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1、奇台一中 张鑫梅,第四节 能量之源光和光合作用,光能转化为细胞能够 的过程称为光合作用。,绿叶中通过什么物质捕获并转化光能呢？,太阳光中有能量，太阳能电池板可以捕获其中的能量并转化为电能。,色素,利用的化学能,本节课主要目的是探究绿叶中含有几种色素和学习对色素进行提取和分离的方法,自主学习,阅读课本P97-98页的实验绿叶中色素的提取和分离,一、捕获光能的色素,1、为什么选择新鲜的绿叶？,2、无水乙醇、层析液分别有什么作用？层析液的成分主要是什么？,3、二氧化硅和碳酸钙有什么作用？,？,4、为什么要将滤液试管口用棉塞塞严？,新鲜的绿叶,无水乙醇 ；层析液 ；,二氧化硅使 ，碳酸钙,防止,色素含
2、量较高,提取色素,分离色素,研磨更充分,防止色素被破坏,乙醇挥发和色素被氧化,丙酮酸，苯，石油醚,绿叶中色素的提取和分离（溶解法和纸层析法）,叶绿体中的色素能溶解在 中，用无水乙醇可提取叶绿体中色素。,色素的提取,实验原理,色素的分离,色素在层析液中 ，溶解度高的色素分子随层析液在纸条上的扩散得快，溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得慢，因而可用层析液将不同的色素分离。,有机溶剂无水乙醇,溶解度不同,实验注意事项,1、丙酮和层析液都是（ ）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、用干燥的定性滤纸，因为（ ）,3、滤纸条一端剪去两个角
3、是因为滤纸条边缘扩散快，中间扩散慢，（ ）,4、滤液细线细、直、齐是（ ）,5、重复画滤液细线2-3次，是为了（ ）,6、层析时不要让滤液细线触及层析液，防止色素( )中而无法分离,其透性好，吸收滤液较多,易挥发且有一定毒性,保证使滤液能同步到达滤液细线,防止色素带重叠而影响分离效果,积累更多的色素,溶解于层析液,滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽窄如何？这说明了什么？,？,(蓝绿色),(黄绿色),(橙黄色),(黄色),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）,扩散速度,含量,溶解度,最快,较快,较慢,最慢,最少,较少,最多,较多,最高,较高,较低,
4、最低,叶绿素由C、H、O、N、Mg构成,色素吸收的光谱,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,叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱,叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。红光有利于糖类的合成，蓝光有利于蛋白质、脂肪的合成。,叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，再加上叶绿素含量多，所以叶片才呈现绿色。,2、温室或大棚种植蔬菜应选择什么颜色的塑料薄膜？,1、叶片为什么往往是绿色的呢？,可以选择有色薄膜，比如红色或蓝色的薄膜，只允许红光或蓝光通过。还可以选择无色透明塑料薄膜可以通过所有波长的可见光（波长为400-700），光合效率最强。,3、秋季植物叶变黄
5、、变红是什么原因？,秋季, 气温降低, 叶绿素分解，叶片中的叶黄素、胡萝卜素开始显露；形成了花青素，花青素遇酸变红,自主学习,阅读课本P99-100页的叶绿体结构和叶绿体功能的实验,二、叶绿体的结构和功能,1817年，两位法国科学家首次从植物中分离出叶绿素，当时并不清楚叶绿素在植物细胞中的分布情况。,1865年，德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光合作用中的功能时，发现叶绿素并非普遍分布在植物的整个细胞中，而是集中在一个更小的结构里，后来人们称之为叶绿体。,小资料,基粒,外膜,内膜,基质,类囊体,(有色素和酶),(内囊体堆叠，含有酶),双层膜；类囊体堆叠成基粒增大膜面积；基质中也有酶，还有少量的D
6、NA和RNA,内囊体薄膜上含有吸收、传递、转化光能的色素,叶绿体存在于叶肉细胞、茎幼嫩组织、保卫细胞,使用：水绵,好氧细菌,水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察,恩格尔曼实验1880年，(美）,资料分析：叶绿体的功能,1,装片中好氧细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中。,装片中好氧细菌分布在叶绿体所有受光部位的周围。,氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。,2,结论：,叶绿体的被光束照射到的部位是光合作用的场所,结论：,现象：,现象：,没有空气黑暗,极 细 光 束,完 全 光 照,氧气是叶绿体释放出来的。 叶绿体是光合作用的场所。 光合作用需要光能,结论:,恩吉尔曼实验,1、为什么水绵是
7、合适的实验材料？ 2、他是如何控制实验条件的？,水绵具有细而长的叶绿体，便于观察,A、选用黑暗、无空气的环境：排除环境中光线和氧气的影响,B、选用极细的光束，并用好氧细菌检测，准确判断释放O2的部位,讨论：此实验在设计上有什么巧妙之处？分以下几个问题：,C、进行黑暗（局部光照）与曝光的对照实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的。,巩固练习,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,三、光合作用的探索历程,绿色植物通过叶绿体，利用
8、光能，把CO2和H2O转化成储存着能量的有机物，并且释放出O2的过程。,1、光合作用的概念,2、光合作用的实质,合成有机物，储存能量,1.英国的普利斯特利的意义和不足之处分别是？,2.荷兰科学家英格豪斯的实验结果是什么？德国科学家梅耶得出了什么结论？,？,植物可以更新空气，但没有发现光的作用。,英格豪斯：植物更新空气需要光，并且只有绿叶才有这个功能,梅耶：光能转变为化学能储存起来了。,3.德国植物学家萨克斯的实验过程及结果证明了什么？,光合作用的产物有淀粉的生成,4.鲁宾和卡门的同位素标记法的探究实验过程及所证明什么问题？,光合作用释放的氧气来自于水的分解,反应条件： 反应场所： 反应物： 生
9、成物： 能量变化：,光能等,叶绿体,CO2，H2O,有机物，O2,光能化学能,四、光合作用的过程,光反应,暗反应,划分依据:反应过程是否需要光能,光反应在白天可以进行吗？夜间呢？ 暗反应在白天可以进行吗？夜间呢？,有光才能反应,有光、无光都能反应,H2O,类囊体膜,酶,光反应阶段,光、色素、酶、水,叶绿体的类囊体薄膜上,水的光解：,（还原剂）,ATP的合成：,场所：,条件：,物质变化,能量变化,进入叶绿体基质，参与暗反应,供暗反应使用,CO2,五碳化合物 C5,CO2的固定,三碳化合物 2C3,C3的还原,叶绿体基质 多种酶,糖类+H2O,卡尔文循环,暗反应阶段,CO2的固定：,C3的还原：,
10、叶绿体的基质中,H 、ATP、酶、CO2,场所：,条件：,物质变化,能量变化,CO2,五碳化合物 C5,CO2的固定,三碳化合物 2C3,叶绿体基质 多种酶,糖类+H2O,H,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、H2O,CO2、多种酶、H、ATP,叶绿体类囊体薄膜上,叶绿体基质中,水的光解；ATP的生成,CO2的固定； C3的还原,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。,1、光合作用过程的正确顺序是（ ） 二氧化碳的固定 氧气的释放 叶绿素吸收光能水的光解三碳化合物被还原 A. B. C. D. 2、
11、在暗反应中，固定二氧化碳的物质是（ ） .三碳化合物 .五碳化合物 . .O2,3、与光合作用光反应有关的是（ ） H2O ATP ADP CO2 A. B. C. D.,A,讨论：条件变化时，各种物质合成量的动态变化。,增加,减少,减少或没有,减少或没有,减少,增加,增加,增加,减少,增加,减少或没有,增加,增加,减少,减少,增加,H2O2H + 1/2O2,水的光解：,ATP的合成：,暗反应,总结,光反应,特别说明：光合作用的产物除糖类和氧外，还有氨基酸、脂肪等有机物,总结,光反应,CO2的固定：,CO2的还原：,原料和产物的对应关系：,（CH2O）,C,H,O,CO2,CO2,H2O,O
12、2,H2O,能量的转移途径,碳的转移途径,光能,ATP中活跃的化学能,(CH2O)中稳定的化学能,CO2,C3,（CH2O）,光合作用的意义,为一切生物生命活动的进行提供所必需的营养物质,为一切生物生命活动的进行提供所必需的能量,维持大气中氧气和二氧化碳的平衡。缓解温室效应,总之，从物质转变和能量转变的过程来看，光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。,形成臭氧，保护地球生物,自养生物,以光、CO2、H2O等无机物为原料合成糖类等有机物，且有机物中储存着由光能转换来的能量。例如绿色植物、许多微生物。,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。例如人、动物、真菌及大多数的细菌
13、。,利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。少数的细菌，如硝化细菌、硫细菌、Fe细菌。,光能自养生物,化能自养生物,生长时能以简单的无机物作为营养物质，称为自养型生物,新陈代谢,同化作用 （把非己变成自己）,异化作用 （把自己变成非己）,自养型,异养型,需氧型,厌氧型,红螺菌的同化作用属于兼性营养型,酵母菌的异化作用属于兼性厌氧型,光能自养型,化能自养型,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
14、的，CO2是在_固定的。,水的光解,形成ATP,H,ATP,CO2,H2O,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：,图中A是_,B是_,它来自于_的分解。 图中C是_，它被传递到叶绿体的_部位，用于_ 。 图中D是_，在叶绿体中合成D所需的能量来自_ 图中G_,F是_,J是_ 图中的H表示_， H为I提供_,2,水,H,基质,用作还原剂，还原C3,ATP,色素吸收的光能,光反应,H和ATP,色素,C5化合物,C3化合物,糖类,6.某科学家用含有14C的CO2来追踪光合作用中的C原子，14C的转移途径是（ ） A、CO2 叶绿体 AT
15、P B、CO2 叶绿素 ATP C、CO2 乙醇 糖类 D、CO2 三碳化合物 糖类,D,5.将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的C02条件下。如果将环境中C02含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况依次是( ) A. 上升；下降；上升 B. 下降；上升；下降 C. 下降；上升；上升 D. 上升；下降；下降,C,植物在光照下单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。可通过测定一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量地表示。,光合作用强度概念,影响光合作用强度的因素,植物自身因素(植物种类、不同生长阶段、酶的种类和数量、叶面积指数、叶龄),环境因素：光（强度、光质、时间长短）、温度、水分、CO2
