5.4光合作用与能量转化课件高一上学期生物人教版必修1

第4节光合作用与能量转化第5章细胞的能量供应和利用为什么有些植物的叶片在不同时期颜色不同呢？

绿叶中究竟有哪些种类的色素呢？？如果整株植物的细胞都没有色素，会怎样呢？2提取:分离:提取和分离绿叶中的色素，探究绿叶中色素的种类绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中不同的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越高的色素随层析液在滤纸上的扩散速度就越快，反之则慢。纸层析法实验目的实验原理探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》观看《绿叶中色素的提取》视频①研磨材料:5g新鲜的绿叶药品SiO2——有助于研磨充分CaCO3

——防止色素被破坏无水酒精——溶解色素（1）提取绿叶中的色素②过滤：获取绿色滤液（试管口加棉花防挥发）过滤时使用单层尼龙布，不可使用纱布或滤纸实验：绿叶中色素的提取和分离★要求：要迅速、充分实验：绿叶中色素的提取和分离制备滤纸条画滤液细线★要求：细、直、齐；重复★不能让滤液细线触及层析液铅笔线层析液培养皿纸层析（2）分离绿叶中的色素★培养皿加盖防挥发叶绿素类胡萝卜素（含量约3/4）（含量约1/4）叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）绿叶中的色素跑得最快，溶解度最大宽度最大，含量最多实验：绿叶中色素的提取和分离（3）实验结果思维拓展色素分离的其他方法:

在滤纸的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，会得到近似同心环的4个色素圈，由外向内依次是什么色素？分别是什么颜色？从外到内分别是：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。实验：绿叶中色素的提取和分离A.收集到的滤液绿色过浅的原因分析➊未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。➋使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。➌一次加入大量的无水乙醇提取浓度太低

➍未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。B.滤纸条色素带重叠：

没经干燥处理，滤液线不能达到细、齐的要求，使色素扩散不一致造成的。某科研小组根据实验步骤进行了叶绿色中色素的提取，得到提取液颜色过浅，这是什么原因？实验：绿叶中色素的提取和分离实验异常结果分析C.滤纸条看不到色素带➊忘记画滤液细线。➋滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。D.滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带：

忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”。光是一种电磁波，分为可见光和不可见光。可见光的波长是400-760nm。不同波长的光，颜色不同。不同色素对光的吸收差异滤液中色素对不同的单色光吸收有什么差异？思考：二、捕获光能的色素和结构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红光蓝紫光基粒(类囊体)外膜内膜基质色素与光反应有关的酶与暗反应有关的酶三、叶绿体的结构适于进行光合作用众多的基粒和类囊体极大地扩展了受光的面积。实验材料：水绵：需氧细菌：自变量：因变量：光照、黑暗需氧菌聚集部位没有空气的黑暗环境，极细光束照射暴露在光下自主预习教材P100-101，完成讨论：排除O2和光的干扰目的？水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察。

好氧细菌可确定释放O2的部位。结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所恩格尔曼的实验一1.恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？（1）水绵的叶绿体呈螺旋或带状，便于观察；（2）用好氧细菌可确定释放氧气的部位；（3）没有空气的黑暗环境可排除氧气和光的干扰；(4)用极细的光束点状投射叶绿体，有光和无光部位形成对照试验2.综合上述资料，你认为叶绿体具有什么功能？叶绿体是进行光合作用的场所，并且能够吸收特定波长的光。光三棱镜临时装片好氧细菌水绵好氧细菌恩格尔曼的第二个实验示意图恩格尔曼的实验二课堂小结（蓝绿色）叶绿素a（黄绿色）叶绿素b（橙黄色）胡萝卜素叶黄素（黄色）叶绿素（约占3/4，主要吸收红光和蓝紫光）类胡萝卜素（约占1/4，主要吸收蓝紫光）绿叶中的色素叶绿体双层膜基质中有许多由囊状结构堆叠而成的基粒光合色素分布在类囊体薄膜上，光合作用的酶分布在类囊体薄膜和基质叶绿体是捕获光能、进行光合作用的场所。结构功能1、某班学生完成对新鲜菠菜叶进行叶绿体中色素的提取和分离实验时，由于各组操作不同，出现了以下四种不同的层析结果。下列分析错误的是()A.甲可能是因为研磨时未加入SiO2B.乙可能是因为研磨时未加入CaCO3C.丙可能是误用水作提取液和层析液D.丁是正确操作得到的理想结果D2、在做提取和分离叶绿体中的光合色素实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他们所得的实验结果依次应为()B试剂甲乙丙丁无水乙醇－＋＋＋CaCO3＋＋－＋SiO2＋＋＋－A.①②③④ B.②④①③ C.④②③① D.③②①④3.在进行光合色素的提取和分离实验时，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，将会得到近似同心的四个色素环，如图。下列说法错误的是()A.通常提取液呈现绿色是因为叶片中叶绿素的含量比类胡萝卜素的高B.提取色素时加入少许CaCO3和SiO2C.若提取的是缺镁叶片中的色素，则最外侧两圈色素环颜色较淡D.最外侧两圈色素环的色素主要吸收蓝紫光C光合作用原理的基本过程考点一探索光合作用原理的部分实验目录CONTENTS考点二(1)概念：指绿色植物通过

，利用光能，把

转化成储存着能量的有机物，并且释放出

的过程。

(2)反应式：

。

叶绿体

二氧化碳和水

氧气

场所条件产物原料1光合作用的概念及反应式科学家实验过程及现象实验结论希尔在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有水，没有二氧化碳)，在光照下可以释放出氧气水的光解产生氧气。鲁宾和卡门H218O＋CO2―→植物―→18O2H2O＋C18O2―→植物―→O2光合作用产生的O2中的O来源于H2O，而不来源于CO2阿尔农在光照下，叶绿体可合成ATP，且这一过程总是与水的光解相伴随水的光解可合成ATP阅读课本P102-103，探索光合作用原理的部分实验，并完成下列表格。四、探索光合作用原理的部分实验资料3：鲁宾和卡门实验实验思路：用同位素示踪法来研究物质的去路

光合作用产生的O2中的O来源于H2O，而不来源于CO2实验过程及现象：CO2H218O光照射下的小球藻悬液C18O2H2O18O2O2实验结论

根据是否需要光能，这些化学反应可以概括地分为光反应和暗反应，现在也称为碳反应，两个阶段。光合作用过程的示意图（二）光合作用过程有光才能反应有光、无光都能反应※划分依据:反应过程是否需要光能光反应（光合作用第一阶段）暗反应（光合作用第二阶段）又称碳反应叶绿体类囊体薄膜上水的光解：2H2OO2+4H++4e光能ATP的合成：ADP＋Pi＋能量

ATP酶光能

ATP、NADPH中活跃的化学能场所：物质变化能量变化NADPH的合成：H++NADP++2e

NADPH类囊体薄膜上的色素分子可见光ADP+PiATPH2OO2NADP+酶吸收光解H+NADPH酶氧化型辅酶Ⅱ还原型辅酶Ⅱ1光反应阶段2C3C5NADPHADP+Pi（CH2O）+H2OATP多种酶参加催化酶CO2还原固定酶供能卡尔文循环CO2的固定：CO2＋C5

2C3酶C3的还原：ATP

叶绿体的基质中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能2C3

(CH2O)+C5酶场所：物质变化能量变化:NADPH2暗反应阶段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_______，H为I提供__________。光H2OBACDE+PiFGCO2JHIＯ2水NADPH基质用作还原剂，还原C3ATP色素吸收的光能光反应NADPH和ATP色素C5化合物C3化合物糖类3、光反应与暗反应的区别和联系暗反应光反应比较项目能量变化联系物质变化条件场所类囊体薄膜上叶绿体的基质需光,色素和酶不需光,色素;需酶2H2O─→4H++O2↑光解ADP+Pi+能量─→ATP酶CO2+C5─→2C3酶2C3─

─→(CH2O)+C5ATP、[H]酶稳定的化学能光能活跃的化学能光反应为暗反应提供ATP和NADPH，暗反应为光反应提供ADP和Pi、NADP+讨论：1.叶绿体处不同条件下，C3、C5、NADPH、ATP以及(CH2O)合成量的动态变化?条件C3C5NADPH和ATP(CH2O)停止光照CO2供应不变光照不变停止CO2供应

增加减少增加减少减少减少减少增加色素分子可见光C52C3ADP+PiATPH2OO2H+多种酶酶(CH2O)CO2吸收光解固定还原NADP+NADPH2.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2.下图表示叶绿体结构与功能示意图。下列说法错误的是()A.结构A中的能量变化是光能转变为ATP中的化学能B.供给14CO2，放射性出现的顺序为C3→甲C.结构A释放的O2可能来自CO2D.结构A释放的O2可进入线粒体中C9.如图表示某生物膜结构及其发生的部分生理过程，下列叙述错误的是A.图中膜结构表示叶绿体内膜，B侧为叶绿

体基质B.图示过程的能量变化是光能转变成ATP和

NADPH中活跃的化学能C.甲表示色素分子，其中类胡萝卜素主要吸

收蓝紫光D.图示光反应部分过程，水分解为氧和H＋的同时还产生电子A六、光合作用原理的应用六、光合作用原理的应用影响光合作用的因素有哪些？CO2的浓度CO2＋H2O

（CH2O）＋O

2光能叶绿体H2O光：光照强度、光质、光照时间矿质元素（N、Mg是合成叶绿素的原料）外因：内因：酶的数量、活性色素的含量叶龄不同温度六、光合作用原理的应用（1）温度

最适温度下植物光合作用最大温度过高时植物气孔关闭或酶活性降低，光合速率会减弱。应用：1.适时播种2.温室中,白天适当提高温度,晚上适当降温3.植物“午休”现象10203040T/°C光合速率ABC最适温度夏季“午休”现象六、光合作用原理的应用(p106)

下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：（1）7～10时的光合作用强度不断增强原因：（2）12时左右的光合作用强度明显减弱原因：（3）14～17时的光合作用强度不断减弱原因：ABDCE时间光合作用速率6789101112131415161718光照不断增强，光合作用强度不断增强。温度很高，蒸腾作用很强，气孔关闭，二氧化碳供应减少，光合作用强度明显减弱。光照不断减弱，光合作用强度不断减弱。线粒体叶绿体产生O2释放O2（可以测得）叶肉细胞CO2吸收CO2（可以测得）植物在进行光合作用的同时，还进行呼吸作用。实际测量到的光合作用指标是净光合作用速率，称为表观光合速率。二、影响光合作用的因素光合作用速率的测定光合作用速率一定时间内，单位面积CO2等原料的消耗量或O2、(CH2O)等产物生成量来表示。光合作用产生的O2=释放到空气中的O2+呼吸作用消耗的O2二、影响光合作用的因素光合作用速率的测定真正光合速率=净光合速率

+呼吸作用速率合成有机物的量固定或消耗CO2量产生O2的量有机物积累量CO2吸收量O2的释放量消耗有机物的量黑暗下CO2的释放量黑暗下O2的吸收量===+++(2)CO2浓度对光合作用的影响CO2浓度AB吸收速率CO2C释放速率CO2DA点：对应的CO2浓度为能进行光合作用的最低CO2浓度。CO2补偿点光合作用速率＝呼吸作用速率对应的D点为CO2饱和点C点之后光合速率的限制因素：外因主要为光照强度和温度，内因为酶的数量和活性。B点：C点：1.多施有机肥或农家肥；2.温室栽培植物时还可使用CO2发生器等；3.大田中还要注意通风透气。应用：二、影响光合作用的因素光照强度0CO2吸收CO2释放ABC阳生植物呼吸速率光补偿点光饱和点阴生植物A1B1C1净光合总光合B：光合作用=呼吸作用D：光合速率开始达到最大时外界的光照强度（限制因素：CO2浓度、温度等）DB1：阴生植物呼吸作用较弱，对光的利用能力也不强AB：光合作用<呼吸作用BC：光合作用>呼吸作用呼吸A：只进行呼吸作用应用：合理密植；间作套种；适当剪枝二、影响光合作用的因素C点之前限制光合作用的因素是光照强度（3）光照强度对光合作用的影响六、光合作用原理的应用A：只进行呼吸作用B：光合作用=呼吸作用细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用BC：光合作用>呼吸作用AB：光合作用<呼吸作用（3）光照强度对光合作用的影响缺水气孔关闭限制CO2进入叶片光合作用受影响水对光合作用的影响水是光合作用的原料，间接影响光合作用。应用：合理浇灌二、影响光合作用的因素4.图示适宜条件下，甲、乙两种植物叶片的CO2净吸收速率与CO2浓度的关系，下列说法正确的是（

）

A.CO2浓度大于a时，甲才能进行光合作用

B.适当增加光照强度，a点将左移

C.CO2浓度为b时，甲、乙总光合作用强度相等

D.甲植物体内[H]的含量在CO2浓度为b时比在a时高B课堂练习七、探究环境因素对光