高一生物必修1-能量之源光与光合作用-课件(选定)

第5章细胞的能量供应和利用第4节能量之源—光与光合作用考点一：绿叶中色素的提取和分离实验原理：提取(无水乙醇)、分离(层析液)目的要求：绿叶中色素的提取和分离及色素的种类材料用具：新鲜的绿叶、定性滤纸等、无水乙醇等方法步骤：1.提取绿叶中的色素2.制备滤纸条3.画滤液细线4.分离绿叶中的色素5.观察和记录讨论：1.滤纸条上色带的数目、排序、宽窄？2.滤纸条上的滤液细线，为什么不能触及层析液？方法与步骤：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(防止研磨中色素被破坏)与10ml无水乙醇。在研钵中快速研磨。将研磨液进行过滤。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吸收蓝紫光和红光吸收蓝紫光与光合作用有关的这些色素都存在于叶绿体中类囊体的薄膜上2、色素的吸收光谱叶绿素溶液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类胡萝卜素溶液叶绿体中的色素：叶绿素叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）吸收红光和蓝紫光3/4类胡萝卜素胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）吸收蓝紫光1/4叶绿体结构模式图外膜内膜基粒基质每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成。这些囊状结构称为类囊体。吸收光能的四种色素就分布在类囊体的薄膜上。而每个基粒都含有两个以上的类囊体，多者可达100个以上。叶绿体内有如此多的基粒和类囊体，极大地扩大了受光面积。注意事项1.因丙酮和层析液都是易挥发且有一定毒性的有机溶剂，所以研磨要快，收集的滤液要用棉塞塞住，层析时要加盖，尽量减少有机溶剂的挥发。2.在研磨时要加少许二氧化硅，目的是为了研磨充分，有利于色素的提取；加少许碳酸钙的目的是为了防止研磨过程中，叶绿体中的色素受到破坏。3.分离色素时，一定不要让滤纸条上的滤液细线接触到层析液，这是因为色素易溶解在层析液中，导致色素带不清晰，影响实验效果。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黄绿色橙黄色黄色较慢较快最慢最快蓝紫光和红光蓝紫光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的（）A.内膜上B.基质中C.类囊体的薄膜上D.各部位上C巩固练习3.用纸层析法能够将叶绿体的四种色素分开的原因是（）A.四种色素随层析液在滤纸上扩散速度不同B.四种色素随滤液在滤纸上扩散速度不同C.四种色素随滤液在滤纸条上渗透速度不同D.四种色素随层析液在滤纸条上渗透速度不同A4.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（）A.滤纸条上的集中色素不能扩散B.色素沿滤纸条的扩散速度太慢，色素分离不明显C.层析液妨碍色素的溶解D.色素被层析液溶解不能向上扩散D巩固练习5.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述正确的是（）A.叶绿体的色素都分布在囊状结构的膜上B.叶绿体的色素分别在外膜和内膜上C.光合作用的酶只分布在叶绿体基质中D.光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上A6.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（）

A.红光和蓝紫光区B.黄光和蓝紫光区C.绿光和红光区

D.黄光和绿光区A考点二：光合作用的发现及概念光合作用的概念：

光合作用是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能量的有机物，并且释放出氧气的过程。光合作用的探究历程：1771年，英国的科学家普利斯特利实验思考：1.该实验装置中玻璃罩有什么作用？2.第一组实验中蜡烛熄灭、老鼠的死亡说明了什么？加入了植物后的实验说明了什么？3.前后实验的对比可以得出什么结论？4.普利斯特利的实验看似简单，但后人做时很多时候不能成功，这是为什么呢？1779年，荷兰科学家英格豪斯做了500多次植物更新空气的实验发现了其中的秘密。1、只有在光下植物才能更新空气。2、植物体只有绿叶在光下才能更新空气。植物究竟更新了空气中的什么成分？

直到1785年，由于发现了空气的组成，人们才明确：在光下放出的是氧气，吸收的是二氧化碳

光能去了哪里呢？1845年，德国科学家梅耶根据能量转化和守恒定律明确指出，植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来了。那这些化学能贮存于什么物质之呢？也就是植物吸收水和二氧化碳、释放氧气的过程中还产生了什么物质呢？1864年，德国植物学家萨克斯实验天竺葵在暗处放置2-3天1864年萨克斯的实验暗处理光照酒精脱色碘蒸汽处理1864年，萨克斯(德)的实验（置于暗处几小时）思考：目的是什么？一半遮光一半曝光为了使绿叶中原有的有机物消耗殆尽

1864年，（德）萨克斯的实验绿色叶片中光合作用中产生了淀粉1880年，美国科学家恩吉尔曼实验思考1:为什么选用水绵做为实验材料？2:实验一为什么要在黑暗且没有空气的环境中进行？3:为什么先用极细光束照射水绵？而后又让水绵完全暴露在光下的目的是？4:本实验还有什么巧妙之处？水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察。排除氧气和光的干扰在叶绿体上形成光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验。与在黑暗处形成对照，再次验证实验结果用好氧细菌可以确定释放氧气的多少。

放射性同位素可以用于追踪物质的运行和变化规律。放射性同位素标记的化合物，化学性质不变。科学家通过追踪放射性同位素标记的化合物可以弄清化学反应的详细过程，这种方法叫做同位素标记法。同位素标记法

返回光合作用氧气来源的探究（１８３９年）鲁宾和卡门做的同位素标记实验光合作用产生的氧气全部来自于水，而不是来自CO2这一实验证实了：20世纪40年代，美国的科学家卡尔文发现了卡尔文循环，探明了二氧化碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径卡尔文循环20世纪40年代，卡尔文(M.Calvin)用14C标记的CO2供小球藻实验，追踪检测其放射性。探明CO2中的C的转移途径。卡尔文循环：CO2→C3→(CH2O)§4能量之源——光与光合作用色素：基粒类囊体的薄膜上酶：基粒类囊体的薄膜上和叶绿体基质中考点三：光合作用的过程及实质§4能量之源——光与光合作用场所:类囊体薄膜叶绿体基质1.叶绿体中的色素所吸收的光能，用于_______和____________;形成的________和__________提供给暗反应。2.光合作用的实质是：把______和_______转变为有机物，把_______转变成_______,贮藏在有机物中。3.在光合作用中，葡萄糖是在________中形成的，氧气是在_________中形成的，ATP是在_______中形成的，CO2是在_______固定的。水的光解形成ATP[H]ATPCO2H2O光能化学能暗反应光反应光反应暗反应练一练下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：①图中A是______,B是_______,它来自于______的分解。②图中C是_______，它被传递到叶绿体的______部位，用于_________。③图中D是____，在叶绿体中合成D所需的能量来自______④图中G________,F是__________,J是_____________⑤图中的H表示_______，I表示________，H为I提供__________光H2OBACDE+PiFGCO2JHIＯ2水[H]基质用作还原剂，还原C3ATP光能光反应[H]和ATP色素C5化合物C3化合物糖类暗反应

联系比较光反应、暗反应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、[H]、ATP叶绿体类囊体膜叶绿体基质中水的光解；ATP的生成CO2的固定；C3的还原

ATP中活跃化学能光能ATP中活跃化学能有机物中稳定化学能光反应是暗反应的基础，为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi。

CO2+H2O（CH2O)+O2光能叶绿体光反应H2O→2[H]+1/2O2+Pi+光能ATP酶ADP水的光解：ATP的形成：暗反应C3的还原：

2C3+[H](CH2O)+C5酶ATPCO2的固定：

CO2+C5→2C3酶§4能量之源——光与光合作用原料和产物的对应关系：（CH2O）CHOCO2CO2H2OO2H2O能量的转移途径：碳的转移途径：卡尔文循环光能ATP中活跃的化学能(CH2O)中稳定的化学能CO2C3（CH2O）§4能量之源——光与光合作用6、光合作用的实质把二氧化碳和水合成糖类等有机物。

光能ATP中化学能有机物中化学能

合成有机物储存能量（四）化能合成作用

自然界中的某些细菌，能够利用环境中的某些无机物氧化分解时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用称化能合成作用。2NH3+3O2

硝化细菌2HNO2+2H2O+能量2HNO2+O2硝化细菌2HNO3+能量CO2+H2O硝化细菌（CH2O）+O2自养生物:以CO2和H2O（无机物）为原料合成糖类（有机物），糖类中储存着的能量。异养生物:只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。所需的能量来源不同（光能、化学能）光能自养生物绿色植物硝化细菌化能自养生物例如人、动物、真菌及大多数的细菌。探究：环境中影响光合作用强度的因素光合作用强度表示方法1、单位时间内光合作用产生有机物的量2、单位时间内光合作用吸收CO2的量3、单位时间内光合作用放出O2的量影响光合作用强度的因素？

光照的长短与强弱；光的成分；CO2的浓度；温度的高低、必需矿物质元素（N、P、Mg）、水分等。1、适当提高CO2的浓度（温室大棚）；2、增加光照时间和光照强度；3、白天适当增加温度，夜间适当降低温度；4、农作物间距合理，选择适当的光源等；5、合理施肥，提供必要的矿物质元素；6、合理灌溉，提供适当水分。增加农作物产量的几点做法：五、光合作用原理的应用影响光合作用的外界因素光照强度1、光光质光照时间光合速率为什么从A点开始光合作用不再增强？光照强度A红光＞蓝紫光＞绿光OO—A段限制因素是光照强度A点后限制因素是其它条件（主要影响光反应）2、CO2浓度光合速率CO2浓度B施用NH4HCO3施用农家肥O措施？合理密植（主要影响暗反应）影响光合作用的外界因素3、温度温度光合速率措施？温室栽培；增大昼夜温差。（主要影响暗反应）影响光合作用的外界因素你知道新疆的水果含糖量普遍较高的原因吗？白天温度高，有利于光合作用合成有机物；夜间温度低，有利于降低呼吸作用消耗有机物。4、水合理灌溉干旱对光合作用有什么影响？缺水导致植物气孔关闭，CO2吸收减少，从而影响暗反应影响光合作用的外界因素措施？5.矿质元素N：P：Mg：光合作用中各种酶的组成元素是ATP的组成元素是叶绿素的组成元素是ATP的组成元素是磷脂的组成元素是叶绿素的组成元素影响光合作用的外界因素合理施肥措施？叶绿体中色素的量，酶数量、活性，叶龄等。影响光合作用的内因6.光合作用的日变化：光合速率0时间（h）6789101112131415161718ABCDE（1）为什么7－10时光合作用强度不断增强？（2）为什么12点左右的光合作用强度明显减弱？（3）为什么14－17时的光合作用强度不断下降？如图是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线图并回答：答：因为光照不断增强，所以光合作用强度不断增强。答：12时左右的温度很高，蒸腾作用很强，气孔关闭，CO2供应减少，所以光合作用强度减弱。例1：科学家用14C标记二氧化碳，发现碳原子在一般植物体内光合作用中的转移途径是A．二氧化碳→叶绿素→葡萄糖B．二氧化碳→ATP→葡萄糖C．二氧化碳→五碳化合物→葡萄糖D．二氧化碳→三碳化合物→葡萄糖D§4能量之源——光与光合作用例2：在一定时间，绿色植物在一定强度的_________的照射下，放出的氧最多A．白光B．红光和蓝紫光C．蓝紫光和绿光D．红光和绿光A§4能量之源——光与光合作用例3：生长旺盛的叶片，剪成5mm见方的小块，抽去叶内气体，做下列处理，如图，这四个处理中，沉入底部的叶片小块最先浮起的是A§4能量之源——光与光合作用例4：将一株植物培养在H218O中并进行光照，过一段时间后18O存在于A．光合作用生成的水中B．仅在周围的水蒸气中C．仅在植物释放的氧气中D．植物释放的氧气和周围的水蒸气中D§4能量之源——光与光合作用例5：将置于阳光下的盆栽植物移至黑暗处，则细胞内三碳化合物与葡萄糖的生成量的变化是A．C3增加，葡萄糖减少B．C3与葡萄糖都减少C．C3与葡萄糖都增加D．C3突然减少，葡萄糖突然增加A§4能量之源——光与光合作用(1)该装置进行的实验是_______________。(2)该实验中用煮沸又冷却的葡萄糖溶液的目的是______________________。