《高一生物人教必修1同步课件第5章第4节共119》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高一生物人教必修1同步课件第5章第4节共119（119页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、成才之路 生物,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 必修1,细胞的能量供应和利用,第五章,1.1.1集合的概念,第4节能量之源光与光合作用,第五章,1.1.1集合的概念,1用无水乙醇提取色素的原理是色素能溶解在无水乙醇中。 2不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。 3二氧化硅有助于研磨充分，碳酸钙可防止研磨中色素被破坏。 4层析后滤纸条上自上而下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。,目标预览： 1实验探究绿叶中色素的种类，说明各种色素的作用。(难点) 2说出叶绿体的结构和功能。(重点) 3概述光合作用发现史。 4理解光反应和暗反应之间的物质和
2、能量的变化。(重、难点) 5探究影响光合作用强度的环境因素。(重、难点) 6了解光合作用的原理在农业生产中的应用。,情境导入： 2009年12月，温家宝总理在哥本哈根国际气候变化大会上再次指出：“中国是世界人工造林面积最大的国家。我们将持续大规模开展退耕还林和植树造林，大力增加森林碳汇。”目前我国人工林保存面积达6 168.84万公顷，居世界第一位。森林是陆地上最大的“储碳库”和最经济的“吸碳器”，科学研究表明：森林每生长1立方米，平均能吸收 1.83吨二氧化碳。 植物通过光合作用吸收CO2，该过程是 怎样进行的？,(一)问题探讨 1用这种方法可以提高光合作用强度。因为叶绿素吸收最多的是光谱中
3、的蓝紫光和红光。不同颜色的光照对植物的光合作用会有影响。 2因为叶绿素对绿光吸收最少，所以不使用绿色的塑料薄膜或补充绿色光源。,(二)实验 1滤纸条上有4条不同颜色的色素带，从上往下依次为：胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。这说明绿叶中的色素有4种，它们在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散的快慢也不一样。 2滤纸上的滤液细线如果触到层析液，细线上的色素就会溶解到层析液中，就不会在滤纸上扩散开来，实验就会失败。,(三)资料分析 1恩格尔曼实验的结论是：氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。 2提示：实验材料选择水绵和好氧细菌
4、，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察 ，用好氧细菌可确定释放氧气多的部位；没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰；用极细的光束照射，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组对照实验；临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果等。 3叶绿体是进行光合作用的场所。,2提示：从人类对光合作用的探究历程来看，生物学的发展与物理学和化学的研究进展关系很密切。例如，直到1785年，由于发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳，这个事例说明生物学的发展与化学领域的研究进展密切相关。又如，鲁宾和卡门利用同位素示踪法证明光合作用释放的氧气来自水，而不是来自二氧化碳；卡尔文用
5、同位素示踪技术探明了二氧化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，都说明在科学发展的进程中，相关学科的互相促进，以及技术手段的进步对科学发展的推动作用。,(六)思考与讨论2,2.物质联系：光反应阶段产生的H，在暗反应阶段用于还原C3； 能量联系：光反应阶段生成的ATP，在暗反应阶段中将其储存的化学能释放出来，还原C3形成糖类，ATP中的化学能则转化为储存在糖类中的化学能。,一、捕获光能的色素 1提取绿叶中的色素 (1)原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂_中。,自 主 预 习,无水乙醇,5 g绿叶,二氧化硅,碳酸钙,无水乙醇,玻璃漏斗,单层尼龙布,棉塞,2分离绿叶中的色素 (1)原理：不同
6、色素在层析液中的_不同，_的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。 (2)步骤：,溶解度,溶解度高,剪去两角,距去角的一端1 cm,毛细吸管,一两,滤液细线,滤液细线,3.分析四种色素对光吸收的差异,胡萝卜素,叶黄素,蓝紫光,叶绿素b,叶绿素a,蓝紫光和红光,二、叶绿体的结构和功能 1结构：一般呈扁平的椭球形成或球形，外表具_，内部有基粒和_，基粒是由_堆叠而成。吸收光能的色素分布于_，与光合作用有关的酶分布在_。 2功能：是进行_的场所。,双层膜,基质,类囊体,类囊体薄膜,叶绿体基粒上和基质中,光合作用,三、光合作用的探究历程 11864年，德国的萨克斯的实验证实了光合作用的产物有_。 219
7、39年，美国的鲁宾和卡门利用_证明了_。 320世纪40年代，美国的卡尔文，利用_技术最终探明了_在光合作用中转化成_的途径。,淀粉,同位素标记法,光合作用释放的氧气来自水,放射性同位素标记,CO2,有机物中碳,四、光合作用的过程及应用 1光反应 (1)场所：叶绿体的_上。 (2)条件：_、色素、酶等。 (3)物质变化：将水分解为_，将ADP和Pi合成ATP。 (4)能量变化：光能转变为_。,类囊体薄膜,光照,H和O2,活跃的化学能,2暗反应 (1)场所：叶绿体的_中。 (2)条件：酶、H、ATP。 (3)物质变化： aCO2的固定：C5CO2_；b.C3的还原：C3HATP_。 (4)能量变
8、化：ATP中活跃的化学能转变为_。,基质,2C3,C6H12O6,稳定的化学能,无机物的氧化,无机物有机物,NH3、HNO2,CO2和H2O,绿色植物,硝化细菌,(2)异养生物： 概念：只能利用环境中_来维持自身生命活动的生物。 代表生物：人、动物、真菌、大多数细菌。,现成的有机物,1.夏季的树叶多为绿的海洋，到了深秋时节更有“看万山红遍，层林尽染”的美景，试从生物学角度分析其原因。 2植物能进行光合作用制造有机物，有位同学就想：“如果人能像绿色植物一样，岂不是不用吃饭了吗？”如果该同学的想法能实现，你认为人体细胞应具备什么样的结构？ 3在进行植物温室栽培时，大棚内常常放几个燃烧的煤炉，你知道
9、是什么原因吗？ 4在大棚种植时一般选用哪种颜色的薄膜？为什么？,互 动 探 究,提示：1.春夏时节叶绿素所占比例大，故叶子为绿色，而到了深秋叶绿素大量分解，类胡萝卜素含量相对增加，故叶子为黄色或橙黄色。 2细胞质中有叶绿体。 3既能提高温度，又能提高棚内CO2的浓度，有利于提高作物的光合作用强度。 4一般选用无色透明的薄膜，因为能够透过各种单色光。,1,绿叶中色素的提取和分离,要 点 归 纳,2实验步骤,3.有关色素带的分析 (1)从色素带的位置可知道各种色素在层析液中溶解度的高低依次为：胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b。(记忆口诀：胡黄ab) (2)从色素带的宽度可知各种色素的含量一般情况下为
10、：叶绿素a叶绿素b叶黄素胡萝卜素。 (3)在滤纸条上距离最近的两条色素带是叶绿素a与叶绿素b，距离最远的相邻的两条色素带是胡萝卜素和叶黄素。,4绿叶中的色素对光的吸收特点 (1)绿叶中的色素只吸收可见光，对红外光和紫外光等不吸收。 (2)叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他可见光并非不吸收，只是吸收量较少。,实验中的注意事项 加入无水乙醇后，要进行迅速、充分的研磨，迅速研磨可以防止溶剂挥发，充分研磨是为了使更多的色素溶解在溶剂中，否则提取的色素量减少。 过滤时，不能用滤纸，要用单层尼龙布(或脱脂棉)，因为滤纸可以吸附色素，降低滤液中色素的含量，使实验效果不明显。
11、,下列有关“叶绿体色素的提取和分离”的实验叙述正确的是() A加入碳酸钙防止滤液挥发 B用NaCl溶液提取叶片中的色素 C用无水酒精或丙酮分离滤液中的色素 D加入二氧化硅(石英砂)有利于充分研磨,典 例 导 析,1,解析本题考查实验中药品和试剂的作用。加入碳酸钙的目的是防止叶绿素被有机酸破坏掉；色素的提取利用的是无水乙醇；色素的分离利用的是层析液；加入二氧化硅是使研磨更充分。 答案D,在进行叶绿体色素提取和分离的实验中，不能让层析液没及滤液细线的原因是() A滤纸上的几种色素会扩散不均而影响实验效果 B滤纸上的滤纸细线会变粗而使色素带相互重叠 C色素会溶解在层析液中，在滤纸上达不到层析效果 D
12、会导致不同色素随层析液在滤纸上扩散的速度不同 答案C 解析若层析液没及了滤液细线，会使色素溶解在层析液中，使层析效果不明显。,1,1.叶绿体的结构及功能 (1)结构： 双层膜：分为内膜和外膜，其主要功能是控制物质进出叶绿体。,2,叶绿体的结构和功能,要 点 归 纳,基粒：由囊状结构堆叠而成，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。 基质：在基粒与基粒之间充满基质，基质中含有与光合作用有关的酶。 (2)功能： 叶绿体内的基粒和类囊体扩展了受光面积，含有许多吸收光能的色素分子和光合作用所必需的酶，因此叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。,(3)实验设计巧妙之处： 实验材料
13、选择水绵和好氧细菌：水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可确定释放氧气的部位。 没有空气的黑暗环境：排除了氧气和光的干扰。 用极细的光束点状投射：叶绿体上可分为获得光照和无光照的部位，相当于一组对照实验。 进行黑暗(局部光照)和完全暴露在光下的对照实验：明确实验结果完全是由光照引起的等。,(1)光合作用的酶分布在类囊体的薄膜上和基质中，但光合色素只分布在类囊体的薄膜上。 (2)叶绿体以囊状结构堆叠成基粒的方式增大膜面积，而线粒体以内膜向内腔折叠形成嵴的方式增大膜面积。,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叶绿体中的色素都分布在囊状结构的膜上 B叶绿体
14、中的色素分布在外膜和内膜上 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 解析叶绿体中的色素都分布在囊状结构的薄膜上。 答案A,典 例 导 析,2,1880年，美国科学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状水绵上，并在水绵悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况。他得出光合作用在红光区和蓝光区最强。这个实验的结论是() A细菌对不同的光反应不一，细菌集中的地方，细菌光合作用强 B好氧细菌集中的地方，O2浓度高，水绵光合作用强 C好氧细菌集中的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强,2,D好氧细菌大量消耗O2，使水绵光合作用速率加快，
15、则该种光有利于光合作用 答案B 解析好氧细菌集中的地方就是O2多的地方，O2是光合作用的产物，所以此处的光合作用强。该实验的思路就是以好氧细菌聚集为观察指标，代表O2的释放情况，表明光合作用在哪种光区最强，而与产生有机物的多少无关。,1.探究历程,3,光合作用的探究历程,要 点 归 纳,2.从光合作用的探究历程可知： (1)普利斯特利的实验的优点和不足,(2)萨克斯实验的成功之处 方法的成功： a设置了对照实验，自变量为光照，因变量是叶片颜色的变化。 b实验的关键是饥饿处理，使叶片中的营养物质消耗掉，避免了对实验结果的干扰。 认识上的成功：本实验在证明光合作用的产物是淀粉的同时，还证明了光照是光合作用的必要条件。,(3)鲁宾和卡门实验 巧妙之处：两组实验相互对照直观地表现出氧气是来自于水的光解，而不是来自于二氧化碳中的氧。 自变量为被标记的C18O2和HO，因变量是O2的放射性。,如图，在温室下，将3株脱淀粉(经过充分“饥饿”处理)的同种植株和相同体积的不同溶液放在钟罩内，给予相同强度的光照，本实验可以证明(),典 例 导 析,3,A光合作用速率随CO2浓度增大而增大 B光合作用的必需条件是CO2 C过多的CO2阻碍光合作用 DNaHCO3能抑制
