能量之源-光與光合作用（人教版）2023完整版課件

絕大多數(shù)生物，活細(xì)胞所需能量的最終源頭是

，將光能轉(zhuǎn)變成細(xì)胞能夠利用的化學(xué)能的生理過(guò)程是

。來(lái)自太陽(yáng)的光能光合作用第4節(jié)能量之源——光與光合作用捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)光合作用的原理和應(yīng)用正常苗白化苗正常幼苗能進(jìn)行光合作用制造有機(jī)養(yǎng)料白化苗不能進(jìn)行光合作用，無(wú)法制造有機(jī)養(yǎng)料這說(shuō)明光合作用需要色素去捕獲光能。捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)㈠實(shí)驗(yàn)——綠葉中色素的提取和分離：㈡綠葉中色素的種類和作用㈢捕獲光能的結(jié)構(gòu)——葉綠體觀看視頻，課后完成學(xué)案中的內(nèi)容實(shí)驗(yàn)——綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)原理:1、為什么用無(wú)水乙醇提取綠葉中的色素而不用水提取色素？若實(shí)驗(yàn)室中沒(méi)有無(wú)水乙醇，能否用其它有機(jī)溶劑代替？

綠葉中的色素溶于無(wú)水乙醇等有機(jī)溶劑，但不溶于水。能3、將綠葉中色素分離的方法和原理⑴方法：⑵原理：綠葉中的色素能溶解在

中，且不同的色素在

的

不同：

高的隨

在

上擴(kuò)散得快；反之則慢。幾分鐘之后，綠葉中的色素會(huì)隨著

在

上的擴(kuò)散而分離開(kāi)。紙層析法層析液中層析液中溶解度溶解度層析液濾紙層析液濾紙實(shí)驗(yàn)材料的選擇：新鮮的綠色葉片實(shí)驗(yàn)步驟：提取色素：制備濾紙條畫濾液細(xì)線色素分離觀察結(jié)果5g綠色葉片（剪碎）+少許SiO2+CaCO3+10ml無(wú)水乙醇迅速充分研磨過(guò)濾收集綠色濾液，加蓋：方法：細(xì)、直、勻（紙層析法）：方法及注意事項(xiàng)干燥后，重復(fù)幾次注意:1、研磨時(shí)：⑶加入

，目的是

。⑴加入

，⑵加入

，目的是為了研磨得充分防止在研磨時(shí)綠葉中的色素受到破壞溶解綠葉中的色素少許SiO2目的是少許CaCO310mL無(wú)水乙醇4、分離綠葉中的色素：注意事項(xiàng)：⑴濾紙條的放置：

⑵裝置①有濾液細(xì)線的一端朝下②下端應(yīng)插入層析液中③濾液細(xì)線不能觸及層析液加蓋濾紙上的濾液細(xì)線，為什么不能觸及層析液？

如果觸及到層析液，細(xì)線上的色素就會(huì)溶解到層析液中，而不會(huì)在濾紙上擴(kuò)散開(kāi)來(lái)。2、實(shí)驗(yàn)流程觀察記錄胡蘿卜素葉綠素a葉黃素葉綠素b類胡蘿卜素

葉綠素

1/4

3/4

黃綠色藍(lán)綠色橙黃色黃色色素的種類葉綠素類胡蘿卜素葉綠素a葉綠素b胡蘿卜素葉黃素葉綠體色素葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光色素種類顏色含量在層析液中的溶解度擴(kuò)散速度主要吸收的可見(jiàn)光作用藍(lán)綠色黃綠色黃色橙黃色葉綠素類胡蘿卜素3／41／4葉綠素a葉綠素b葉黃素胡蘿卜素最多較多最少較少最小最大較大較小最快最慢較快較慢紅光藍(lán)紫光藍(lán)紫光吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能這些捕獲光能的色素存在于細(xì)胞中的什么部位呢？三、綠葉中色素的分布外膜內(nèi)膜基粒基質(zhì)葉綠體的分布主要：葉肉細(xì)胞中其他：幼嫩莖、果實(shí)等器官的一些細(xì)胞中保衛(wèi)細(xì)胞基粒類囊體吸收光能的色素分布于類囊體的薄膜上極大地?cái)U(kuò)展了受光面積

葉綠體亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖外膜內(nèi)膜類囊體基粒色素基質(zhì)分布有注意：葉綠體的外膜、內(nèi)膜、類囊體薄膜都屬于

膜，基本支架都是生物磷脂雙分子層3、含有的成分：⑴少量的

；⑵色素：分布于

；⑶與

有關(guān)的酶，分布在葉綠體

。少量DNA和RNA基粒類囊體的薄膜上光合作用基粒類囊體上、基質(zhì)中葉綠體的功能⑴閱讀資料分析中的內(nèi)容，回答：①恩格爾曼實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？

②恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)方法有什么巧妙之處？

氧氣是葉綠體在光下釋放出來(lái)的，葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。③在葉綠體類囊體上和基質(zhì)中，含有多種進(jìn)行光合作用所必需的酶。說(shuō)明：

。葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所水綿是常見(jiàn)的淡水藻類每條水綿由許多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的長(zhǎng)筒狀細(xì)胞連接而成。水綿很明顯的特點(diǎn)是：葉綠體呈帶狀，螺旋排列在細(xì)胞里。Ⅰ、實(shí)驗(yàn)材料選擇a

和b

。a的優(yōu)點(diǎn)是

；b的優(yōu)點(diǎn)是

。Ⅱ、沒(méi)有空氣的黑暗環(huán)境排除了

和

干擾。Ⅲ、用極細(xì)的光束照射，葉綠體上可分為

和

的部位，相當(dāng)于一組

實(shí)驗(yàn)。Ⅳ、臨時(shí)裝片暴露在光下的實(shí)驗(yàn)再一次

。水綿好氧細(xì)菌葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察可確定釋放氧氣多的部位氧氣光光照多光照少對(duì)比驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果葉綠體是進(jìn)行光合作用的完整單位光合色素位于基粒上含光合酶位于基粒上和基質(zhì)中1、含有的成分看：2、結(jié)構(gòu)上看：葉綠體內(nèi)部有許多基粒，每個(gè)基粒中有許多個(gè)類囊體極大地?cái)U(kuò)展了受光面積光合作用的原理和應(yīng)用光合作用的定義光合作用的探究歷程光合作用的過(guò)程光合作用原理的應(yīng)用化能合成作用光合作用的定義

光合作用是指

通過(guò)

，利用

，把

和

轉(zhuǎn)化成

，并且釋放出

的過(guò)程。綠色植物葉綠體光能二氧化碳水儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物氧氣結(jié)論：植物的物質(zhì)積累不是來(lái)自于土壤，而是完全來(lái)源于水。開(kāi)始時(shí)5年后實(shí)驗(yàn)前后的差值柳樹(shù)的質(zhì)量2.3kg76.7kg干土的質(zhì)量90.8kg90.7kg+74.4kg－0.1kg17世紀(jì)比利時(shí)海爾蒙特柳苗栽培實(shí)驗(yàn)

直到18世紀(jì)中期，人們一直以為只有土壤中的水分是植物建造自身的原料，而沒(méi)有考慮植物能否從空氣中得到什么。普利斯特利（英）實(shí)驗(yàn)1771

結(jié)論：綠色植物可以更新空氣普利斯特利沒(méi)有發(fā)現(xiàn)光在植物更新空氣中的作用。①普利斯特利的實(shí)驗(yàn)只有在陽(yáng)光照射下才能成功。②植物體只有綠葉才能更新空氣。2、英格豪斯實(shí)驗(yàn)（1779年）

此時(shí)，人們尚不了解植物吸收和放出的究竟是什么氣體。1785年，由于發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，人們才明確綠葉在光下放出的氣體是氧氣，吸收的是二氧化碳提出問(wèn)題：光能哪里去了？1845年，德國(guó)科學(xué)家梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律明確指出：植物進(jìn)行光合作用時(shí)，把光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)。提出問(wèn)題：光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能，貯存于什么物質(zhì)中呢？即植物在吸收水分和二氧化碳、釋放氧氣的過(guò)程中，還產(chǎn)生了什么物質(zhì)呢？一半曝光，一半遮光在暗處放置幾小的葉片薩克斯（德）實(shí)驗(yàn)1864

暗處理光照碘蒸汽處理目的：消耗掉葉片中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)結(jié)論：光合作用的產(chǎn)物除氧氣外還有淀粉酒精脫色

光合作用的原料有水和二氧化碳，光合作用釋放的氧氣到底來(lái)自二氧化碳還是水。提出問(wèn)題：

隨著技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)同位素有了更多了解，這為解決氧氣來(lái)自水還是二氧化碳提供了研究手段。同位素標(biāo)記法可用于追蹤物質(zhì)的運(yùn)行和變化規(guī)律用同位素標(biāo)記的化合物，化學(xué)性質(zhì)不會(huì)改變同位素標(biāo)記法：

科學(xué)家通過(guò)追蹤

的化合物，可以弄清

的詳細(xì)過(guò)程。這種方法叫做同位素標(biāo)記法。同位素標(biāo)記化學(xué)反應(yīng)光合作用釋放的O2到底是來(lái)自H2O

，還是CO2呢？CO2C18O2H2O光照下的球藻懸液H218OO218O21939年魯賓、卡門同位素標(biāo)記法研究氧的同位素：18O結(jié)論：光合作用釋放的氧氣來(lái)自水。

返回光合作用氧氣來(lái)源的探究（１８３９年）提出問(wèn)題：光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物又是怎樣合成的呢？研究方法：同位素標(biāo)記法碳的同位素：14C美國(guó)科學(xué)家卡爾文實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)材料：小球藻（一種單細(xì)胞的綠藻）

用14CO2供小球藻進(jìn)行光合作用，然后追蹤檢測(cè)其放射性，最終探明了CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中碳的途徑。卡爾文循環(huán)卡爾文循環(huán)年代科學(xué)家結(jié)論1771年普利斯特利植物可以

.1779年英格豪斯只有在

只有

才可以更新空氣1845年梅耶光合作用把

轉(zhuǎn)化成

.1864年薩克斯綠葉通過(guò)光合作用產(chǎn)生

.1939年魯賓和卡門光合作用釋放的氧氣是來(lái)自

.194

年卡爾文光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物中的碳來(lái)自

.更新空氣光照下綠葉光能化學(xué)能淀粉水CO220世紀(jì)40年代1880年恩格爾曼：光合作用的場(chǎng)所是葉綠體植物可以更新空氣條件：光、綠葉吸收CO2，放出O2光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)產(chǎn)物：淀粉(CH2O)同位素標(biāo)記法：H218O→18O214CO2→有機(jī)物中的碳光合作用：原料：CO2

和H2O葉綠體光能產(chǎn)物：有機(jī)物和氧氣光合作用反應(yīng)式：CO2+H2O(CH2O)+O2光能葉綠體＊＊＊＊條件：酶場(chǎng)所：一段時(shí)間后一段時(shí)間后1、1771年普利斯特利實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：結(jié)論：1864年德國(guó)科學(xué)家薩克斯

未遮光部分變成藍(lán)色。淀粉是光合作用的產(chǎn)物之一。光合作用的過(guò)程：1、寫出光合作用的總反應(yīng)式：2、根據(jù)是否需要光，光合作用的過(guò)程可以概括地分為

和

兩個(gè)階段。3、讀懂教材103頁(yè)光合作用過(guò)程的圖解4、填表比較光合作用過(guò)程中的兩個(gè)階段光反應(yīng)暗反應(yīng)光合作用的反應(yīng)式：光能葉綠體CO2+H2O*

（CH2O）+O*26CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O光能葉綠體葉綠體色素2H2O水的光解葉綠體色素O2[H]ADP＋Pi酶ATP2C3多種酶參加催化供氫供能還原CH2O暗反應(yīng)光反應(yīng)CO2C5固定色素光能1.光反應(yīng)階段酶光、色素、葉綠體內(nèi)的類囊體膜上水的光解：H2O[H]+O2光能酶（還原劑）ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能）ATP酶條件：場(chǎng)所：物質(zhì)變化：能量變化：光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中活躍的化學(xué)能光反應(yīng)色素ADP+PiATP2H2OO2酶吸收光解光能4[H]2.暗反應(yīng)階段CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的還原：ATP[H]、ADP+Pi葉綠體的基質(zhì)中多種酶、條件：場(chǎng)所：物質(zhì)變化：能量變化：

ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惖?/p>

有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能2C3酶[H]、ATP暗反應(yīng)2C3CH2OC5多種酶固定還原CO2ADP+PiATP酶能[H]暗反應(yīng)糖類(CH2O)光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段進(jìn)行部位條件物質(zhì)變化能量變化聯(lián)系葉綠體內(nèi)基粒類囊體薄膜上葉綠體基質(zhì)中光、酶、色素多種酶、[H]、ATP水的光解ATP的合成二氧化碳的固定三碳化合物（C3）的還原ATP中活躍化學(xué)能光能ATP中活躍化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供還原劑[H]和供能物質(zhì)ATP暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應(yīng)合成ATP提供原料光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段進(jìn)行部位條件物質(zhì)變化能量變化聯(lián)系葉綠體類囊體薄膜上

葉綠體基質(zhì)中光、色素和酶不需光、多種酶、ATP、[H]光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供還原劑[H]和能量ATP暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應(yīng)合成ATP提供原料水的光解2H2O→4[H]+O2合成ATP

ADP+Pi

→ATP光

酶光能CO2的固定CO2+C5→2C3C3的還原2C3(CH2O)

酶

酶ATP[H]3、光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段的比較ATP中活躍化學(xué)能光能ATP中活躍化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能

請(qǐng)分析光下的植物突然停止光照后，其體內(nèi)的C5化合物和C3化合物的含量如何變化？停止光照光反應(yīng)停止請(qǐng)分析光下的植物突然停止CO2的供應(yīng)后，其體內(nèi)的C5化合物和C3化合物的含量如何變化？[H]

↓

ATP↓還原受阻C3

↑C5↓CO2↓固定停止C3↓C5↑

（CH2O）CO2C52C3[H]酶固定還原供氫供能ATPCO2中C的轉(zhuǎn)移途徑：H2O中H轉(zhuǎn)移途徑：CO2C3（CH2O）H2O[H]（CH2O）光合作用原理的應(yīng)用探究：環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響增加農(nóng)作物產(chǎn)量的措施之一提高光合作用的強(qiáng)度（1）影響光合作用的因素有哪些？光照、CO2、溫度、水、礦質(zhì)元素等（2）如何定量表示光合作用的強(qiáng)度？探究：環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響1、實(shí)驗(yàn)原理

光合作用的強(qiáng)度可通過(guò)測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)

的數(shù)量來(lái)定量的表示。內(nèi)因：酶、色素等外因：葉肉細(xì)胞中葉綠體的數(shù)量；葉綠體中基粒的數(shù)量等原料的消耗或產(chǎn)物生成CO2消耗量O2的生成量參考案例：探究光照強(qiáng)弱對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響⑴實(shí)驗(yàn)材料的選擇及處理：同種生長(zhǎng)旺盛的綠葉打孔器小圓形葉片30片讓葉片內(nèi)部氣體逸出（方法）放入黑暗處盛有清水的燒杯中待用大小相同，避開(kāi)大的葉脈⑵分析變量：自變量：

控制方法：

因變量：

觀察方法：

無(wú)關(guān)變量：光照強(qiáng)弱改變臺(tái)燈與燒杯之間的距離光合作用強(qiáng)度（O2的產(chǎn)生量）

同一時(shí)間段內(nèi)各實(shí)驗(yàn)裝置中小圓形葉片浮起的數(shù)量①實(shí)驗(yàn)葉片：同種、生長(zhǎng)狀況相同、小圓形葉片大小相同、等量…②燒杯中清水：等量，有足夠的CO2【增加農(nóng)作物產(chǎn)量的措施

——提高光合作用的強(qiáng)度】1、光照的控制2、控制溫度的高低：3、適當(dāng)提高環(huán)境中

的濃度CO2晴天：白天適當(dāng)提高溫度，