析液中溶解度最大的是D.发黄的菠菜叶色素含量显著减少的是和2.2.答案:答案:C C解析:依
4、据图中显示的解析:依据图中显示的4 4种色素的相对含量及其与滤液细线的距离,可推知:种色素的相对含量及其与滤液细线的距离,可推知:、分别表示胡萝卜素、分别表示胡萝卜素、叶黄素、叶绿素叶黄素、叶绿素a a、叶绿素、叶绿素b b。叶绿体中的。叶绿体中的4 4种色素均分布在类囊体薄膜上,种色素均分布在类囊体薄膜上,A A项正确;叶绿素项正确;叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b b 主要吸主要吸收红光和蓝紫光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光,收红光和蓝紫光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光,B B项正确;项正确;4 4种色素在层析液中溶解度最大的是种色素在层析液中溶解度最大的是,C C项错项错误;菠菜叶发黄
5、,是因为叶绿素误;菠菜叶发黄,是因为叶绿素a a(呈蓝绿色)和叶绿素(呈蓝绿色)和叶绿素b b(呈黄绿色)含量减少,使胡萝卜素(呈橙黄色)和叶(呈黄绿色)含量减少,使胡萝卜素(呈橙黄色)和叶黄素(呈黄色)的颜色显现出来,因此,发黄的菠菜叶中色素含量显著减少的是黄素(呈黄色)的颜色显现出来,因此,发黄的菠菜叶中色素含量显著减少的是和和,D D项正确项正确。3.下列关于叶绿体内色素提取和分离实验的说法,不正确的是()A.实验中需要加入SiO2进行研磨,以破碎细胞和叶绿体B.在研磨过程中加入CaCO3的目的是防止色素被破坏C.色素分离后在滤纸条上形成的4条色素带,从上至下分别呈橙黄色、黄色、蓝绿色、
6、黄绿色D.色素带的宽度反映了色素在层析液中溶解度的大小3.3.答案:答案:D D解析:色素提取实验中需要加入解析:色素提取实验中需要加入SiOSiO2 2进行研磨,以破碎细胞和叶绿体,使得色素释放出来,进行研磨,以破碎细胞和叶绿体,使得色素释放出来,A A正确;研磨过程中加入正确;研磨过程中加入CaCOCaCO3 3的目的是防止叶绿素被破坏,的目的是防止叶绿素被破坏,B B正确;滤纸条从上到下依次是正确;滤纸条从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a a(蓝绿色)、叶绿素(蓝绿色)、叶绿素b b(黄绿色),(黄绿色),C C正确;正确
7、;色素带的宽度反映了色素的含量,色素带的宽度反映了色素的含量,D D错误。错误。4.下列关于叶绿体的描述,错误的是()A.基粒由类囊体堆叠而成B.叶绿体被膜由双层膜组成C.类囊体膜不属于生物膜系统D.类囊体膜上具有叶绿素和酶4.答案:C解析:解析:许多类囊体像圆盘一样叠在一起,称为基粒。组成基粒的许多类囊体像圆盘一样叠在一起,称为基粒。组成基粒的类囊体膜属于生物膜系统。类囊体膜上色素和酶。叶绿体膜由类囊体膜属于生物膜系统。类囊体膜上色素和酶。叶绿体膜由双双层膜层膜组成。组成。生物膜系统是细胞膜、细胞核膜以及细胞生物膜系统是细胞膜、细胞核膜以及细胞器膜等结构,共同构成的生物膜系统器膜等结构,共同
8、构成的生物膜系统。因。因为类囊体属于细胞器,所以类囊体膜属于为类囊体属于细胞器,所以类囊体膜属于生物膜系统。这些生物膜的组成成分和结生物膜系统。这些生物膜的组成成分和结构很相似,在结构和功能上紧密联系,进构很相似,在结构和功能上紧密联系,进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合。细胞的生物膜系统在细胞的生命活动合。细胞的生物膜系统在细胞的生命活动中起着极其重要的作用。中起着极其重要的作用。光光合合作作用用:绿绿色色植植物物通通过过叶叶绿绿体体,利利用用光光能能,将将二二氧氧化化碳碳和和水水转转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。化成储存着能量的有机
9、物,并且释放出氧气的过程。新课学习:01光合作用的原理探究光合作用原理的部分实验探究光合作用原理的部分实验1 1、1919世纪末,科学家普遍认为,世纪末,科学家普遍认为,在光合作用中,在光合作用中,COCO2 2分子的分子的C C和和O O被分开,被分开,O O2 2被释放,被释放,C C和和H H2 2O O结合成甲结合成甲醛,然后甲醛分子缩合成糖。醛,然后甲醛分子缩合成糖。2 2、19281928年,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。COCO2 2O O2 2C+C+H H2 2O O甲醛
10、甲醛(CH(CH2 2O)O)3 3、19371937年,年,希尔希尔发现,在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐发现,在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(或其他氧化剂(悬浮液中有悬浮液中有H H2 2O O,没有,没有COCO2 2),在),在光照下光照下可以可以释放出氧气。释放出氧气。希尔反应:离体的叶绿体在适当的条件下发生水的光解、产希尔反应:离体的叶绿体在适当的条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应。生氧气的化学反应。结论:水的光解产生氧气。氧气的产生和糖类的合成不是同一个化学结论:水的光解产生氧气。氧气的产生和糖类的合成不是同一个化学反应,而是分阶段进行的。反应,而是分阶段进行的。(
11、该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰,也该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰,也该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰,也该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰,也没有直接观察到没有直接观察到没有直接观察到没有直接观察到氧元素的转移氧元素的转移氧元素的转移氧元素的转移。)4Fe4Fe3+3+2H +2H2 2O 4FeO 4Fe2+2+4H+4H+O+O2 2 光能光能光能光能叶绿体叶绿体叶绿体叶绿体探究光合作用原理的部分实验探究光合作用原理的部分实验1937年,英国科学家希尔。希尔反应:取植物的绿色叶片研磨过滤后,放到两个培养皿中,分别放在阳光下和黑暗中,阳光下的有气泡产生。结论:有光照时,有气
12、体产生;植物的光合作用需要光;植物在光照下产生气体。讨论讨论1.希尔的实验说明水的光解产生氧气,是否说明植物光合作希尔的实验说明水的光解产生氧气,是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水?用产生的氧气中的氧元素全部都来自水?2.希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应?不能说明。希尔反应仅说明了离体叶绿体在适当条件下可以发生不能说明。希尔反应仅说明了离体叶绿体在适当条件下可以发生不能说明。希尔反应仅说明了离体叶绿体在适当条件下可以发生不能说明。希尔反应仅说明了离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光解,产生氧气。该实验
13、没有排除叶绿体中其他物质的干扰,水的光解,产生氧气。该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰,水的光解,产生氧气。该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰,水的光解,产生氧气。该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰,也并没有直接观察到氧元素的转移。也并没有直接观察到氧元素的转移。也并没有直接观察到氧元素的转移。也并没有直接观察到氧元素的转移。能够说明。希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的,悬浮液能够说明。希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的,悬浮液能够说明。希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的,悬浮液能够说明。希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的,悬浮液中有中有中有中有H H2 2O O
14、,没有合成糖的另一种必需原料,没有合成糖的另一种必需原料,没有合成糖的另一种必需原料,没有合成糖的另一种必需原料C CO O2 2,因此,该实验,因此,该实验,因此,该实验,因此,该实验说明水的光解并非必须与糖的合成相关联。暗示着希尔反应是相对说明水的光解并非必须与糖的合成相关联。暗示着希尔反应是相对说明水的光解并非必须与糖的合成相关联。暗示着希尔反应是相对说明水的光解并非必须与糖的合成相关联。暗示着希尔反应是相对独立的反应阶段。独立的反应阶段。独立的反应阶段。独立的反应阶段。1941年,美国科学家鲁宾(S.Ruben)和卡门(M.Kamen)用同位素示踪的方法,研究了光合作用中氧气的来源。他
15、们用16O的同位素18O分别标记H2O和CO2,使它们分别变成H218O和C18O2。然后,进行了两组实验:第一组给植物提供H2O和C18O2,第二组给同种植物提供H218O和CO2。在其他条件都相同的情况下,第一组释放的氧气都是O2,第二组释放的都是18O2。CO2H218O光照射下的光照射下的小球藻悬液小球藻悬液C18O2H2O18O2O2探究光合作用原理的部分实验探究光合作用原理的部分实验讨论讨论3.分析鲁宾和卡门做的实验,你能得出什么结论?分析鲁宾和卡门做的实验,你能得出什么结论?光合作用释放的光合作用释放的氧气氧气中的氧元素全部来源于中的氧元素全部来源于水水,而并不来源于而并不来源于
16、CO2。探究光合作用原理的部分实验探究光合作用原理的部分实验19541954年,美国科学家年,美国科学家阿尔农阿尔农发现,发现,在光照下叶绿体可以合成在光照下叶绿体可以合成ATPATP,19571957年他发现这一过程总是与水的光解相伴随。年他发现这一过程总是与水的光解相伴随。以上就是光合作用的发展史。实验表明,光合作用释放的氧气中的氧元素来自水,氧气的产生和糖类的合成不是同一个化学反应,而是分阶段进行的,实际上光合作用的过程十分复杂,它包括一系列的化学反应,根据是否需要光,可以把光和作用分为两个阶段,光反应阶段和暗反应阶段。光合作用的过程光合作用的过程光反应阶段:光合作用第一个阶段的化学反应
17、必须有光才能进行这个阶段,叫做光反应阶段,光反应阶段,是在类囊体的薄膜上进行的。光合作用的光反应过程光合作用的光反应过程ATPADP+Pi酶酶O2NADP+H+H2O光解光解光光反应阶段类囊体薄膜类囊体薄膜NADPH光反应过程光反应过程光、色素、酶、H2O类囊体薄膜ADPPi 能量 ATP酶条件:场所:H2O类囊体膜酶Pi ADPATPNADPH水的光解:ATP的合成:物质变化:NADPH的形成:能量转变:(1)光反应阶段2H2O +O2光解H+NADP+H+NADPH光能转变为NADPHNADPH(还原型辅酶(还原型辅酶。)。)和ATPATP中的化学能H+NADP+光合作用的过程光合作用的过
18、程暗反应阶段:光合作用第二个阶段中的化学反应,有没有光都能进行,这个阶段叫做暗反应阶段,暗反应阶段的化学反应是在叶绿体的基质中进行的,在这一阶段CO2被利用,经过一系列的反应后生成糖类。19461946年开始,美国的年开始,美国的卡尔文卡尔文等等用放射性同位素用放射性同位素1414C C标记标记1414COCO2 2,供小球藻进行光合作用,探明了,供小球藻进行光合作用,探明了COCO2 2中的中的C C的去向,称为的去向,称为卡尔文循环卡尔文循环。结论:结论:光合产物中有机物的碳来自光合产物中有机物的碳来自COCO2 2COCO2 2C C3 3(CH(CH2 2O)O)C C5 5归纳:归纳
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