《人教版教学课件云南省弥勒县庆来中学2011-2012学年高一生物-5.3.2-植物有效成分的提取及光合作用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版教学课件云南省弥勒县庆来中学2011-2012学年高一生物-5.3.2-植物有效成分的提取及光合作用（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三讲 细胞代谢,第2课时 植物有效成分的提取及光合作用,一、考试要求,1.说出绿叶中色素的种类和作用；说出叶绿体的结构和功能。 2.说明光合作用以及对它的认识过程；说出光合作用原理的应用。 3.尝试探究影响光合作用强度的环境因素。 4. 简述化能合成作用。 5. 了解提取植物芳香油的基本原理，研究从生物材料中提取特定成分的方法，初步学会某些植物芳香油的提取技术。 6. 了解有关胡萝卜素的基础知识和提取胡萝卜素的基本原理，初步学会胡萝卜素的提取技术和纸层析的操作方法，并初步了解有机溶剂的相关知识。,二、知识整理,1光合作用的概念,光合作用是绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存
2、着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。,2.绿叶中的色素提取,a.原理：各种色素能溶解城有机溶剂中形成溶液，使色素从生物组织中脱离出来；各种色素都能溶解在层析液中，但在层析液中的溶解度不同：溶解度大的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，因而不同色素可以在滤纸上扩散而分开，各种色素分子在滤纸上形成不同的色素带。,b.实验流程：,实验成功的关键:,叶片要新的新鲜、颜色要深绿，含有较多的色素。 研磨要充分迅速。 滤液细线不仅要求细、直，而且要求含有较多的色素，所以要求待滤液干后再画1-2次。 滤纸条上的滤液细线触及层析液，否则滤纸上的色素会溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带。,3.从绿叶中
3、提取的四种色素对光的吸收特点,根据叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱可知： 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。,这些色素吸收的光都可用于光合作用。叶绿素对绿光吸收的最少，绿光被反射出来，所以叶片呈绿色。,4.捕获光能的色素在细胞中存在的部位,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分布在细胞中一个个更小的结构 (叶绿体) 中。 叶绿体在光镜下一般呈扁平的椭球形或球形；电子显微镜下：外有双层膜 ，内有许多 基粒，基粒与基粒之间充满了基质。每个基粒都是由一个个圆饼状的囊状结构(类囊体)堆叠而成。吸收光能的四种色素就分布在类囊体的薄膜上
4、。 叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上不仅分布着许多吸收光色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。,5.光合作用的发现历程,1771年英国科学家普利期特利用实验证实了：植物可以更新因蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊的空气。,1779年，荷兰科学家英格毫斯证明了：阳光和绿叶在更新空气中不可缺少,1861年，德国的萨克期的实验证实了：光合作用的产物除氧气外还有淀粉。,1939年，美国的鲁宾和卡门利用同位素标记法证明了：光合作用释放的氧气来自于水,20世纪40年代，美国的卡尔文，利用同位素示踪技术最终探明了：二氧化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中 途径，这一途径称为卡尔文循环。,6.光
5、合作用的两个阶段区别与联系,7.环境因素对光合作用强度的影响,1.影响因素：空气中二氧化碳的浓度、土壤中水分的多少、光照时间的长短与强弱、光的成分以及温度的高低等。 2、光合作用强度的表示方法：单位时间内光合作用产生糖的数量；单位时间内光合作用吸收二氧化碳的量；单位时间内光合作用放出氧气的量。,光合作用强弱的判断：沉于水底的圆形小叶片，在光照下，光合作用越强，产生的氧气越多，在水中浮起所用是时间也就越短。 制造不同的光照强度：用相同亮度的台灯，通过调节灯与实验装置的距离来制造出相对的强、中、弱三种光照强度。 注意的问题：实验前，要使叶片内的气体逸出并进行黑暗处理，这是为了使细胞间隙 水，使叶片
6、都沉入水底。 各烧杯都倒入富含二氧化碳的清水，是因为二氧化碳是光合作用进行的原料。 实验时，各烧杯都应置于适宜的温度条件下。,3. 实验探究：光照强弱对光合作用的影响,8.光合作用与化能合成作用,不同点： 能量 的来源不同：光合作用的能量来源是光能；化能合成 能量来源是幼苗体外某些无机物氧化时所释放的化学能。 生物类群不同：进行光合作用的生物类群主要是绿色植物，还有某些微生物；进行化能合成作用的生物类群主要是某些细菌。 相同点： 都能将二氧化碳和水合成储存有能量的有机物。,9.植物芳香油的提取,(1)来源：主要来自于植物。 (2) 提取方法：蒸馏(适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油)、
7、压榨(适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取)和萃取(适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分浸泡在有机溶液中) (3)原理：水蒸气蒸馏是利用水蒸气将挥发性强的芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后，混合物又重新分出油层和水层。 压榨法是通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油。 萃取是使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂后就可获得芳香油。,(3) 利用水蒸气蒸馏如何将玫瑰精油提取出来？,提取流程：鲜玫瑰花+清水水蒸汽蒸馏油水混合物,分离油层,除水,玫瑰油,注意：蒸馏温度的高低、时间的长短等因素会影响产物的品质。,(4)用压榨法提取橘皮精油的流程是怎样的？ 石灰水浸泡漂洗压榨过滤静置再次过滤橘皮油
8、注意：石灰水在提取过程中使用的目的：氢氧化钙溶液的俗名是石灰水，pH为12，强碱性，能够破坏细胞结构，分解果胶，防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率。,10.胡萝卜素的提取,a.工业生产中-胡萝卜素的方法有哪几种？ 从植物中提取；从大面积养殖的岩藻中提取；利用微生物的发酵生产。 b.原理和萃取剂的选择： 根据胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点，可以考虑有机溶剂萃取的方法。 有机溶剂分为水溶性和水不溶性两种。乙醇和丙酮能够与水混溶，是水溶性有机溶剂；石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳等不能与水混溶，称为水不溶性有机溶剂。 萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有很高的溶点，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水溶。最佳萃
9、取剂为石油醚。,c.提取胡萝卜素的实验流程： 胡萝卜粉碎干燥萃取过滤浓缩胡萝卜素 注意：萃取过程应避免明火加热，要采用水浴加热，以免引起有机溶剂的燃烧；为防止有机溶剂的挥发，要在加热瓶口安装将信将疑回流装置。 d.通过纸层析对胡萝卜素粗品进行鉴定应注意什么？ 层析时注意选择干净的滤纸，为了防止操作时对滤纸的污染，应尽量避免用手直接接触滤纸，可以带手套进行操作。点样时应注意点样斑点不能太大（直径应小于0.5），如果用吹风机吹干，温度不宜过高，否则斑点会变黄。将点好样的滤纸卷成筒状，卷纸时注意滤纸两边不能相互接触，以免因毛细管现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快，溶剂前沿不齐，影响结果。,三、知识拓展
10、,1.影响光合作用的因素：,(1)光照强度 曲线分析 A点光照强度为0此时只进行细胞呼吸，释放的二氧化碳量可表示此时细胞呼吸的强度。AB段：随光照 强度增强，光合作用强度也逐渐增强，二氧化碳的释放量也逐渐减少，这是因为 细胞呼吸释放的二氧化碳有一部分用于光合作用，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度。B点细胞呼吸释放的二氧化碳全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度。BC段：随光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强了。,应用：阴生植物的B点前移，C点较低，如图中虚线所示。间作套种时作物的种类搭配，林带树种的配置等都是对这一原理的应用。,(2)绿叶面积 曲线分析 OA段：
11、随叶面积的不断增大 ，光合作用实际量不断增大。A点：为光合作用叶面积的饱和点。随叶面积的增大，光合作用不再增加，原因是叶片相互遮挡，影响对光的吸收。OB段 ：表明干物质量随叶面积增加而增加。BC段 ：由于A点以后光合作用不再增加，但叶片的呼吸量随叶面积的增大而增加，所以干 物质积累量降低。 应用：适当间苗，合理密植，适当修剪，避免徒长。,(3)二氧化碳浓度,曲线分析 AB段 ：在 一定浓度范围内，随二氧化碳浓度的增加，植物的光合速率加快。A点：表示进行光合作用所需二氧化碳的最低浓度。B点：表示二氧化碳的饱和点，超过该浓度，光合速率不再增加。 应用：对农田里的农作物应合理密植，“正其行，通其风；
12、对温室作物来说，应增施农家肥料或使用二氧化碳发生器。,(4)温度,曲线分析 光合作用是在多种酶的催化下进行的，温度直接影响酶的活性。AB段：表示在一定温度范围之内，随温度的升高，光合作用逐渐增强；B点表示光合作用的最适温度，此时光合速率最高；BC段表示 ，超过了光合作用的最适温度，随温度的升高，光合作用强度逐渐下降。 应用：适时播种；温室栽培中要保持昼夜温差。,(5)必需矿质元素供应对光合作用的影响 影响：矿质元素直接或间接影响光合作用。一定范围 内N、P、K等矿质元素越多，光合速率越快。N是构成 叶绿素、酶、ATP等的元素；P是构成ATP等的元素，参与叶绿体膜的构成；Mg是构成叶绿素的元素；
13、K影响糖类的合成和运输。 应用：合理施肥。 (6)水对光合作用的影响 影响：水尽管是光合作用的原料和化学反应的介质，但是水对光合作用的影响在多数情况下是间接影响。缺水导致气孔关闭，限制二氧化碳进入叶片；缺水引起叶片内淀粉水解加强，可溶性糖过多，光合产物输出缓慢等。 应用：预防干旱，合理灌溉。,2.叶绿体处不同条件下，C3、C5、H、ATP以及(CH2O)合成量的动态变化,四、高考真题,1.（2006年江苏，2）光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，下列参与暗反应必需的物质是 ( ) AH2O、CO2、ADP BCO2、NADPH、ATP CH2O、CO2、ATP DNADPH、H2O、ADP,思
14、路解析本题考查的是暗反应过程需要的条件。光合作用根据是否需要光可分为光反应和暗反应两个阶段。暗反应需要光反应提供还原型H（NADPH）和ATP。在ATP和一系列酶的催化作用下，NADPH还原二氧化碳，同时形成贮存能量的有机物（主要是糖类）。 答案：B,2（2006年广东，42）材料1：1642年，比利时科学家海尔蒙特进行了一项著名的柳树实验。他在一个花盆里栽种了一棵2.3 kg的柳树。栽种前，花盆里的泥土经过高温烘烤干燥后称重为90.8 kg。以后的5年中，海尔蒙特除了只给柳树浇水外，没有在花盆里添加任何物质，每年秋天柳树的落叶也没有称重和计算：5年后，他将柳树和泥土分开称重，发现柳树的重量变
15、成了76.7 kg，泥土烘干后的重量为90.7 kg，比原来只减少0.1 kg。于是他得出结论：柳树获得的74.4kg物质只是来源于水： 材料2：科学家将一盆绿色植物放在不同波长的光下照射，然后测量该植物对不同光质的吸光率，结果列于下表：,(1)根据你所掌握的生物学知识，判断海尔蒙特的结论是否确切?为什么? (2)花盆内的泥土减少了0.1 kg，其原因是 。 (3)请用上表数据在指定方格纸内绘出植物叶片光吸收变化曲线，并分析得出结论。 (4)CO2浓度对植物光合作用强度影响的规律如右图。当外界CO2浓度处于A时，植物叶片光合作用所固定的CO2量与 相等；为提高封闭大棚内作物产量，棚内人工释放C
16、O2应控制在 _ (填图中字母)浓度为宜。,思路解析现在我们知道，一棵小树由小到大，其重量的增加主要来自光合作用固定的二氧化碳，并非只来自水（当然也来自土壤中的少部分矿质元素），所以海尔蒙特的结论不确切。从表中的数据可知，植物色素主要吸收可见光中的红橙光和蓝紫光，对于其他的光则吸收较少。光、温度、二氧化碳浓度等都可以影响植物的光合作用，从给出的坐标曲线图可以看出：A点时，光合作用强度（相对值）为零，说明叶片光合作用所固定的二氧化碳量与呼吸释放出的二氧化碳量相等，为CO2补偿点；在一定的二氧化碳浓度范围内（C点是CO2饱和点），随着二氧化碳浓度的升高，光合作用强度逐渐增强，据此，棚内人工释放二氧化碳应控制在C点对应的浓度为宜。,答案(1) 不确切 因为柳树干重的增加来自于光合作用产生的有机物 (2)柳树生长过程中从土壤中吸收了矿质元素 (3)曲线见下图。植物绿色叶片主要吸收蓝光和红光(蓝紫
