202X_202X学年高中生物第5章细胞的能量代谢第3节第1课时叶绿体中的色素、光合作用的过程课件北师大版必修1

1、第第3节光合作用节光合作用第第1课时叶绿体中的色素、光合作用的过程课时叶绿体中的色素、光合作用的过程学习目标学习目标1.说出绿叶中色素的种类和作用。说出绿叶中色素的种类和作用。2.掌握光合作用中的物质变化和掌握光合作用中的物质变化和能量变化。能量变化。一、叶绿体中的色素一、叶绿体中的色素1叶绿体色素的种类：叶绿体色素的种类：叶叶绿体中的色素包括绿体中的色素包括 和类胡萝卜素。叶绿素包和类胡萝卜素。叶绿素包括叶绿素括叶绿素a和叶绿素和叶绿素b，主要吸收蓝紫光和红橙光。类胡萝卜素包括，主要吸收蓝紫光和红橙光。类胡萝卜素包括 和和叶黄素，主要吸收蓝紫光。叶黄素，主要吸收蓝紫光。 2叶绿体色素的功能叶

2、绿体色素的功能(1)聚聚光色素：包括大多数光色素：包括大多数 和全部和全部 、胡萝卜素、叶黄素；作用、胡萝卜素、叶黄素；作用是吸收光能并将其传递给少数特殊状态的叶绿素是吸收光能并将其传递给少数特殊状态的叶绿素a。(2)反应中心色素：少数特殊状态的叶绿素反应中心色素：少数特殊状态的叶绿素a，接受其他色素传递来的光能，通过，接受其他色素传递来的光能，通过一系列的复杂过程，将其转化为一系列的复杂过程，将其转化为 。叶绿素叶绿素胡萝卜素胡萝卜素叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b电能电能类囊体膜类囊体膜 物质变化物质变化a水在光下分解：水分子分解成氧和氢离子。氧直接以分子形式从气孔中逸出水在光下分解：水分子分

3、解成氧和氢离子。氧直接以分子形式从气孔中逸出；氢离子与；氢离子与NADP和电子结合形成和电子结合形成 。bADP和和Pi形成形成ATP。能量变化：光能能量变化：光能电能电能ATP、NADPH。(2)碳反应阶段碳反应阶段场所：场所： 。NADPH叶绿体基质叶绿体基质物质变化物质变化aCO2的固定：的固定：1分子分子CO21分子分子 2分子分子 。bC3的还原：在酶的催化下，三碳化合物接受的还原：在酶的催化下，三碳化合物接受ATP释放的能量并被释放的能量并被 还还原形成原形成C5和和 等。等。cATP消耗重新形成消耗重新形成ADP和和Pi。能量变化：转变成糖类等有机物中的能量变化：转变成糖类等有机

4、物中的 。五碳化合物五碳化合物三碳化合物三碳化合物NADPH糖类糖类化学能化学能3光反应和碳反应的区别与联系光反应和碳反应的区别与联系(1)光光反应是碳反应的基础，光反应为碳反应提供了反应是碳反应的基础，光反应为碳反应提供了 ，碳反应为，碳反应为光反应提供了光反应提供了 。(2)光反应是碳反应的物质和能量的准备阶段；碳反应是物质和能量转化的完成光反应是碳反应的物质和能量的准备阶段；碳反应是物质和能量转化的完成阶段，二者相互影响、相辅相成，共同构成了光合作用的全过程。阶段，二者相互影响、相辅相成，共同构成了光合作用的全过程。4光合作用的意义光合作用的意义(1)光光合作用是生命活动直接或间接的能源

5、。合作用是生命活动直接或间接的能源。(2)维持大气中维持大气中 含量相对稳定。含量相对稳定。(3)在生物进化中具有重要作用。在生物进化中具有重要作用。NADPH和和ATPADP、NADP和和PiO2和和CO2基础诊断基础诊断(1)叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内( )(2)H2O在光下分解为在光下分解为NADPH和和O2的过程发生在叶绿体基质中的过程发生在叶绿体基质中( )(3)CO2的固定过程发生在类囊体膜上的固定过程发生在类囊体膜上( )(4)光合作用的产物光合作用的产物有机物是在叶绿体基质中合成的有机物是在叶绿体基质中合成的( )(5)分离色素时，在层

6、析液中溶解度越高的，则在滤纸条上扩散的速度越慢分离色素时，在层析液中溶解度越高的，则在滤纸条上扩散的速度越慢( )(6)研磨绿叶时，要加入二氧化硅、碳酸钙和无水乙醇研磨绿叶时，要加入二氧化硅、碳酸钙和无水乙醇( )(7)色素分离后，在滤纸条上的从上而下的四条色带分别是叶黄素、胡萝卜素、色素分离后，在滤纸条上的从上而下的四条色带分别是叶黄素、胡萝卜素、叶绿素叶绿素a和叶绿素和叶绿素b( )(8)叶绿素和类胡萝卜素都主要吸收蓝紫光和红橙光叶绿素和类胡萝卜素都主要吸收蓝紫光和红橙光( )(9)叶绿体是通过基粒中的类囊体薄膜扩大生物膜面积的叶绿体是通过基粒中的类囊体薄膜扩大生物膜面积的( )(10)叶

7、绿体是光合作用的场所，蓝细菌虽然没有叶绿体但也可以进行光合作用叶绿体是光合作用的场所，蓝细菌虽然没有叶绿体但也可以进行光合作用 ( )要点一叶绿体中色素的提取和分离与色素的吸收光谱要点一叶绿体中色素的提取和分离与色素的吸收光谱1实验原理实验原理(1)提提取：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂丙酮或无水乙醇中。取：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂丙酮或无水乙醇中。(2)分离：各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的随层析液在滤纸上扩分离：各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。因而色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。散得快；反之则慢。因而色素就会随着层析液

8、在滤纸上的扩散而分离开。3实验点拨实验点拨(1)实验中几种化学试剂的作用实验中几种化学试剂的作用丙酮或无水乙醇用于提取绿叶中的色素。丙酮或无水乙醇用于提取绿叶中的色素。层析液用于分离绿叶中的色素。层析液用于分离绿叶中的色素。SO2可增加杵棒与研钵间的摩擦力，易破坏细胞结构，使研磨充分。可增加杵棒与研钵间的摩擦力，易破坏细胞结构，使研磨充分。CaCO3可防止研磨过程中色素被破坏。可防止研磨过程中色素被破坏。(2)提取色素时应注意的几个问题提取色素时应注意的几个问题叶片应剪碎，有利于研磨。叶片应剪碎，有利于研磨。研磨要迅速充分，其目的是防止丙酮或乙醇挥发并充分溶解色素。研磨要迅速充分，其目的是防止

9、丙酮或乙醇挥发并充分溶解色素。收集滤液时要及时用胶塞塞紧，其目的是防止丙酮或乙醇挥发及色素分子被收集滤液时要及时用胶塞塞紧，其目的是防止丙酮或乙醇挥发及色素分子被氧化。氧化。(3)制备滤纸条需注意的问题制备滤纸条需注意的问题制备滤纸条时，要在画滤液细线的一端剪去两角。这是由于层析时，边缘扩制备滤纸条时，要在画滤液细线的一端剪去两角。这是由于层析时，边缘扩散快，中间扩散慢，剪去两角可使层析液同时到达滤液细线，从而使每条色素散快，中间扩散慢，剪去两角可使层析液同时到达滤液细线，从而使每条色素带呈一条直线。带呈一条直线。画滤液细线时，为了层析时起点相同以避免色素带重叠，要求细而直；同画滤液细线时，为

10、了层析时起点相同以避免色素带重叠，要求细而直；同 时，要待干燥后，重复时，要待干燥后，重复12次以增加色素含量，增强实验效果。次以增加色素含量，增强实验效果。分离色素时，一定不能让滤纸上的滤液细线触及层析液，这是因为色素易溶分离色素时，一定不能让滤纸上的滤液细线触及层析液，这是因为色素易溶解于层析液中，导致色素带不清晰，影响实验效果。解于层析液中，导致色素带不清晰，影响实验效果。(4)影响色素溶液的因素影响色素溶液的因素叶片颜色：叶片浓绿，色素溶液浓度高。叶片颜色：叶片浓绿，色素溶液浓度高。碳酸钙：不加碳酸钙，色素被破坏，色素溶液浓度低。碳酸钙：不加碳酸钙，色素被破坏，色素溶液浓度低。SiO2

11、：不加：不加SiO2，研磨不充分，色素溶液浓度低。，研磨不充分，色素溶液浓度低。提取液的量：加入提取液过多，色素溶液浓度低。提取液的量：加入提取液过多，色素溶液浓度低。4叶绿体中的色素对光的吸收特点叶绿体中的色素对光的吸收特点(1)叶叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。(2)叶绿素对红橙光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光吸收量大，对其叶绿素对红橙光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光吸收量大，对其他可见光并非不吸收，只是吸收量较少。他可见光并非不吸收，只是吸收量较少。解析：解析：滤纸条用于色素的分离；碳酸钙可以防

12、止研磨过程中色素被破坏；无水滤纸条用于色素的分离；碳酸钙可以防止研磨过程中色素被破坏；无水乙醇用于色素的提取；二氧化硅可以使研磨充分。乙醇用于色素的提取；二氧化硅可以使研磨充分。答案：答案：C2如图表示叶绿体色素提取分离实验中纸层析的结果，据图判断，用作实验材如图表示叶绿体色素提取分离实验中纸层析的结果，据图判断，用作实验材料的叶片颜色为料的叶片颜色为 ()A红色红色B黄色黄色C绿色绿色 D紫色紫色解析：解析：在叶绿体色素提取和分离实验中，滤纸条上的四条色素带距点样处的距在叶绿体色素提取和分离实验中，滤纸条上的四条色素带距点样处的距离由近及远分别是：叶绿素离由近及远分别是：叶绿素b、叶绿素、叶

13、绿素a、叶黄素、胡萝卜素，由图可知，叶绿、叶黄素、胡萝卜素，由图可知，叶绿素含量比类胡萝卜素含量少，用作实验材料的叶片应呈黄色。素含量比类胡萝卜素含量少，用作实验材料的叶片应呈黄色。答案：答案：B3.如图表示某同学做叶绿体中色素的提取和分离实验的改进装置。下列与之有如图表示某同学做叶绿体中色素的提取和分离实验的改进装置。下列与之有关的叙述中，错误的是关的叙述中，错误的是 ()A应向培养皿中倒入层析液应向培养皿中倒入层析液B应将滤液滴在应将滤液滴在a处，而不能滴在处，而不能滴在b处处C实验结果应是得到四个不同颜色的同心圆实验结果应是得到四个不同颜色的同心圆(近似圆形近似圆形)D实验能够得到很多个

14、同心圆实验能够得到很多个同心圆解析：解析：改进实验中用到圆心定性滤纸，在定性滤纸的中心滴上滤液，在扩散中改进实验中用到圆心定性滤纸，在定性滤纸的中心滴上滤液，在扩散中会逐步形成四个大小不同的同心圆，而不是很多个。会逐步形成四个大小不同的同心圆，而不是很多个。答案：答案：D要点二光合作用的过程要点二光合作用的过程1过程图解过程图解(1)光能在叶绿体中转换的具体过程光能在叶绿体中转换的具体过程(2)光能转换中的重要物质光能转换中的重要物质最初电子供体是少数处于特殊状态的叶绿素最初电子供体是少数处于特殊状态的叶绿素a；最终电子和氢供体；最终电子和氢供体H2O；最；最终电子和氢受体终电子和氢受体NAD

15、P。NADPH既是能量既是能量(活跃化学能活跃化学能)的载体，也是还原剂。的载体，也是还原剂。NADPH、ATP和和NADP、ADPPi将光反应和碳反应连接在一起。将光反应和碳反应连接在一起。NADPH、ATP由叶绿体类囊体膜由叶绿体类囊体膜叶绿体基质；叶绿体基质；NADP、ADPPi由叶绿体基质由叶绿体基质叶绿体类囊体膜。叶绿体类囊体膜。光反应不仅需要有关酶，还需要色素，碳反应只需要酶。光反应不仅需要有关酶，还需要色素，碳反应只需要酶。2.光合作用的总反应式及各元素去向光合作用的总反应式及各元素去向4光合作用过程中，与光反应相比，碳反应阶段的特点是光合作用过程中，与光反应相比，碳反应阶段的特

16、点是()A需要光、叶绿体色素和酶需要光、叶绿体色素和酶B在酶、在酶、ATP和和H的作用下完成的作用下完成CO2的固定和三碳化合物的还原，最终形成的固定和三碳化合物的还原，最终形成有机物有机物C把水光解为氢和氧气把水光解为氢和氧气D把光能转化为储存在糖类中的化学能把光能转化为储存在糖类中的化学能解析：解析：碳反应阶段是一系列的酶促反应，主要的物质变化是碳反应阶段是一系列的酶促反应，主要的物质变化是CO2的固定和三碳的固定和三碳化合物的还原。化合物的还原。答案：答案：B5光合作用可分为光反应和碳反应两个阶段，下列有关叙述正确的是光合作用可分为光反应和碳反应两个阶段，下列有关叙述正确的是()A光反应

17、不需要酶，碳反应需要酶光反应不需要酶，碳反应需要酶B光反应消耗水，碳反应消耗光反应消耗水，碳反应消耗ATPC光反应固定光反应固定CO2，碳反应还原，碳反应还原CO2D光反应储存能量，碳反应释放能量光反应储存能量，碳反应释放能量答案：答案：B6.如图为叶绿体结构与功能示意图，下列说法错误的是如图为叶绿体结构与功能示意图，下列说法错误的是()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ATP中的化学能中的化学能B供给供给14CO2，放射性出现的顺序为，放射性出现的顺序为CO2C3甲甲C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D如果突然停止如果突然停止CO2的供应，短时

18、间内的供应，短时间内C3的含量将会增加的含量将会增加解析：解析：结构结构A为类囊体薄膜，分布有与光反应有关的色素和酶，能把光能转换为类囊体薄膜，分布有与光反应有关的色素和酶，能把光能转换为为ATP、NADPH中活跃的化学能。从碳反应的过程可以看出，供给中活跃的化学能。从碳反应的过程可以看出，供给14CO2，放，放射性出现的顺序为射性出现的顺序为CO2C3甲。光合作用产生的甲。光合作用产生的O2可进入线粒体，被细胞呼可进入线粒体，被细胞呼吸所利用。在光合作用中，吸所利用。在光合作用中，CO2首先被首先被C5固定形成固定形成C3，如果突然停止，如果突然停止CO2的供的供应，则应，则C3的生成量减少

19、，而其消耗量不变，因此短时间内的生成量减少，而其消耗量不变，因此短时间内C3的含量将会减少。的含量将会减少。答案：答案：D7如图表示植物光合作用的一个阶段，下列各项叙述正确的是如图表示植物光合作用的一个阶段，下列各项叙述正确的是()A该反应的场所是叶绿体的类囊体该反应的场所是叶绿体的类囊体BC3生成生成C6H12O6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C6H12O6的生成的生成D无光条件有利于碳反应进行无光条件有利于碳反应进行解析：解析：图示有图示有CO2的固定和的固定和C3的还原，此为光合作用的碳反应阶段，碳反应在的还原，此为光合作用的碳反应阶段，

20、碳反应在叶绿体基质中进行。如果温度过高，会降低酶的活性，使酶促反应受影响，从叶绿体基质中进行。如果温度过高，会降低酶的活性，使酶促反应受影响，从而影响了而影响了C6H12O6的生成。无光时，的生成。无光时，ATP和和NADPH不能形成，会影响不能形成，会影响C3的还的还 原原，从而不利于碳反应的进行。，从而不利于碳反应的进行。答案：答案：B1光合作用光反应产生的物质有光合作用光反应产生的物质有()AC6H12O6、NADPH、ATPBNADPH、CO2、ATPCNADPH、O2、ATP DC6H12O6、H2O解析：解析：光反应中水的光解可以产生氧气，同时产生还原性氢，而且能将光能转光反应中水

21、的光解可以产生氧气，同时产生还原性氢，而且能将光能转换成活跃的化学能，储存在换成活跃的化学能，储存在ATP中。中。答案：答案：C2对光合作用过程中物质转变途径的叙述，错误的是对光合作用过程中物质转变途径的叙述，错误的是()A碳原子：碳原子：CO2C3糖类糖类B氢原子：氢原子：H2OATP糖类糖类C氧原子：氧原子：H2OO2D氧原子：氧原子：CO2C3糖类糖类解析：解析：CO2固定后形成固定后形成C3化合物，化合物，C3化合物还原形成糖类化合物还原形成糖类(CH2O)等有机物，等有机物，H2O光解产生光解产生H和和O2，H还原还原C3化合物后形成化合物后形成(CH2O)。答案：答案：B3叶绿体是

22、植物进行光合作用的场所。下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正叶绿体是植物进行光合作用的场所。下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是确的是 ()A叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内BH2O在光下分解为在光下分解为H和和O2的过程发生在基质中的过程发生在基质中CCO2的固定过程发生在类囊体薄膜上的固定过程发生在类囊体薄膜上D光合作用的产物光合作用的产物淀粉是在基质中合成的淀粉是在基质中合成的解析：解析：叶绿体中的色素主要分布在类囊体薄膜上，叶绿体中的色素主要分布在类囊体薄膜上，A选项错误。选项错误。H2O在光下分解在光下分解为为H和和O2的过程发生在类囊体的薄膜上，的过程发生在类囊体的薄膜上，B选项错误。选项错误。CO2的固定过程发生在的固定过程发生在叶绿体基质中，叶绿体基质中，C选项错误。光合作用的产物选项错误。光合作用的产物淀粉是在叶绿体基质中合成淀粉是在叶绿体基质中合成 的的，D选项正确。选项正确。答案：答案：D4某同学得到叶绿体色素溶液后，取一圆形滤纸，在滤纸中央滴一滴色素提取某同学得到叶绿体色素溶液后，取一圆形滤纸，在滤纸中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，色素随层析液扩散得到如图结果，则液，再滴一滴层析液，色素随层析液扩散得到如图