54 能量之源──光與光合作用 課件（人教版必修1）

細胞的能量供應(yīng)和利用第五章1.1.1集合的概念細胞的能量供應(yīng)和利用第五章1.1.1集合的概念第4節(jié)能量之源——光與光合作用第五章1.1.1集合的概念第4節(jié)能量之源——光與光合作用第五章1.1.1集合的概念學習目標定位2教材問題釋疑3課前預(yù)習導(dǎo)學4課堂合作探究5思維創(chuàng)新升華6方法技巧探究7課堂知識構(gòu)建8課后強化作業(yè)9本節(jié)主攻要點1學習目標定位2教材問題釋疑3課前預(yù)習導(dǎo)學4課堂合作探究5思維本節(jié)主攻要點本節(jié)主攻要點1．用無水乙醇提取色素的原理是色素能溶解在無水乙醇中。2．不同色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢。3．二氧化硅有助于研磨充分，碳酸鈣可防止研磨中色素被破壞。4．層析后濾紙條上自上而下依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）學習目標定位學習目標定位目標預(yù)覽：1．實驗探究綠葉中色素的種類，說明各種色素的作用。(難點)2．說出葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。(重點)3．概述光合作用發(fā)現(xiàn)史。4．理解光反應(yīng)和暗反應(yīng)之間的物質(zhì)和能量的變化。(重、難點)5．探究影響光合作用強度的環(huán)境因素。(重、難點)6．了解光合作用的原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。目標預(yù)覽：情境導(dǎo)入：2009年12月，溫家寶總理在哥本哈根國際氣候變化大會上再次指出：“中國是世界人工造林面積最大的國家。我們將持續(xù)大規(guī)模開展退耕還林和植樹造林，大力增加森林碳匯?！蹦壳拔覈斯ち直４婷娣e達6168.84萬公頃，居世界第一位。森林是陸地上最大的“儲碳庫”和最經(jīng)濟的“吸碳器”，科學研究表明：森林每生長1立方米，平均能吸收 1.83噸二氧化碳。植物通過光合作用吸收CO2，該過程是 怎樣進行的？情境導(dǎo)入：教材問題釋疑教材問題釋疑(一)問題探討1．用這種方法可以提高光合作用強度。因為葉綠素吸收最多的是光譜中的藍紫光和紅光。不同顏色的光照對植物的光合作用會有影響。2．因為葉綠素對綠光吸收最少，所以不使用綠色的塑料薄膜或補充綠色光源。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）(二)實驗1．濾紙條上有4條不同顏色的色素帶，從上往下依次為：胡蘿卜素(橙黃色)、葉黃素(黃色)、葉綠素a(藍綠色)、葉綠素b(黃綠色)。這說明綠葉中的色素有4種，它們在層析液中的溶解度不同，隨層析液在濾紙上擴散的快慢也不一樣。2．濾紙上的濾液細線如果觸到層析液，細線上的色素就會溶解到層析液中，就不會在濾紙上擴散開來，實驗就會失敗。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）(三)資料分析1．恩格爾曼實驗的結(jié)論是：氧氣是葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所。2．提示：實驗材料選擇水綿和好氧細菌，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察，用好氧細菌可確定釋放氧氣多的部位；沒有空氣的黑暗環(huán)境排除了氧氣和光的干擾；用極細的光束照射，葉綠體上可分為光照多和光照少的部位，相當于一組對照實驗；臨時裝片暴露在光下的實驗再一次驗證實驗結(jié)果等。3．葉綠體是進行光合作用的場所。(三)資料分析54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）2．提示：從人類對光合作用的探究歷程來看，生物學的發(fā)展與物理學和化學的研究進展關(guān)系很密切。例如，直到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，這個事例說明生物學的發(fā)展與化學領(lǐng)域的研究進展密切相關(guān)。又如，魯賓和卡門利用同位素示蹤法證明光合作用釋放的氧氣來自水，而不是來自二氧化碳；卡爾文用同位素示蹤技術(shù)探明了二氧化碳中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機物中碳的途徑，都說明在科學發(fā)展的進程中，相關(guān)學科的互相促進，以及技術(shù)手段的進步對科學發(fā)展的推動作用。2．提示：從人類對光合作用的探究歷程來看，生物學的發(fā)展與物理(六)思考與討論2對比項目光合作用的過程光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段所需條件必須有光有光無光均可進行場所類囊體的薄膜上葉綠體內(nèi)的基質(zhì)中物質(zhì)變化H2O分解成O2和[H]；形成ATP二氧化碳被固定；C3被[H]還原，最終形成糖類；ATP轉(zhuǎn)化為ADP和Pi能量轉(zhuǎn)換光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能，儲存在ATP中ATP中的化學能轉(zhuǎn)化為糖類中儲存的化學能(六)思考與討論2對比項目光合作用的過程光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段2.物質(zhì)聯(lián)系：光反應(yīng)階段產(chǎn)生的[H]，在暗反應(yīng)階段用于還原C3；能量聯(lián)系：光反應(yīng)階段生成的ATP，在暗反應(yīng)階段中將其儲存的化學能釋放出來，還原C3形成糖類，ATP中的化學能則轉(zhuǎn)化為儲存在糖類中的化學能。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）課前預(yù)習導(dǎo)學課前預(yù)習導(dǎo)學一、捕獲光能的色素1．提取綠葉中的色素(1)原理：綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑__________中。自主預(yù)習無水乙醇

自主預(yù)習無水乙醇5g綠葉二氧化硅碳酸鈣無水乙醇玻璃漏斗

單層尼龍布棉塞

5g綠葉二氧化硅碳酸鈣無水乙醇玻璃漏斗單層2．分離綠葉中的色素(1)原理：不同色素在層析液中的________不同，________的隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢。(2)步驟：步驟名稱操作過程制備濾紙條剪濾紙條將干燥的定性濾紙剪成略小于試管長與直徑的濾紙條，并在一端________鉛筆畫線在_________________處用鉛筆畫一條細的橫線溶解度溶解度高剪去兩角

距去角的一端1cm

2．分離綠葉中的色素步驟名稱操作過程制備濾紙條剪濾紙條將干燥步驟名稱操作過程畫濾液細線取濾液用________吸取少量濾液濾液畫線沿鉛筆線均勻地畫出一條細線重復(fù)畫線待濾液干后，重復(fù)畫線________次分離綠葉中的色素將適量的層析液倒入試管中，然后輕輕插入濾紙條(有_________的一端朝下)，隨后用棉塞塞緊試管口，不能讓_________觸及層析液觀察結(jié)果濾紙條上色素帶有四條毛細吸管一兩濾液細線濾液細線

步驟名稱操作過程畫濾液細線取濾液用________吸取少量濾3.分析四種色素對光吸收的差異胡蘿卜素葉黃素藍紫光葉綠素b葉綠素a

藍紫光和紅光

3.分析四種色素對光吸收的差異胡蘿卜素葉黃素藍紫光葉綠二、葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能1．結(jié)構(gòu)：一般呈扁平的橢球形成或球形，外表具________，內(nèi)部有基粒和________，基粒是由________堆疊而成。吸收光能的色素分布于____________，與光合作用有關(guān)的酶分布在_______________________。2．功能：是進行__________的場所。雙層膜基質(zhì)類囊體類囊體薄膜

葉綠體基粒上和基質(zhì)中

光合作用

雙層膜基質(zhì)類囊體類囊體薄膜葉綠體基粒上和基質(zhì)中光三、光合作用的探究歷程1．1864年，德國的薩克斯的實驗證實了光合作用的產(chǎn)物有________。2．1939年，美國的魯賓和卡門利用___________________證明了____________________________。3．20世紀40年代，美國的卡爾文，利用_______________技術(shù)最終探明了______在光合作用中轉(zhuǎn)化成____________的途徑。淀粉

同位素標記法光合作用釋放的氧氣來自水放射性同位素標記

CO2

有機物中碳

淀粉同位素標記法光合作用釋放的氧氣來自水放射性同位素四、光合作用的過程及應(yīng)用1．光反應(yīng)(1)場所：葉綠體的___________上。(2)條件：________、色素、酶等。(3)物質(zhì)變化：將水分解為__________，將ADP和Pi合成ATP。(4)能量變化：光能轉(zhuǎn)變?yōu)開_____________。類囊體薄膜

光照

[H]和O2

活躍的化學能

類囊體薄膜光照[H]和O2活躍的化學能2．暗反應(yīng)(1)場所：葉綠體的________中。(2)條件：酶、[H]、ATP。(3)物質(zhì)變化：a．CO2的固定：C5＋CO2→________；b.C3的還原：C3＋[H]＋ATP→____________。(4)能量變化：ATP中活躍的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)開___________。基質(zhì)

2C3

C6H12O6

穩(wěn)定的化學能

基質(zhì)2C3C6H12O6穩(wěn)定的化學能無機物的氧化無機物―→有機物

NH3、HNO2

CO2和H2O

無機物的氧化無機物―→有機物NH3、HNO2CO2和H綠色植物硝化細菌

綠色植物硝化細菌(2)異養(yǎng)生物：①概念：只能利用環(huán)境中_______________來維持自身生命活動的生物。②代表生物：人、動物、真菌、大多數(shù)細菌?，F(xiàn)成的有機物

現(xiàn)成的有機物1.夏季的樹葉多為綠的海洋，到了深秋時節(jié)更有“看萬山紅遍，層林盡染”的美景，試從生物學角度分析其原因。2．植物能進行光合作用制造有機物，有位同學就想：“如果人能像綠色植物一樣，豈不是不用吃飯了嗎？”如果該同學的想法能實現(xiàn)，你認為人體細胞應(yīng)具備什么樣的結(jié)構(gòu)？3．在進行植物溫室栽培時，大棚內(nèi)常常放幾個燃燒的煤爐，你知道是什么原因嗎？4．在大棚種植時一般選用哪種顏色的薄膜？為什么？互動探究1.夏季的樹葉多為綠的海洋，到了深秋時節(jié)更有“看萬山紅遍，層提示：1.春夏時節(jié)葉綠素所占比例大，故葉子為綠色，而到了深秋葉綠素大量分解，類胡蘿卜素含量相對增加，故葉子為黃色或橙黃色。2．細胞質(zhì)中有葉綠體。3．既能提高溫度，又能提高棚內(nèi)CO2的濃度，有利于提高作物的光合作用強度。4．一般選用無色透明的薄膜，因為能夠透過各種單色光。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）課堂合作探究課堂合作探究1綠葉中色素的提取和分離要點歸納1綠葉中色素的提取和分離要點歸納2．實驗步驟2．實驗步驟54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）3.有關(guān)色素帶的分析(1)從色素帶的位置可知道各種色素在層析液中溶解度的高低依次為：胡蘿卜素>葉黃素>葉綠素a>葉綠素b。(記憶口訣：胡黃ab)(2)從色素帶的寬度可知各種色素的含量一般情況下為：葉綠素a>葉綠素b>葉黃素>胡蘿卜素。(3)在濾紙條上距離最近的兩條色素帶是葉綠素a與葉綠素b，距離最遠的相鄰的兩條色素帶是胡蘿卜素和葉黃素。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）4．綠葉中的色素對光的吸收特點(1)綠葉中的色素只吸收可見光，對紅外光和紫外光等不吸收。(2)葉綠素對紅光和藍紫光的吸收量大，類胡蘿卜素對藍紫光的吸收量大，對其他可見光并非不吸收，只是吸收量較少。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）實驗中的注意事項加入無水乙醇后，要進行迅速、充分的研磨，迅速研磨可以防止溶劑揮發(fā)，充分研磨是為了使更多的色素溶解在溶劑中，否則提取的色素量減少。過濾時，不能用濾紙，要用單層尼龍布(或脫脂棉)，因為濾紙可以吸附色素，降低濾液中色素的含量，使實驗效果不明顯。實驗中的注意事項 下列有關(guān)“葉綠體色素的提取和分離”的實驗敘述正確的是()A．加入碳酸鈣防止濾液揮發(fā)B．用NaCl溶液提取葉片中的色素C．用無水酒精或丙酮分離濾液中的色素D．加入二氧化硅(石英砂)有利于充分研磨典例導(dǎo)析1 下列有關(guān)“葉綠體色素的提取和分離”的實驗敘述正確的是([解析]本題考查實驗中藥品和試劑的作用。加入碳酸鈣的目的是防止葉綠素被有機酸破壞掉；色素的提取利用的是無水乙醇；色素的分離利用的是層析液；加入二氧化硅是使研磨更充分。[答案]D54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）在進行葉綠體色素提取和分離的實驗中，不能讓層析液沒及濾液細線的原因是()A．濾紙上的幾種色素會擴散不均而影響實驗效果B．濾紙上的濾紙細線會變粗而使色素帶相互重疊C．色素會溶解在層析液中，在濾紙上達不到層析效果D．會導(dǎo)致不同色素隨層析液在濾紙上擴散的速度不同[答案]C[解析]若層析液沒及了濾液細線，會使色素溶解在層析液中，使層析效果不明顯。1在進行葉綠體色素提取和分離的實驗中，不能讓層析液沒及濾液細線1.葉綠體的結(jié)構(gòu)及功能(1)結(jié)構(gòu)：①雙層膜：分為內(nèi)膜和外膜，其主要功能是控制物質(zhì)進出葉綠體。2葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能要點歸納1.葉綠體的結(jié)構(gòu)及功能2葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能要點歸②基粒：由囊狀結(jié)構(gòu)堆疊而成，這些囊狀結(jié)構(gòu)稱為類囊體。吸收光能的四種色素就分布在類囊體的薄膜上。③基質(zhì)：在基粒與基粒之間充滿基質(zhì)，基質(zhì)中含有與光合作用有關(guān)的酶。(2)功能：葉綠體內(nèi)的基粒和類囊體擴展了受光面積，含有許多吸收光能的色素分子和光合作用所必需的酶，因此葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）(3)實驗設(shè)計巧妙之處：①實驗材料選擇水綿和好氧細菌：水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察；用好氧細菌可確定釋放氧氣的部位。②沒有空氣的黑暗環(huán)境：排除了氧氣和光的干擾。③用極細的光束點狀投射：葉綠體上可分為獲得光照和無光照的部位，相當于一組對照實驗。④進行黑暗(局部光照)和完全暴露在光下的對照實驗：明確實驗結(jié)果完全是由光照引起的等。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）(1)光合作用的酶分布在類囊體的薄膜上和基質(zhì)中，但光合色素只分布在類囊體的薄膜上。(2)葉綠體以囊狀結(jié)構(gòu)堆疊成基粒的方式增大膜面積，而線粒體以內(nèi)膜向內(nèi)腔折疊形成嵴的方式增大膜面積。(1)光合作用的酶分布在類囊體的薄膜上和基質(zhì)中，但光合色素只 葉綠體是植物進行光合作用的細胞器，下面有關(guān)葉綠體的敘述正確的是()A．葉綠體中的色素都分布在囊狀結(jié)構(gòu)的膜上B．葉綠體中的色素分布在外膜和內(nèi)膜上C．光合作用的酶只分布在葉綠體基質(zhì)中D．光合作用的酶只分布在外膜、內(nèi)膜和基粒上[解析]葉綠體中的色素都分布在囊狀結(jié)構(gòu)的薄膜上。[答案]A典例導(dǎo)析2 葉綠體是植物進行光合作用的細胞器，下面有關(guān)葉綠體的敘述正確1880年，美國科學家恩格爾曼設(shè)計了一個實驗研究光合作用的光譜。他將棱鏡產(chǎn)生的光譜投射到絲狀水綿上，并在水綿懸液中放入好氧細菌，觀察細菌的聚集情況。他得出光合作用在紅光區(qū)和藍光區(qū)最強。這個實驗的結(jié)論是()A．細菌對不同的光反應(yīng)不一，細菌集中的地方，細菌光合作用強B．好氧細菌集中的地方，O2濃度高，水綿光合作用強C．好氧細菌集中的地方，產(chǎn)生的有機物多，水綿光合作用強21880年，美國科學家恩格爾曼設(shè)計了一個實驗研究光合作用的光D．好氧細菌大量消耗O2，使水綿光合作用速率加快，則該種光有利于光合作用[答案]B[解析]好氧細菌集中的地方就是O2多的地方，O2是光合作用的產(chǎn)物，所以此處的光合作用強。該實驗的思路就是以好氧細菌聚集為觀察指標，代表O2的釋放情況，表明光合作用在哪種光區(qū)最強，而與產(chǎn)生有機物的多少無關(guān)。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）1.探究歷程3光合作用的探究歷程要點歸納1.探究歷程3光合作用的探究歷程要點歸納54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）2.從光合作用的探究歷程可知：(1)普利斯特利的實驗的優(yōu)點和不足優(yōu)點①自變量明確：證明植物具有更新空氣的作用②對照明顯：玻璃罩內(nèi)只放小鼠或燃燒蠟燭作對照不足①沒有認識到光在植物更新空氣中的作用②沒有明確植物吸收和釋放的氣體2.從光合作用的探究歷程可知：優(yōu)點①自變量明確：證明植物具有(2)薩克斯實驗的成功之處①方法的成功：a．設(shè)置了對照實驗，自變量為光照，因變量是葉片顏色的變化。b．實驗的關(guān)鍵是饑餓處理，使葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)消耗掉，避免了對實驗結(jié)果的干擾。②認識上的成功：本實驗在證明光合作用的產(chǎn)物是淀粉的同時，還證明了光照是光合作用的必要條件。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）(3)魯賓和卡門實驗①巧妙之處：兩組實驗相互對照直觀地表現(xiàn)出氧氣是來自于水的光解，而不是來自于二氧化碳中的氧。②自變量為被標記的C18O2和HO，因變量是O2的放射性。(3)魯賓和卡門實驗54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1） 如圖，在溫室下，將3株脫淀粉(經(jīng)過充分“饑餓”處理)的同種植株和相同體積的不同溶液放在鐘罩內(nèi)，給予相同強度的光照，本實驗可以證明()典例導(dǎo)析3 如圖，在溫室下，將3株脫淀粉(經(jīng)過充分“饑餓”處理)的同種A．光合作用速率隨CO2濃度增大而增大B．光合作用的必需條件是CO2C．過多的CO2阻礙光合作用D．NaHCO3能抑制光合作用[解析]該實驗的自變量是CO2濃度，丙組缺少CO2，乙組CO2濃度比甲組高，本實驗CO2濃度值組數(shù)設(shè)置不夠，不能說明光合作用速率與CO2濃度的關(guān)系。[答案]B54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）英國科學家普利斯特利將點燃的蠟燭與綠色植物一起放在一個密閉的玻璃罩內(nèi)，蠟燭不容易熄滅。今天我們對這一現(xiàn)象的合理解釋是()A．植物可以更新空氣B．蠟燭燃燒所需物質(zhì)來自綠色植物C．綠色植物在光下能制造有機物D．綠色植物在光下能釋放氧氣[答案]D[解析]在今天，我們已經(jīng)明確了空氣中的成分以及蠟燭燃燒時消耗氧氣，氧氣來自于植物的光合作用。3英國科學家普利斯特利將點燃的蠟燭與綠色植物一起放在一個密閉的光合作用過程是由一系列的化學反應(yīng)組成的。通常是根據(jù)是否需要光能，將光合作用的過程分為需要光能的光反應(yīng)階段和不需要光能的暗反應(yīng)階段。各階段的物質(zhì)和能量變化可用下圖表示：4光合作用的過程要點歸納光合作用過程是由一系列的化學反應(yīng)組成的。通常是根據(jù)是否需要光階段場所具體過程產(chǎn)物能量轉(zhuǎn)換光反應(yīng)階段(必須有光)葉綠體基粒①水的光解②ATP的生成O2[H]ATP光能―→活躍化學能暗反階段(有光無光均可)葉綠體基質(zhì)①CO2的固定②CO2(或C3)的還原(CH2O)等有機物活躍的化學能―→穩(wěn)定的化學能階段場所具體過程產(chǎn)物能量轉(zhuǎn)換光反應(yīng)階段(必須有光)葉綠體基粒1.過程圖解1.過程圖解2．光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別項目光反應(yīng)暗反應(yīng)反應(yīng)條件光照、色素、酶多種酶、[H]、ATP外界原料水CO2產(chǎn)物O2、[H]、ATP有機物和水場所類囊體的薄膜上葉綠體基質(zhì)反應(yīng)速率較快較緩慢能量變化光能→ATP中活躍的化學能ATP中活躍的化學能→(CH2O)中穩(wěn)定的化學能2．光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別項目光反應(yīng)暗反應(yīng)反應(yīng)條件光照、色素、3.光反應(yīng)與暗反應(yīng)的聯(lián)系(1)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和ATP；暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi，即兩個反應(yīng)階段相輔相成，密切聯(lián)系。(2)沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)缺乏[H]和ATP，無法進行；暗反應(yīng)受阻，光反應(yīng)因產(chǎn)物積累也不能正常進行。可見，二者相互制約。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）不同的條件下葉綠體內(nèi)各種物質(zhì)的動態(tài)變化規(guī)律條件C3C5[H]和ATP(CH2O)合成量停止光照CO2供應(yīng)不變增加減少減少減少突然光照CO2供應(yīng)不變減少增加增加增加光照不變停止CO2供應(yīng)減少增加增加減少光照不變CO2供應(yīng)增加增加減少減少增加不同的條件下葉綠體內(nèi)各種物質(zhì)的動態(tài)變化規(guī)律條件C3C5[H]說明：以上各物質(zhì)含量的變化是在外界條件改變后的短時間內(nèi)發(fā)生的，且是相對含量的變化。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1） 在正常條件下進行光合作用的某植物，當突然改變某條件后，發(fā)現(xiàn)其葉肉細胞內(nèi)五碳化合物含量突然上升，則改變的條件是()A．停止光照 B．停止光照并降低CO2濃度C．升高CO2濃度 D.降低CO2濃度[解析]在植物光合作用的暗反應(yīng)過程中，五碳化合物能固定CO2，形成三碳化合物，三碳化合物被還原成葡萄糖和五碳化合物。植物體內(nèi)五碳化合物增多，說明CO2的固定減弱。[答案]D典例導(dǎo)析4 在正常條件下進行光合作用的某植物，當突然改變某條件后，發(fā)現(xiàn)欲測定植物是否進行光反應(yīng)，可以檢測是否有()A．葡萄糖生成 B．淀粉生成C．O2的釋放 D．CO2的吸收[答案]C[解析]植物光合作用中的光反應(yīng)過程，是葉綠素吸收光能，將水分解為氫和氧氣，另一部分能量被ADP吸收形成ATP。從題目給定的答案中，只有氧氣是光反應(yīng)的產(chǎn)物。4欲測定植物是否進行光反應(yīng)，可以檢測是否有()45探究光照強弱對光合作用強度的影響要點歸納5探究光照強弱對光合作用強度的影響要點歸納(3)變量分析自變量設(shè)置方法因變量觀察指標光照的強弱通過臺燈距離實驗材料的遠近來設(shè)置光合作用強度觀測單位時間內(nèi)被抽去空氣的小圓葉片上浮的數(shù)量(3)變量分析自變量設(shè)置方法因變量觀察指標光照的通過臺燈距離54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）項目燒杯小圓形葉片加富含CO2的清水光照強度葉片浮起數(shù)量甲10片20mL強多乙10片20mL中中丙10片20mL弱少項目小圓形加富含光照葉片浮甲10片20mL強多乙10片 在做植物實驗的暗室內(nèi)，為了盡可能地降低植物光合作用的強度，最好安裝()A．紅橙光燈 B．綠光燈C．白熾燈 D．藍光燈典例導(dǎo)析5 在做植物實驗的暗室內(nèi)，為了盡可能地降低植物光合作用的強度，[解析]本題考查學生運用光合作用知識分析實驗設(shè)計的能力，葉綠素主要吸收紅橙光、藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。這些色素所吸收的光能，都能用于光合作用。光合作用不吸收或很少吸收綠光，綠光下植物光合作用強度最低，題目中要求“盡可能地降低植物光合作用的強度”，當然就不能使用發(fā)紅橙光和藍紫光的燈，安裝綠光燈是安全的。至于白熾燈，物理常識告訴我們，白光是由七色光組成的。[答案]B54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）在日光下，植物葉片中的葉綠素()A．大量吸收綠光B．等量吸收不同波長的光C．主要吸收藍紫光和綠光D．主要吸收藍紫光和紅光[答案]D[解析]葉綠素主要吸收紅光和藍紫光。

5在日光下，植物葉片中的葉綠素()51.硝化細菌進行化能合成作用的過程6化能合成作用要點歸納1.硝化細菌進行化能合成作用的過程6化能合成作用要點2．與光合作用的區(qū)別化能合成作用與光合作用的不同之處僅在于光合作用是利用光能將CO2和H2O合成有機物，而化能合成作用是利用化學能將CO2和H2O合成有機物。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1） 硝化細菌通過化能合成作用形成有機物，需要下列哪種環(huán)境條件()A．具有NH3及缺氧 B．具有NH3和氧C．具有硝酸和氧 D．具有硝酸和缺氧[解析]硝化細菌的化能合成作用所需要的能量來自土壤中的氨(NH3)氧化成亞硝酸(HNO2)和硝酸(HNO3)的過程中釋放出來的能量。因此，硝化細菌所需要的環(huán)境條件是有NH3和氧氣。[答案]B典例導(dǎo)析6 硝化細菌通過化能合成作用形成有機物，需要下列哪種環(huán)境條件光合作用和化能合成作用的相同點是()A．都需要把太陽光作為能源B．把無機物轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物C．都需要利用氧氣D．都需要物質(zhì)氧化形成的能量[答案]B[解析]光合作用和化能合成作用的相同點是把無機物CO2和H2O轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物。6光合作用和化能合成作用的相同點是()6思維創(chuàng)新升華思維創(chuàng)新升華1.多種因素對光合作用產(chǎn)生影響的分析影響光合作用速率的因素及其在生產(chǎn)應(yīng)用上的分析1.多種因素對光合作用產(chǎn)生影響的分析影響光合作用速率的因素及54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）2.提高作物產(chǎn)量的途徑途徑具體措施或方法延長光照時間補充光照增大光合作用面積間作、合理密植提高光合作用效率控制適宜光照強度、提高CO2濃度、合理施肥提高凈光合作用速率維持適當?shù)臅円箿夭?白天適當升溫，晚上適當降溫)2.提高作物產(chǎn)量的途徑途徑具體措施或方法延長光照時間補充光照21.光合作用與有氧呼吸的比較光合作用與細胞呼吸之間的關(guān)系光合作用有氧呼吸物質(zhì)變化無機物合成有機物有機物分解為無機物能量變化光能→化學能(儲能)化學能→ATP、熱能(放能)實質(zhì)合成有機物，儲存能量分解有機物、釋放能量，供細胞利用場所葉綠體活細胞(主要在線粒體)條件只在光下進行有光、無光都能進行21.光合作用與有氧呼吸的比較光合作用與細胞呼吸之間的關(guān)系2.光合作用與細胞呼吸的計算(1)光合作用速率表示方法及分類：①表示方法：通常以一定時間內(nèi)CO2等原料的消耗或O2、(CH2O)等產(chǎn)物的生成量來表示。②分類：但由于測量時的實際情況，光合作用速率又分為表觀光合速率和真正光合速率。(2)呼吸速率的表示方法：將植物置于黑暗中，實驗容器中CO2增加量、O2減少量或有機物減少量，即表示呼吸速率。2.光合作用與細胞呼吸的計算(3)二者之間的關(guān)系：在有光條件下，植物同時進行光合作用和細胞呼吸，實驗容器中O2增加量、CO2減少量或有機物的增加量，稱為表觀光合速率，而植物真正光合速率＝表觀光合速率＋呼吸速率。如圖所示：(3)二者之間的關(guān)系：(4)有機物的積累量：一晝夜有機物的積累量(用CO2量表示)可表示為：積累量＝白天從外界吸收的CO2量－晚上呼吸釋放的CO2量。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）3．通過氣體代謝判定光合作用與細胞呼吸強度關(guān)系的方法(1)黑暗情況時(A點)：植物只進行細胞呼吸，不進行光合作用。此狀態(tài)下，植物從外界吸收O2，并將細胞呼吸產(chǎn)生的CO2釋放到體外(如圖甲)。3．通過氣體代謝判定光合作用與細胞呼吸強度關(guān)系的方法(2)弱光情況下(AB段)：植物同時進行光合作用和細胞呼吸。(2)弱光情況下(AB段)：①細胞呼吸速率大于光合作用速率：植物的氣體代謝特點與黑暗情況下相同。但放出CO2量較少(如圖乙)。②細胞呼吸速率等于光合作用速率時(B點)；植物與外界不進行氣體交換，即沒有O2和CO2的吸收與釋放(如圖丙)。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）(3)較強光照時(B點以后)；植物同時進行光合作用和細胞呼吸，且光合作用速率大于細胞呼吸速率。氣體代謝特點(如圖丁)。(3)較強光照時(B點以后)；光合總產(chǎn)量和光合凈產(chǎn)量的判定方法光下CO2的吸收量、O2的釋放量和葡萄糖的積累量均表示光合作用的凈產(chǎn)量；光合作用CO2的消耗量、O2的產(chǎn)生量和葡萄糖的制造量，則均表示光合作用的總產(chǎn)量。光合總產(chǎn)量和光合凈產(chǎn)量的判定方法方法技巧探究方法技巧探究探究點1獲取題干隱含信息的方法——影響光合作用的因素[案例]在有光條件下，水稻葉肉細胞的葉綠體能吸收CO2進行暗反應(yīng)，該過程如圖a所示。研究發(fā)現(xiàn)，在有光、較高O2濃度條件下，水稻葉肉細胞的葉綠體也能吸收O2，而O2同樣與C5結(jié)合，但形成C3與C2(一種二碳化合物)，C2在其他細胞器的參與下，經(jīng)一系列反應(yīng)，最終生成CO2，該過程如圖b所示。請回答下列問題：54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）(1)圖a中的過程①稱為________，過程②需要光反應(yīng)為其提供____________。(2)在適宜光照等條件下，若水稻栽培環(huán)境O2濃度增大，則水稻葉肉細胞光合速率將降低，其主要原因是高濃度的O2在葉綠體中與CO2競爭________(化合物)，導(dǎo)致圖a中的過程________(填序號)首先受到抑制。(3)請利用下列實驗材料與用具，設(shè)計實驗方案驗證：在O2濃度較高且光照等其他條件適宜的情況下，水稻葉肉細胞能釋放出CO2。(1)圖a中的過程①稱為________，過程②需要光反應(yīng)為實驗材料與用具：新鮮水稻葉肉細胞、培養(yǎng)液(中性或偏堿)、BTB溶液(BTB對光不敏感，當受測溶液為中性或偏堿性時呈淡藍色，弱酸性時呈淡黃色)、照明燈、O2瓶等。實驗方案：①將適量水稻葉肉細胞放入培養(yǎng)液中，提供________等條件。②向培養(yǎng)液中滴加適量的BTB溶液。③利用O2瓶等裝置，持續(xù)往培養(yǎng)液中通O2。④一段時間后，觀察溶液顏色的變化情況。實驗材料與用具：預(yù)測結(jié)果及結(jié)論：若溶液顏色呈________色，則表明在較高濃度O2且光照等其他條件適宜的情況下水稻葉肉細胞能釋放出CO2。有同學認為該實驗還不足以證明上述結(jié)論，原因是____________________。[標準答案](1)CO2的固定[H]和ATP(2)C5①(3)適宜的光照淡黃缺少O2濃度適宜的對照組54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）[方法警示]1.得分要點：(1)答案惟一，第一個空必須是“CO2的固定”，第二個空必須是“[H]和ATP”。(2)答案惟一，應(yīng)分別填寫“C5”和“①”。(3)①答案只能填寫“適宜的光照”。預(yù)測結(jié)果及結(jié)論的答案惟一，必須是“淡黃”和“缺少對照組”。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）2．錯因案例：(1)第二個空答為“O2、[H]和ATP”。(2)答為“C3”和“②”。(錯因：混淆C3和C5兩種物質(zhì)的關(guān)系)(3)溶液顏色答為“淡藍”。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）[技法提煉](1)據(jù)題意，獲取解題信息：①結(jié)合圖b和題干信息“在有光、較高O2濃度條件下，O2與C5結(jié)合，形成C3與C2”可以確定在O2濃度高時，O2與CO2競爭C5，導(dǎo)致CO2的固定受阻，C3生成量減少，光合速率降低。②實驗?zāi)康氖球炞C“在O2濃度較高且光照等其他條件適宜的情況下，水稻葉肉細胞能釋放出CO2”，結(jié)合題干信息可知，BTB溶液在酸性時呈淡黃色，CO2為酸性氣體，因此實驗結(jié)果中，溶液顏色呈淡黃色。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）(2)從常規(guī)實驗設(shè)計步驟中確定實驗的科學性：常規(guī)實驗步驟為分組編號→變量處理→培養(yǎng)或觀察。一般實驗都需設(shè)置對照組和實驗組。由此可確定該實驗的明顯不足是沒有設(shè)置對照實驗。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）探究點2對實驗結(jié)果的分析——植物生長與光合作用的關(guān)系[案例]如圖是某實驗室將發(fā)電廠排出的廢氣(含較多CO2等)引入溫室來增加植物的生長速率的研究示意圖。該實驗將一些生長狀況相近的同種幼苗平均分成2組，分別在相鄰的2個大小相同的溫室內(nèi)培養(yǎng)，除氣體外室內(nèi)其他條件均相同。探究點2對實驗結(jié)果的分析在實驗前和實驗第14天，這2組植物的莖的平均高度記錄如下表：組別莖的平均高度(cm)實驗前實驗第14天A組10.219.5B組10.514.5在實驗前和實驗第14天，這2組植物的莖的平均高度記錄如下表：(1)解釋該實驗需要設(shè)置對照組B的原因：________________________________________________________________________________________________________________。(2)試解釋A、B2組結(jié)果出現(xiàn)差別的原因：_____________________________________________________________________________________________________________________。(3)該實驗為什么使用相鄰的2個溫室，而不是不同地區(qū)的2個溫室？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(1)解釋該實驗需要設(shè)置對照組B的原因：__________(4)在上述實驗基礎(chǔ)上如何進一步設(shè)計實驗確定2組植物在第14天至第28天的生長速率的差別只是由廢氣引起的？請簡要說明實驗思路。_________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)以廢氣培養(yǎng)種植蔬菜和水果供人類食用，試提出一個可能風險并解釋。________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)在上述實驗基礎(chǔ)上如何進一步設(shè)計實驗確定2組植物在第14[標準答案](1)找出沒有廢氣(或只有空氣)的情況下的植物生長速率，將其與有廢氣供應(yīng)的數(shù)值相比，由此可知有廢氣供應(yīng)對生長速率的影響(其他答案合理也可)(2)A組有廢氣供應(yīng)，廢氣中的CO2濃度比空氣中的高，CO2是光合作用的原料，原料供應(yīng)較多，使得A組的植物有較高的光合作用速率，因而生長速度也較快(其他答案合理也可)(3)相鄰的溫室有較相近的周圍環(huán)境，確保2組植物生長速率的差別不是因周圍環(huán)境不同所引起的54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）(4)將A組植物移至溫室B和將B組植物移至溫室A，觀察植物生長速率(或比較2組植物莖的長度)(其他答案合理也可)(5)廢氣可能含有有毒氣體，植物可能吸收這些有毒氣體而貯存在葉或果實中，人類食用有可能會損害健康(其他合理答案也可)54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）[方法警示]1.得分要點：(1)答案必須表達出“以植物在沒有廢氣(或只有空氣)的情況下的生長速率做參照”的含義，否則不得分。(2)答案必須表達出“廢氣中含較多的CO2，可促進光合作用”的含義，否則不得分。(3)答案必須表達出“排除其他因素帶來的影響”的含義，否則不得分。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）2．錯因案例：(1)答為“保證只有廢氣這一個單一變量”。(2)答為“A組有廢氣供應(yīng)，廢氣來自發(fā)電廠，溫度較高，光合作用強”。(錯因：忽視題干內(nèi)容，沒有找準自變量)(3)答為“相鄰的2個溫室大小相同”。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）[技法提煉](1)植物的生長速率與光合作用：植物體內(nèi)的光合作用制造有機物，儲存能量，細胞呼吸則分解有機物，釋放能量，用于各種生命活動。一天內(nèi)，當：①光合作用制造的有機物>細胞呼吸分解的有機物時，植物表現(xiàn)生長現(xiàn)象；54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）②光合作用制造的有機物＝細胞呼吸分解的有機物時，植物不生長；③光合作用制造的有機物<細胞呼吸分解的有機物時，植物不生長，甚至死亡。因此，植物的生長速率的大小與光合作用的強弱呈正相關(guān)。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）(2)影響光合作用的環(huán)境因素：①CO2濃度和光照強度：一定范圍內(nèi)，隨CO2濃度和光照強度增大，光合作用強度增大，達到最大光合作用強度時，不再增大。②溫度：溫度通過影響酶活性而影響光合作用強度。此外還有礦質(zhì)元素、水、葉齡、葉面積指數(shù)等因素，這些因素綜合影響光合作用。在研究某一因素對光合作用的影響時要排除其他因素可能帶來的影響，保證單一變量。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）課堂知識構(gòu)建課堂知識構(gòu)建54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）細胞的能量供應(yīng)和利用第五章1.1.1集合的概念細胞的能量供應(yīng)和利用第五章1.1.1集合的概念第4節(jié)能量之源——光與光合作用第五章1.1.1集合的概念第4節(jié)能量之源——光與光合作用第五章1.1.1集合的概念學習目標定位2教材問題釋疑3課前預(yù)習導(dǎo)學4課堂合作探究5思維創(chuàng)新升華6方法技巧探究7課堂知識構(gòu)建8課后強化作業(yè)9本節(jié)主攻要點1學習目標定位2教材問題釋疑3課前預(yù)習導(dǎo)學4課堂合作探究5思維本節(jié)主攻要點本節(jié)主攻要點1．用無水乙醇提取色素的原理是色素能溶解在無水乙醇中。2．不同色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢。3．二氧化硅有助于研磨充分，碳酸鈣可防止研磨中色素被破壞。4．層析后濾紙條上自上而下依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）學習目標定位學習目標定位目標預(yù)覽：1．實驗探究綠葉中色素的種類，說明各種色素的作用。(難點)2．說出葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。(重點)3．概述光合作用發(fā)現(xiàn)史。4．理解光反應(yīng)和暗反應(yīng)之間的物質(zhì)和能量的變化。(重、難點)5．探究影響光合作用強度的環(huán)境因素。(重、難點)6．了解光合作用的原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。目標預(yù)覽：情境導(dǎo)入：2009年12月，溫家寶總理在哥本哈根國際氣候變化大會上再次指出：“中國是世界人工造林面積最大的國家。我們將持續(xù)大規(guī)模開展退耕還林和植樹造林，大力增加森林碳匯?！蹦壳拔覈斯ち直４婷娣e達6168.84萬公頃，居世界第一位。森林是陸地上最大的“儲碳庫”和最經(jīng)濟的“吸碳器”，科學研究表明：森林每生長1立方米，平均能吸收 1.83噸二氧化碳。植物通過光合作用吸收CO2，該過程是 怎樣進行的？情境導(dǎo)入：教材問題釋疑教材問題釋疑(一)問題探討1．用這種方法可以提高光合作用強度。因為葉綠素吸收最多的是光譜中的藍紫光和紅光。不同顏色的光照對植物的光合作用會有影響。2．因為葉綠素對綠光吸收最少，所以不使用綠色的塑料薄膜或補充綠色光源。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）(二)實驗1．濾紙條上有4條不同顏色的色素帶，從上往下依次為：胡蘿卜素(橙黃色)、葉黃素(黃色)、葉綠素a(藍綠色)、葉綠素b(黃綠色)。這說明綠葉中的色素有4種，它們在層析液中的溶解度不同，隨層析液在濾紙上擴散的快慢也不一樣。2．濾紙上的濾液細線如果觸到層析液，細線上的色素就會溶解到層析液中，就不會在濾紙上擴散開來，實驗就會失敗。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）(三)資料分析1．恩格爾曼實驗的結(jié)論是：氧氣是葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所。2．提示：實驗材料選擇水綿和好氧細菌，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察，用好氧細菌可確定釋放氧氣多的部位；沒有空氣的黑暗環(huán)境排除了氧氣和光的干擾；用極細的光束照射，葉綠體上可分為光照多和光照少的部位，相當于一組對照實驗；臨時裝片暴露在光下的實驗再一次驗證實驗結(jié)果等。3．葉綠體是進行光合作用的場所。(三)資料分析54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）2．提示：從人類對光合作用的探究歷程來看，生物學的發(fā)展與物理學和化學的研究進展關(guān)系很密切。例如，直到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，這個事例說明生物學的發(fā)展與化學領(lǐng)域的研究進展密切相關(guān)。又如，魯賓和卡門利用同位素示蹤法證明光合作用釋放的氧氣來自水，而不是來自二氧化碳；卡爾文用同位素示蹤技術(shù)探明了二氧化碳中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機物中碳的途徑，都說明在科學發(fā)展的進程中，相關(guān)學科的互相促進，以及技術(shù)手段的進步對科學發(fā)展的推動作用。2．提示：從人類對光合作用的探究歷程來看，生物學的發(fā)展與物理(六)思考與討論2對比項目光合作用的過程光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段所需條件必須有光有光無光均可進行場所類囊體的薄膜上葉綠體內(nèi)的基質(zhì)中物質(zhì)變化H2O分解成O2和[H]；形成ATP二氧化碳被固定；C3被[H]還原，最終形成糖類；ATP轉(zhuǎn)化為ADP和Pi能量轉(zhuǎn)換光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能，儲存在ATP中ATP中的化學能轉(zhuǎn)化為糖類中儲存的化學能(六)思考與討論2對比項目光合作用的過程光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段2.物質(zhì)聯(lián)系：光反應(yīng)階段產(chǎn)生的[H]，在暗反應(yīng)階段用于還原C3；能量聯(lián)系：光反應(yīng)階段生成的ATP，在暗反應(yīng)階段中將其儲存的化學能釋放出來，還原C3形成糖類，ATP中的化學能則轉(zhuǎn)化為儲存在糖類中的化學能。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）課前預(yù)習導(dǎo)學課前預(yù)習導(dǎo)學一、捕獲光能的色素1．提取綠葉中的色素(1)原理：綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑__________中。自主預(yù)習無水乙醇

自主預(yù)習無水乙醇5g綠葉二氧化硅碳酸鈣無水乙醇玻璃漏斗

單層尼龍布棉塞

5g綠葉二氧化硅碳酸鈣無水乙醇玻璃漏斗單層2．分離綠葉中的色素(1)原理：不同色素在層析液中的________不同，________的隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢。(2)步驟：步驟名稱操作過程制備濾紙條剪濾紙條將干燥的定性濾紙剪成略小于試管長與直徑的濾紙條，并在一端________鉛筆畫線在_________________處用鉛筆畫一條細的橫線溶解度溶解度高剪去兩角

距去角的一端1cm

2．分離綠葉中的色素步驟名稱操作過程制備濾紙條剪濾紙條將干燥步驟名稱操作過程畫濾液細線取濾液用________吸取少量濾液濾液畫線沿鉛筆線均勻地畫出一條細線重復(fù)畫線待濾液干后，重復(fù)畫線________次分離綠葉中的色素將適量的層析液倒入試管中，然后輕輕插入濾紙條(有_________的一端朝下)，隨后用棉塞塞緊試管口，不能讓_________觸及層析液觀察結(jié)果濾紙條上色素帶有四條毛細吸管一兩濾液細線濾液細線

步驟名稱操作過程畫濾液細線取濾液用________吸取少量濾3.分析四種色素對光吸收的差異胡蘿卜素葉黃素藍紫光葉綠素b葉綠素a

藍紫光和紅光

3.分析四種色素對光吸收的差異胡蘿卜素葉黃素藍紫光葉綠二、葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能1．結(jié)構(gòu)：一般呈扁平的橢球形成或球形，外表具________，內(nèi)部有基粒和________，基粒是由________堆疊而成。吸收光能的色素分布于____________，與光合作用有關(guān)的酶分布在_______________________。2．功能：是進行__________的場所。雙層膜基質(zhì)類囊體類囊體薄膜

葉綠體基粒上和基質(zhì)中

光合作用

雙層膜基質(zhì)類囊體類囊體薄膜葉綠體基粒上和基質(zhì)中光三、光合作用的探究歷程1．1864年，德國的薩克斯的實驗證實了光合作用的產(chǎn)物有________。2．1939年，美國的魯賓和卡門利用___________________證明了____________________________。3．20世紀40年代，美國的卡爾文，利用_______________技術(shù)最終探明了______在光合作用中轉(zhuǎn)化成____________的途徑。淀粉

同位素標記法光合作用釋放的氧氣來自水放射性同位素標記

CO2

有機物中碳

淀粉同位素標記法光合作用釋放的氧氣來自水放射性同位素四、光合作用的過程及應(yīng)用1．光反應(yīng)(1)場所：葉綠體的___________上。(2)條件：________、色素、酶等。(3)物質(zhì)變化：將水分解為__________，將ADP和Pi合成ATP。(4)能量變化：光能轉(zhuǎn)變?yōu)開_____________。類囊體薄膜

光照

[H]和O2

活躍的化學能

類囊體薄膜光照[H]和O2活躍的化學能2．暗反應(yīng)(1)場所：葉綠體的________中。(2)條件：酶、[H]、ATP。(3)物質(zhì)變化：a．CO2的固定：C5＋CO2→________；b.C3的還原：C3＋[H]＋ATP→____________。(4)能量變化：ATP中活躍的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)開___________?；|(zhì)

2C3

C6H12O6

穩(wěn)定的化學能

基質(zhì)2C3C6H12O6穩(wěn)定的化學能無機物的氧化無機物―→有機物

NH3、HNO2

CO2和H2O

無機物的氧化無機物―→有機物NH3、HNO2CO2和H綠色植物硝化細菌

綠色植物硝化細菌(2)異養(yǎng)生物：①概念：只能利用環(huán)境中_______________來維持自身生命活動的生物。②代表生物：人、動物、真菌、大多數(shù)細菌?，F(xiàn)成的有機物

現(xiàn)成的有機物1.夏季的樹葉多為綠的海洋，到了深秋時節(jié)更有“看萬山紅遍，層林盡染”的美景，試從生物學角度分析其原因。2．植物能進行光合作用制造有機物，有位同學就想：“如果人能像綠色植物一樣，豈不是不用吃飯了嗎？”如果該同學的想法能實現(xiàn)，你認為人體細胞應(yīng)具備什么樣的結(jié)構(gòu)？3．在進行植物溫室栽培時，大棚內(nèi)常常放幾個燃燒的煤爐，你知道是什么原因嗎？4．在大棚種植時一般選用哪種顏色的薄膜？為什么？互動探究1.夏季的樹葉多為綠的海洋，到了深秋時節(jié)更有“看萬山紅遍，層提示：1.春夏時節(jié)葉綠素所占比例大，故葉子為綠色，而到了深秋葉綠素大量分解，類胡蘿卜素含量相對增加，故葉子為黃色或橙黃色。2．細胞質(zhì)中有葉綠體。3．既能提高溫度，又能提高棚內(nèi)CO2的濃度，有利于提高作物的光合作用強度。4．一般選用無色透明的薄膜，因為能夠透過各種單色光。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）課堂合作探究課堂合作探究1綠葉中色素的提取和分離要點歸納1綠葉中色素的提取和分離要點歸納2．實驗步驟2．實驗步驟54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）3.有關(guān)色素帶的分析(1)從色素帶的位置可知道各種色素在層析液中溶解度的高低依次為：胡蘿卜素>葉黃素>葉綠素a>葉綠素b。(記憶口訣：胡黃ab)(2)從色素帶的寬度可知各種色素的含量一般情況下為：葉綠素a>葉綠素b>葉黃素>胡蘿卜素。(3)在濾紙條上距離最近的兩條色素帶是葉綠素a與葉綠素b，距離最遠的相鄰的兩條色素帶是胡蘿卜素和葉黃素。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）4．綠葉中的色素對光的吸收特點(1)綠葉中的色素只吸收可見光，對紅外光和紫外光等不吸收。(2)葉綠素對紅光和藍紫光的吸收量大，類胡蘿卜素對藍紫光的吸收量大，對其他可見光并非不吸收，只是吸收量較少。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）實驗中的注意事項加入無水乙醇后，要進行迅速、充分的研磨，迅速研磨可以防止溶劑揮發(fā)，充分研磨是為了使更多的色素溶解在溶劑中，否則提取的色素量減少。過濾時，不能用濾紙，要用單層尼龍布(或脫脂棉)，因為濾紙可以吸附色素，降低濾液中色素的含量，使實驗效果不明顯。實驗中的注意事項 下列有關(guān)“葉綠體色素的提取和分離”的實驗敘述正確的是()A．加入碳酸鈣防止濾液揮發(fā)B．用NaCl溶液提取葉片中的色素C．用無水酒精或丙酮分離濾液中的色素D．加入二氧化硅(石英砂)有利于充分研磨典例導(dǎo)析1 下列有關(guān)“葉綠體色素的提取和分離”的實驗敘述正確的是([解析]本題考查實驗中藥品和試劑的作用。加入碳酸鈣的目的是防止葉綠素被有機酸破壞掉；色素的提取利用的是無水乙醇；色素的分離利用的是層析液；加入二氧化硅是使研磨更充分。[答案]D54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）在進行葉綠體色素提取和分離的實驗中，不能讓層析液沒及濾液細線的原因是()A．濾紙上的幾種色素會擴散不均而影響實驗效果B．濾紙上的濾紙細線會變粗而使色素帶相互重疊C．色素會溶解在層析液中，在濾紙上達不到層析效果D．會導(dǎo)致不同色素隨層析液在濾紙上擴散的速度不同[答案]C[解析]若層析液沒及了濾液細線，會使色素溶解在層析液中，使層析效果不明顯。1在進行葉綠體色素提取和分離的實驗中，不能讓層析液沒及濾液細線1.葉綠體的結(jié)構(gòu)及功能(1)結(jié)構(gòu)：①雙層膜：分為內(nèi)膜和外膜，其主要功能是控制物質(zhì)進出葉綠體。2葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能要點歸納1.葉綠體的結(jié)構(gòu)及功能2葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能要點歸②基粒：由囊狀結(jié)構(gòu)堆疊而成，這些囊狀結(jié)構(gòu)稱為類囊體。吸收光能的四種色素就分布在類囊體的薄膜上。③基質(zhì)：在基粒與基粒之間充滿基質(zhì)，基質(zhì)中含有與光合作用有關(guān)的酶。(2)功能：葉綠體內(nèi)的基粒和類囊體擴展了受光面積，含有許多吸收光能的色素分子和光合作用所必需的酶，因此葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）(3)實驗設(shè)計巧妙之處：①實驗材料選擇水綿和好氧細菌：水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察；用好氧細菌可確定釋放氧氣的部位。②沒有空氣的黑暗環(huán)境：排除了氧氣和光的干擾。③用極細的光束點狀投射：葉綠體上可分為獲得光照和無光照的部位，相當于一組對照實驗。④進行黑暗(局部光照)和完全暴露在光下的對照實驗：明確實驗結(jié)果完全是由光照引起的等。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）(1)光合作用的酶分布在類囊體的薄膜上和基質(zhì)中，但光合色素只分布在類囊體的薄膜上。(2)葉綠體以囊狀結(jié)構(gòu)堆疊成基粒的方式增大膜面積，而線粒體以內(nèi)膜向內(nèi)腔折疊形成嵴的方式增大膜面積。(1)光合作用的酶分布在類囊體的薄膜上和基質(zhì)中，但光合色素只 葉綠體是植物進行光合作用的細胞器，下面有關(guān)葉綠體的敘述正確的是()A．葉綠體中的色素都分布在囊狀結(jié)構(gòu)的膜上B．葉綠體中的色素分布在外膜和內(nèi)膜上C．光合作用的酶只分布在葉綠體基質(zhì)中D．光合作用的酶只分布在外膜、內(nèi)膜和基粒上[解析]葉綠體中的色素都分布在囊狀結(jié)構(gòu)的薄膜上。[答案]A典例導(dǎo)析2 葉綠體是植物進行光合作用的細胞器，下面有關(guān)葉綠體的敘述正確1880年，美國科學家恩格爾曼設(shè)計了一個實驗研究光合作用的光譜。他將棱鏡產(chǎn)生的光譜投射到絲狀水綿上，并在水綿懸液中放入好氧細菌，觀察細菌的聚集情況。他得出光合作用在紅光區(qū)和藍光區(qū)最強。這個實驗的結(jié)論是()A．細菌對不同的光反應(yīng)不一，細菌集中的地方，細菌光合作用強B．好氧細菌集中的地方，O2濃度高，水綿光合作用強C．好氧細菌集中的地方，產(chǎn)生的有機物多，水綿光合作用強21880年，美國科學家恩格爾曼設(shè)計了一個實驗研究光合作用的光D．好氧細菌大量消耗O2，使水綿光合作用速率加快，則該種光有利于光合作用[答案]B[解析]好氧細菌集中的地方就是O2多的地方，O2是光合作用的產(chǎn)物，所以此處的光合作用強。該實驗的思路就是以好氧細菌聚集為觀察指標，代表O2的釋放情況，表明光合作用在哪種光區(qū)最強，而與產(chǎn)生有機物的多少無關(guān)。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）1.探究歷程3光合作用的探究歷程要點歸納1.探究歷程3光合作用的探究歷程要點歸納54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）2.從光合作用的探究歷程可知：(1)普利斯特利的實驗的優(yōu)點和不足優(yōu)點①自變量明確：證明植物具有更新空氣的作用②對照明顯：玻璃罩內(nèi)只放小鼠或燃燒蠟燭作對照不足①沒有認識到光在植物更新空氣中的作用②沒有明確植物吸收和釋放的氣體2.從光合作用的探究歷程可知：優(yōu)點①自變量明確：證明植物具有(2)薩克斯實驗的成功之處①方法的成功：a．設(shè)置了對照實驗，自變量為光照，因變量是葉片顏色的變化。b．實驗的關(guān)鍵是饑餓處理，使葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)消耗掉，避免了對實驗結(jié)果的干擾。②認識上的成功：本實驗在證明光合作用的產(chǎn)物是淀粉的同時，還證明了光照是光合作用的必要條件。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）(3)魯賓和卡門實驗①巧妙之處：兩組實驗相互對照直觀地表現(xiàn)出氧氣是來自于水的光解，而不是來自于二氧化碳中的氧。②自變量為被標記的C18O2和HO，因變量是O2的放射性。(3)魯賓和卡門實驗54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1） 如圖，在溫室下，將3株脫淀粉(經(jīng)過充分“饑餓”處理)的同種植株和相同體積的不同溶液放在鐘罩內(nèi)，給予相同強度的光照，本實驗可以證明()典例導(dǎo)析3 如圖，在溫室下，將3株脫淀粉(經(jīng)過充分“饑餓”處理)的同種A．光合作用速率隨CO2濃度增大而增大B．光合作用的必需條件是CO2C．過多的CO2阻礙光合作用D．NaHCO3能抑制光合作用[解析]該實驗的自變量是CO2濃度，丙組缺少CO2，乙組CO2濃度比甲組高，本實驗CO2濃度值組數(shù)設(shè)置不夠，不能說明光合作用速率與CO2濃度的關(guān)系。[答案]B54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）英國科學家普利斯特利將點燃的蠟燭與綠色植物一起放在一個密閉的玻璃罩內(nèi)，蠟燭不容易熄滅。今天我們對這一現(xiàn)象的合理解釋是()A．植物可以更新空氣B．蠟燭燃燒所需物質(zhì)來自綠色植物C．綠色植物在光下能制造有機物D．綠色植物在光下能釋放氧氣[答案]D[解析]在今天，我們已經(jīng)明確了空氣中的成分以及蠟燭燃燒時消耗氧氣，氧氣來自于植物的光合作用。3英國科學家普利斯特利將點燃的蠟燭與綠色植物一起放在一個密閉的光合作用過程是由一系列的化學反應(yīng)組成的。通常是根據(jù)是否需要光能，將光合作用的過程分為需要光能的光反應(yīng)階段和不需要光能的暗反應(yīng)階段。各階段的物質(zhì)和能量變化可用下圖表示：4光合作用的過程要點歸納光合作用過程是由一系列的化學反應(yīng)組成的。通常是根據(jù)是否需要光階段場所具體過程產(chǎn)物能量轉(zhuǎn)換光反應(yīng)階段(必須有光)葉綠體基粒①水的光解②ATP的生成O2[H]ATP光能―→活躍化學能暗反階段(有光無光均可)葉綠體基質(zhì)①CO2的固定②CO2(或C3)的還原(CH2O)等有機物活躍的化學能―→穩(wěn)定的化學能階段場所具體過程產(chǎn)物能量轉(zhuǎn)換光反應(yīng)階段(必須有光)葉綠體基粒1.過程圖解1.過程圖解2．光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別項目光反應(yīng)暗反應(yīng)反應(yīng)條件光照、色素、酶多種酶、[H]、ATP外界原料水CO2產(chǎn)物O2、[H]、ATP有機物和水場所類囊體的薄膜上葉綠體基質(zhì)反應(yīng)速率較快較緩慢能量變化光能→ATP中活躍的化學能ATP中活躍的化學能→(CH2O)中穩(wěn)定的化學能2．光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別項目光反應(yīng)暗反應(yīng)反應(yīng)條件光照、色素、3.光反應(yīng)與暗反應(yīng)的聯(lián)系(1)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和ATP；暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi，即兩個反應(yīng)階段相輔相成，密切聯(lián)系。(2)沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)缺乏[H]和ATP，無法進行；暗反應(yīng)受阻，光反應(yīng)因產(chǎn)物積累也不能正常進行。可見，二者相互制約。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）不同的條件下葉綠體內(nèi)各種物質(zhì)的動態(tài)變化規(guī)律條件C3C5[H]和ATP(CH2O)合成量停止光照CO2供應(yīng)不變增加減少減少減少突然光照CO2供應(yīng)不變減少增加增加增加光照不變停止CO2供應(yīng)減少增加增加減少光照不變CO2供應(yīng)增加增加減少減少增加不同的條件下葉綠體內(nèi)各種物質(zhì)的動態(tài)變化規(guī)律條件C3C5[H]說明：以上各物質(zhì)含量的變化是在外界條件改變后的短時間內(nèi)發(fā)生的，且是相對含量的變化。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1） 在正常條件下進行光合作用的某植物，當突然改變某條件后，發(fā)現(xiàn)其葉肉細胞內(nèi)五碳化合物含量突然上升，則改變的條件是()A．停止光照 B．停止光照并降低CO2濃度C．升高CO2濃度 D.降低CO2濃度[解析]在植物光合作用的暗反應(yīng)過程中，五碳化合物能固定CO2，形成三碳化合物，三碳化合物被還原成葡萄糖和五碳化合物。植物體內(nèi)五碳化合物增多，說明CO2的固定減弱。[答案]D典例導(dǎo)析4 在正常條件下進行光合作用的某植物，當突然改變某條件后，發(fā)現(xiàn)欲測定植物是否進行光反應(yīng)，可以檢測是否有()A．葡萄糖生成 B．淀粉生成C．O2的釋放 D．CO2的吸收[答案]C[解析]植物光合作用中的光反應(yīng)過程，是葉綠素吸收光能，將水分解為氫和氧氣，另一部分能量被ADP吸收形成ATP。從題目給定的答案中，只有氧氣是光反應(yīng)的產(chǎn)物。4欲測定植物是否進行光反應(yīng)，可以檢測是否有()45探究光照強弱對光合作用強度的影響要點歸納5探究光照強弱對光合作用強度的影響要點歸納(3)變量分析自變量設(shè)置方法因變量觀察指標光照的強弱通過臺燈距離實驗材料的遠近來設(shè)置光合作用強度觀測單位時間內(nèi)被抽去空氣的小圓葉片上浮的數(shù)量(3)變量分析自變量設(shè)置方法因變量觀察指標光照的通過臺燈距離54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）項目燒杯小圓形葉片加富含CO2的清水光照強度葉片浮起數(shù)量甲10片20mL強多乙10片20mL中中丙10片20mL弱少項目小圓形加富含光照葉片浮甲10片20mL強多乙10片 在做植物實驗的暗室內(nèi)，為了盡可能地降低植物光合作用的強度，最好安裝()A．紅橙光燈 B．綠光燈C．白熾燈 D．藍光燈典例導(dǎo)析5 在做植物實驗的暗室內(nèi)，為了盡可能地降低植物光合作用的強度，[解析]本題考查學生運用光合作用知識分析實驗設(shè)計的能力，葉綠素主要吸收紅橙光、藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。這些色素所吸收的光能，都能用于光合作用。光合作用不吸收或很少吸收綠光，綠光下植物光合作用強度最低，題目中要求“盡可能地降低植物光合作用的強度”，當然就不能使用發(fā)紅橙光和藍紫光的燈，安裝綠光燈是安全的。至于白熾燈，物理常識告訴我們，白光是由七色光組成的。[答案]B54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）在日光下，植物葉片中的葉綠素()A．大量吸收綠光B．等量吸收不同波長的光C．主要吸收藍紫光和綠光D．主要吸收藍紫光和紅光[答案]D[解析]葉綠素主要吸收紅光和藍紫光。

5在日光下，植物葉片中的葉綠素()51.硝化細菌進行化能合成作用的過程6化能合成作用要點歸納1.硝化細菌進行化能合成作用的過程6化能合成作用要點2．與光合作用的區(qū)別化能合成作用與光合作用的不同之處僅在于光合作用是利用光能將CO2和H2O合成有機物，而化能合成作用是利用化學能將CO2和H2O合成有機物。54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1） 硝化細菌通過化能合成作用形成有機物，需要下列哪種環(huán)境條件()A．具有NH3及缺氧 B．具有NH3和氧C．具有硝酸和氧 D．具有硝酸和缺氧[解析]硝化細菌的化能合成作用所需要的能量來自土壤中的氨(NH3)氧化成亞硝酸(HNO2)和硝酸(HNO3)的過程中釋放出來的能量。因此，硝化細菌所需要的環(huán)境條件是有NH3和氧氣。[答案]B典例導(dǎo)析6 硝化細菌通過化能合成作用形成有機物，需要下列哪種環(huán)境條件光合作用和化能合成作用的相同點是()A．都需要把太陽光作為能源B．把無機物轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物C．都需要利用氧氣D．都需要物質(zhì)氧化形成的能量[答案]B[解析]光合作用和化能合成作用的相同點是把無機物CO2和H2O轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物。6光合作用和化能合成作用的相同點是()6思維創(chuàng)新升華思維創(chuàng)新升華1.多種因素對光合作用產(chǎn)生影響的分析影響光合作用速率的因素及其在生產(chǎn)應(yīng)用上的分析1.多種因素對光合作用產(chǎn)生影響的分析影響光合作用速率的因素及54能量之源──光與光合作用課件（人教版必修1）2.提高作物產(chǎn)量的途徑途徑具體措施或方法延長光照時間補充光照增大光合作用面積間作、合理密植提高光合作用效率控制適宜光照強度、提高CO2濃度、合理施肥提高凈光合作用速率維持適當?shù)臅円箿夭?白天適當升溫，晚上適當降溫)2.提高作物產(chǎn)量的途徑途徑具體措施或方法延長光照時間補充光照21.光合作用與有氧呼吸的比較光合作用與細胞呼吸之間的關(guān)系光合作用有氧呼吸物質(zhì)變化無機物合成有機物有機物分解為無機物能量變化光能→化學能(儲能)化學能→ATP、熱能(放能)實質(zhì)合成有機物，儲存能量分解有機物、釋放能量，供細胞利用場所葉綠體活細胞(主要在線粒體)條件只在光下進行有光、無光都能進行21.光合作用與有氧呼吸的比較光合作用與細胞呼吸之間的關(guān)系2.光合作用與細胞呼吸的計算(1)光合作用速率表示方法及分類：①表示方法：通常以一定時間內(nèi)CO2等原料的消耗或O2、(CH2O)等產(chǎn)物的生成量來表示。②分類：但由于測量時的實際情況，光合作用速率又分為表觀光合速率和真正光合速率。(2)呼吸速率的表示方法：將植物置于黑暗中，實驗容器中CO2增加量、O2減少量或有機物減少量，即表示呼吸速率。2.光合作用與細胞呼吸的計算(3)二者之間的關(guān)系：在有光條件下，植物同時進行光合作用和細胞呼吸，實驗容器中O2增加量、CO2減少量或有機物的增加量，稱為表觀光合速率，