高中生物必修一能量之源-----光和光合作用 人教版

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1、第四节 能量之源-光与光合作用一、捕获光能的色素和结构1说出绿叶中色素的种类和作用。2说出叶绿体的结构和功能。学习目标：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。思考？ 为什么有些植物叶片不是绿色的? 为什么有些植物叶片在不同时期颜色不同呢？1、捕获光能的色素绿叶中有哪些与光合作用有关的色素呢？实验实验 绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离提取和分离叶绿体中的色素实验原理： 1.提取：叶绿体中的色素都能溶解于有机溶剂 中，如无水

2、乙醇、丙酮等。所以可以用无水 乙醇提取叶绿体中的色素。 2.分离：绿叶中的色素不止一种，它们都能溶 解在层析液中。然而，它们在层析液中的溶 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，因而可用纸层析法进行 分离。Si02CaCO32 ml 无水乙醇取材研磨 过滤一、提取色素加入少许碳酸钙的目的是防止叶绿体的色素被破坏 加入二氧化硅的目的是为了研磨更充分 加入无水乙醇（或丙酮）的目的是为了溶解叶绿体 的色素 过滤时不能用滤纸，因为滤纸会将色素吸收，而改 用尼龙布方法与步骤骤：提取色素色素的分离二、制备滤纸条三、划滤液细线滤液长 10cm 宽 1cm 制备滤纸条 画滤液细线四、色素分

3、离层析液 分离色素 分离色素实验结果：（黄绿色 ）胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b（橙黄色）（黄色）（蓝绿色） ）滤纸上分离出的四条色素带从 上到下依次是胡萝卜素、叶黄素 、叶绿素a、叶绿素b 。说明：胡 萝卜素在层析液中的溶解度最大 叶绿素a的色素带最宽。说明 叶绿素a的含量最多类胡萝卜素叶绿素（1）叶片要新鲜、颜色要深绿。（2）研磨要迅速、充分。（3）滤液收集后，要及时用棉塞将试管口塞紧，以免滤液挥发。（4）滤液细线不仅细、直，而且含有比较多的色素（可以画二三次）。（5）滤纸上的滤液细线不能浸入层析液。实验成功的关键：实验原理：一、研磨绿叶时为什么要加 SiO2、CaCO3 、丙酮？答：二、

4、划滤液细线时为什么要越细越好？答：三、层析时为什么滤液细线不能没及层析液？答：四、层析液的组成 是什么？答：五、为什么色素会分离开？其原理是什么？答：六、实验后为什么要洗手？ 答：加SiO2能破坏细胞从而研磨得充分，加CaCO3能中和细胞中有酸性物质以防止叶绿素被破坏，加丙酮的目的是溶解色素滤液细线越细则色素的分离越清楚若没及滤液细线则层析液会将色素溶解，实验将失败主要成份是石油醚，其次还有丙酮、苯等因为四种色素的石油醚等溶剂中的溶解度不同，其中溶解度最高的 是胡萝卜素、最小的是叶绿素b，溶解度不同则在滤纸上的扩散速度 不同，溶解度越大的扩散速度也越快，利用其扩散速度不同而将色素 分离开因为丙

5、酮、苯等有机溶剂对人体有害练习1叶绿体色素的提取和分离的实验结果，在滤纸条上四条色素带从上到下依次是 A 胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素bB叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素bC叶绿素a、叶绿素b 、胡萝卜素、叶黄素D胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b、叶黄素2、把下列药物选入相应的空白处保护叶绿素 （ ）溶解各种色素 （ ）为研磨充分 （ ）促使各种色素在滤纸上扩散 （ ）A 丙酮 B碳酸钙 C二氧化硅 D层析液ABADC4（2005广东生物4）叶绿体色素的纸层析结果显示叶绿素b位于层析滤纸的最下端，原因是（ ）A、分子量最小 B、分子量最大C、在层析液中的溶解度最小 D、在层析液中的溶解度最

6、大C3在圆形滤纸的中央点上，对叶绿体的色素进行色素层析，会得到近似同心的四个色素环，排列在最里圈的色素呈（ ）A橙黄色 B蓝绿色 C黄绿色 D黄色C色素的作用课件演示色素的作用：吸收、传递、转化光能0波长吸收光能的百分比50100叶绿素a叶绿素b类胡萝卜素叶绿素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2、捕获光能的结构2、捕获光能的结构色素 酶（3）场所：基粒的类 囊体薄膜（1）形态：扁平的椭 圆 形或球形（2）结构:外膜、内膜 、基粒、基质叶绿体双层膜基粒有色素和酶是 光反应的场所基质有各种酶是暗 反应的场所（内有少量的RNA ）与光合作用有关的色素存在于哪呢？类囊

7、体的薄膜上本节聚焦1、捕获光能的色素有哪些？2、叶绿体的结构是怎样的？ 3、叶绿体的结构有哪些适于进行光合作用的特点？练习1、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 A2在一定时间内，同一株绿色植物在哪种光的照射下，放出的氧气最多 （ ） A红光和绿光 B红光和蓝紫光 C蓝紫光和绿光 D蓝紫光和橙光B3、叶绿体的功能1880年：德国科学 家恩格尔曼用水绵进行 有关实验，发现好氧菌 只集中在叶绿体被光束 照射到的部位，从

8、而证 明光合作用放出氧气；光合作用放出氧气； 光合作用的场所是叶绿光合作用的场所是叶绿 体。体。恩格尔曼的实验（1）光合作用的场所 （2）它内部的巨大膜表面上，不仅分布 着色素，还有许多酶3、叶绿体的功能二、光合作用的原理和应用1说明光合作用以及它的认识过程 2尝试探究影响光合作用强度的环境因素3说出光合作用原理的应用4简述化能合成作用 学习目标：（一）光合作用的探究历程：1、普利斯特利实验2、英格豪斯实验3、梅耶观点4、萨克斯实验5、恩格尔曼实验6、鲁宾和卡门实验7、卡尔文实验问题1：植物为什么会生长？古希腊亚里士多德：认为：根吸收土壤中的养分土壤减少的重量=植物增加的重量五年后1642年，

9、比利时海尔蒙特实验柳树增重柳树增重74.4774.47kgkg土壤减少土壤减少0.060.06kgkg结论：植物增重主要来自水分讨论：实验的不足在哪里呢？ 没有考虑到空气的影响问题2：植物放出氧气之谜？结论：植物能够净化空气不足：没有考虑到光照的影响。1771年，英国普利斯特利实验植物可以更新空气结论:明确：绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳结论：光照是植物能够更新空气的条件1779年，英格豪斯实验1785年，发现了空气的组成1864年，德国科学家萨克斯半遮光实验问题3：植物进行光合作用的条件、场所和产物分别是什么？一半曝光，一半遮光在暗处放置几小的叶片绿色叶片在光合作用中产生了淀粉

10、碘蒸气处理萨克斯实验结论:结论：光合作用的产物是淀粉，需要光思考 :1为什么对天竺葵先进行暗处理？ 2为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢？ 3这个实验说明了什么问题？ 暗处理是为了将叶片内原有的淀粉运走耗尽。 部分遮光部分曝光，是为了进行对照。 碘遇淀粉变蓝，结果证明绿叶在光下制造了淀粉。 1864年，德国科学家萨克斯半遮光实验叶绿体是植物进行光合作用的场所结论:水 绵 水绵是常见的淡水藻 类 每条水绵由许多个结 构相同的长筒状细胞 连接而成。 水绵很明显的特点是 ：叶绿体呈带状，螺 旋排列在细胞里。 1880年，德国恩格尔曼实验极 细 光 束黑暗中光照下恩格尔曼实验示意图结论：叶绿体是进行

11、光合作用的主要场所 思 考 ：1为什么选用水绵做为实验材料？ 2为什么选用黑暗并且没有空气的环境？ 3为什么先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全曝露在 光下？ 因为水绵不仅有细而长的带状叶绿体，而且螺旋分布于细 胞中，便于进行观察和分析研究。 为了排除实验前环境中光线和氧的影响，确保实验的准确性。 先选极细光束，用好氧细菌检测，能准确判断水绵细 胞中释放氧的部位；而后用完全曝光的水绵与之做对 照，从而证明了实验结果完全是光照引起的，并且氧 是由叶绿体释放出来的。 问题4：释放的O2 来自于H2O还是CO2？广而告之：同位素标记法 课本P1021939 鲁宾和卡门实验结论：光合作用释放的氧全部

12、来自水。有机物是如何合成的？光合作用释放的氧来自水结论:20世纪40年代 卡尔文实验结论：卡尔文循环原料/条件 场所 产物 海尔蒙特(van Helmont)普里斯特利（J. Priestley）英格豪斯（J. Ingen-housz）萨克斯（J. von Sachs）恩吉尔曼（C. Engelmann） H2O淀粉叶绿体（阳光）O2CO2CO2 + H2O光能叶绿体（CH2O） + O2自主探究： 设计光合作用的过程中需要二氧化碳科学探究的一般过程提出问题作出假设设计实验进行实验分析结果表达与交流（光合作用需要二氧化碳吗？）（光合作用需要二氧化碳）（设计方案、预期结果）（按预定方案进行实验）

13、（分析实验结果，得出结论）（总结，写实验报告并适当交流）分析：结论：A 装置内存在CO2B 装置中不存在CO2CO2是光合作用的原料之一。探究光合作用需要CO2实验装置作业:请设计实验探究光 合作用的过程中需要水光合作用的过程绿色植物绿色植物通过通过叶绿体叶绿体，利用，利用光能光能把把COCO2 2和和HH2 20 0合合成为储存能量的有机物（成为储存能量的有机物（CHCH2 2OO），并且释放），并且释放OO2 2的过程的过程光合作用的概念：光合作用的概念：产物产物场所场所条件条件原料原料产物产物1、光合作用的反应式：CO2+H2O (CH2O)+O2叶绿体光能场所 条件 原料 产物 叶绿体

14、光能CO2和H2O氧气、水、糖类等有机物糖 类2、过程依据反应过程是否需要光能划分为：光反应和暗反应两个阶段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？实际情况究竟如何？一起来详细了解 一下光合作用的两个阶段条件 ： 场所：叶绿体内的类囊体膜上光反应阶段 光、色素、酶H2O O2 +H光光叶绿体O2O2O2O2O2O2O2O2O2暗反应光 反 应ADP+Pi+能量ATP酶水的光解：ATP的生成：光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中暗反应条件： 不需光，需多种酶 场所： 叶绿体的基质中过程CO2的固定： CO2C5 2C3酶C3的还原：ATP中活跃的化学能转变为糖类等有机物

15、中稳定的化学能暗反应阶段C3+H (CH2O)+C5酶ATPADP+Pi暗反应CO2+C52C31、二氧化碳的固定2、二氧化碳的还原2C3 C6H12O6+H20+C5ATP酶酶H光合作用的全过程色素分子可见光C52C3ADP+PiATP2H2OO24H多种酶 酶 （CH2O）CO2吸收光解能固定还原酶光反应暗反应 光合作用的过程光合作用怎样进行？1、影响光反应的因素主要是光照强度，无光则不能进行光反 应，光照强度弱时光反应产生的ATP和NADPH减少，会限制 暗反应进行，使C3化合物增多，C5减少。 2、影响暗反应的因素主要是温度和CO2浓度，当CO2不足， 则使C3减少，C5增多，使光合作用的产物（主要是糖类）减 少。思考：若改变光照强度，或减少CO2的供应，C3和C5会 有何变化？1光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是（ ）A叶绿体的类囊体膜上进行光反应