光合作用市赛一等奖

541光合作用和能量转化第五章细胞的能量供应和利用细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。细胞呼吸实质是为生物体的生命活动提供能量。知识回顾C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶C6H12O6酶C6H12O6酶2C3H6O3(乳酸)+少量能量2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量问题探讨你参观或听说过植物工厂吗？植物工厂在人工精密控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成分等条件下，生产蔬菜和其他植物。有的植物工厂完全依靠LED灯等人工光源，其中常见的是红色、蓝色和白色的光源。1、靠人工光源生产蔬菜有什么好处？用人工光源可以避免由于自然环境中光照强度不足导致光合作用强度低而造成的减产。同时，人工光源的强度和不同色光是可以调控的，可以根据植物生长的情况进行调节，以使蔬菜产量达到最大。二氧化碳浓度、营养液和温度是影响植物生长的重要外部条件，因此要进行控制，以便让植物达到最佳的生长状态。2、为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件？问题探讨在植物工厂里，人工光源可以为植物的生长源源不断地提供能量。在自然界，则是万物生长靠太阳。太阳光能的输入、捕获和转化是生物圈得以维持运转的基础。光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。那么植物捕获光能的特定物质和结构是什么？问题探讨一、捕获光能的色素和结构玉米中有时会出现白化苗，白化苗由于不能进行光合作用，待种子中的营养成分消耗完后就会死亡，这说明光合作用离不开色素的作用。那么，绿叶中与光合作用有关的色素和结构有哪些呢？它们有什么特点和功能呢？绿叶中色素的提取和分离1实验原理①绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以用无水乙醇可提取叶绿体中色素（萃取法）。②色素都能溶解在层析液中，但不同的色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸条上的扩散得快，反之则慢。因此，绿叶中的色素随层析液在滤纸条上的扩散速度不同，将不同的色素分离（纸层析法）。探究•实践新鲜的绿叶（深绿，色素含量高。如菠菜的绿叶）无水乙醇（可用体积分数95%的乙醇，加入适量无水碳酸钠，除去乙醇中水分）层析液（石油醚∶丙酮∶苯=20∶2∶1）二氧化硅和碳酸钙（研磨充分/防止研磨中色素被破坏）绿叶中色素的提取和分离探究•实践2实验材料用具=31提取色素绿叶中色素的提取和分离探究•实践3实验步骤称取5g鲜叶，剪碎，放入研钵中加少许的二氧化硅和碳酸钙与10ml无水乙醇，迅速研磨将研磨液倒入玻璃漏斗中进行过滤(单层尼龙布)将滤液收集到试管中，用棉塞塞严(防止溶剂挥发和色素分子被氧化)32制备滤纸条将干燥的定性滤纸剪成宽度小于试管直径、长度小于试管长度的滤纸条，将滤纸条的一端剪去两个角（减少边缘效应，使滤液同时到达滤液细线），并在距这端1cm处用铅笔画一条细的横线。1cm铅笔线要剪去两角3实验步骤33画滤液细线用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线。等滤液干后再画一到两次。3实验步骤34分离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轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口（防止层析液挥发）。注意：不能让滤液细线接触层析液（防止色素溶解在层析液中）层析液培养皿3实验步骤从上往下依次是：胡黄ab。其中相邻最近的是a和b，相邻最远的是胡和黄。色素含量从多到少依次是：ab黄胡。35观察与记录胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b3实验步骤绿叶中色素的提取和分离4实验结论绿叶中含有四种色素：探究•实践胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b叶绿素类胡萝卜素叶黄素胡萝卜素叶绿素a叶绿素b（蓝绿色）（黄绿色）（橙黄色）（黄色）含量约占3/4含量约占1/4一、捕获光能的色素和结构（一）捕获光能的色素1色素的种类：叶绿素a和叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素3光谱和色素的吸收光谱2色素的功能：吸收、传递、转化光能太阳光穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带称为光谱。分别让不同颜色的光照射色素溶液，可以得到色素的吸收光谱。叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱叶绿素a和叶绿素b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1、温室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜或补充光源？选无色透明的塑料薄膜；大棚内照明灯在功率相同的情况下，最好选蓝紫光和红光。2、叶片呈现绿色的原因绿叶中的色素对绿光吸收最少，绿光反射进入眼睛的量最多，所以叶片看起来是绿色的。与生活的联系3、秋季为什么变黄了？秋季温度降低，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。（二）叶绿体的结构适于进行光合作用1、叶绿体的结构电镜下叶绿体一般呈扁平的椭球形或球形,外表有双层膜（外膜和内膜透明，有利于光线的透过）。内部的基粒是由类囊体堆叠而成的。众多的基粒和类囊体极大地扩展了受光的面积。在类囊体的薄膜上,分布着许多吸收光能的色素分子，在类囊体的薄膜上和叶绿体基质中，含有许多与光合作用有关的酶。

极细光束

均匀光照极细光束照射完全曝光好氧细菌集中于叶绿体被光束照射的部位好氧细菌分布于叶绿体所有受光部位水绵好氧细菌黑暗无空气结论：叶绿体吸收光能用于光合作用释放氧气恩格尔曼的实验一2、叶绿体的功能三棱镜好氧细菌聚集在红光和蓝紫光的区域照射水绵结论：叶绿体主要吸收红光和蓝紫光综合得出：叶绿体是光合作用的场所恩格尔曼的实验二2、叶绿体的功能1、恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？水绵：叶绿体呈螺旋式带状，便于观察好氧细菌：确定释放氧气多的部位无空气黑暗环境：排除氧气和光的干扰极细光束：叶绿体上可分为光照多和光照少的部位（对比实验）暴露于光下：验证实验结果问题探究2、在实验二中，为什么大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域？因为水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在此波长光照射下，叶绿体释放氧气多，适于好氧细菌在此区域分布3、光合作用的场所只能是叶绿体吗？蓝藻、光合细菌等没有叶绿体也能进行光合作用问题探究1、如果在圆形滤纸的中央点开始，对叶绿体的色素进行层析，会看到什么现象？会出现四个同心圆的色素带，从外往里依次为：胡萝卜素橙黄色、叶黄素黄色、cha蓝绿色、chb黄绿色。巩固练习2四位同学，利用新鲜绿色菠菜叶进行叶绿体中色素的提取和分离实验时，得到了四种不同的层析结果。下列分析错误的是A甲可能误用蒸馏水作提取液和层析液B乙可能是因为研磨时加入无水乙醇过多C丙可能是正确操作得到的理想结果3巩固练习3分别在A、B、C三个研钵中加2克剪碎