蘇教版教學(xué)課件4.2第二節(jié)光合作用公開課一等獎(jiǎng)?wù)n件省賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件

第1頁(yè)第二節(jié)光合作用

試驗(yàn)數(shù)據(jù)表白，每年全球通過光合作用大約同化2.0×1014kg碳，如以葡萄糖計(jì)算相稱于合成4.0×1012和5.0×1012t有機(jī)物，可見植物光合作用規(guī)模之巨大。那么，植物生長(zhǎng)有機(jī)養(yǎng)料從何而來(lái)？眾科學(xué)家通過不懈努力，逐漸揭開了綠色植物光合作用之謎。第2頁(yè)第3頁(yè)1771年英國(guó)普里斯特利（J.Pristly）通過植物和動(dòng)物之間進(jìn)行氣體交換試驗(yàn)，第一次成功地應(yīng)用化學(xué)辦法研究植物生長(zhǎng)，得知植物生長(zhǎng)需要吸取二氧化碳，同步放出氧氣。第4頁(yè)提示淀粉遇碘會(huì)變藍(lán)第5頁(yè)第6頁(yè)第7頁(yè)第8頁(yè)

光合作用探究歷程實(shí)行者試驗(yàn)過程及現(xiàn)象試驗(yàn)結(jié)論普里斯特利點(diǎn)燃蠟燭與綠色植物，密閉——蠟燭不易熄滅；小鼠與綠色植物，密閉——小鼠不易窒息植物能更新空氣（提醒：更新何種氣體當(dāng)時(shí)不懂得）薩克斯綠色葉片光合作用產(chǎn)生淀粉

第9頁(yè)恩格爾曼O2是葉綠體釋放出來(lái),葉綠體是光合作用場(chǎng)所魯賓、卡門光合作用釋放氧所有來(lái)自水第10頁(yè)試驗(yàn)探究1．試驗(yàn)?？家族e(cuò)點(diǎn)(1)薩克斯試驗(yàn)中黑暗處理目標(biāo)：消耗掉葉片

中原有淀粉。曝光與遮光形成對(duì)照，檢查試

劑為碘液，檢查前用酒精水浴加熱處理，目標(biāo)

是溶解色素。(2)恩格爾曼選用水綿做試驗(yàn)材料好處：葉綠

體大呈帶狀，便于觀測(cè)，所用細(xì)菌異化作用類

型為需氧型。(3)魯賓、卡門用試驗(yàn)辦法為示蹤原子法(同

位素標(biāo)識(shí)法)。(4)卡爾文選用小球藻做試驗(yàn)，用同位素標(biāo)識(shí)法

揭示了暗反應(yīng)過程。第11頁(yè)2．上述試驗(yàn)中對(duì)照試驗(yàn)設(shè)置

在光合作用發(fā)覺中，科學(xué)家們利用了對(duì)照實(shí)

驗(yàn)，使成果和結(jié)論愈加科學(xué)、精確。(1)薩克斯：本身對(duì)照，自變量為是否照光(一

半曝光與另二分之一遮光)，因變量為葉片是否制造

出淀粉。(2)魯賓和卡門：互相對(duì)照，自變量為標(biāo)識(shí)物質(zhì)(H218O與C18O2)，因變量為O2放射性。(3)普里斯特利：密閉玻璃罩是否加植物為自

變量，蠟燭燃燒時(shí)間或小鼠存活時(shí)間為因變量。第12頁(yè)光合色素與光能捕捉第13頁(yè)為什么植物的葉片呈現(xiàn)綠色？

光照到物體表面后，該物體又將這種顏色光反射出來(lái)，就是我們所見到顏色。對(duì)植物而言，除了部分橙光、黃光和大部分綠光被反射外，其他基本上都被葉綠素分子吸取了，因此植物葉片展現(xiàn)綠色。第14頁(yè)邊做邊學(xué)提取和分離葉綠體中色素試驗(yàn)原理：

葉綠體中色素都能溶解于有機(jī)溶劑中，如丙酮（酒精）等。因此能夠用丙酮提取葉綠體中色素。葉綠體中四種色素在層析液中擴(kuò)散速度不一樣，層析液主要成份是石油醚，石油醚是一種脂溶性很強(qiáng)有機(jī)溶劑，葉綠體中四種色素在石油醚中溶解度不一樣：溶解度最高是胡蘿卜素，它隨石油醚在濾紙上擴(kuò)散得最快；葉黃素和葉綠素a溶解度次之；葉綠素b溶解度最低，擴(kuò)散得最慢。這樣，幾分鐘后，四種色素就在擴(kuò)散過程中分離開來(lái)。第15頁(yè)試驗(yàn)材料：

菠菜葉片若干，石英砂，碳酸鈣，丙酮，層析液，濾紙條，天平、棉花，剪刀，鉛筆，直尺

邊做邊學(xué)提取和分離葉綠體中色素第16頁(yè)邊做邊學(xué)試驗(yàn)步驟：123456第17頁(yè)試驗(yàn)強(qiáng)化在平時(shí)7綠葉中色素提取與分離試驗(yàn)1.原理解讀

（1）多種色素都能溶解在有機(jī)溶劑(無(wú)水乙醇

等)中形成溶液,使色素從生物組織中脫離出來(lái)。

（2）多種色素都能溶解在層析液中，但在層析

液中溶解度不一樣：溶解度大色素分子隨層

析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢，因此不一樣

色素能夠在濾紙上因擴(kuò)散速度不一樣而分開，各

種色素分子在濾紙上可形成不一樣色素帶。第18頁(yè)2.試驗(yàn)流程圖示提取色素:稱取5g綠色葉片充分迅速研磨色素濾液棉塞封口（1）將干燥濾紙剪成6cm長(zhǎng)、1cm寬紙條，剪去一端兩角（避免邊緣擴(kuò)散速度制濾紙條太快）（2）在距剪角一端1cm處用鉛筆畫一條細(xì)橫線（1）用毛細(xì)吸管吸少許濾液沿鉛筆線處小濾液劃線心均勻地劃一條濾液細(xì)線（要求細(xì)直齊）（2）干燥后再反復(fù)劃2~3次剪碎，加少許SiO2和CaCO3加5mL丙酮過濾第19頁(yè)分離色素：將適量層析液倒入試管中，裝置如右圖所示，插入濾紙條（有濾液細(xì)線一端朝下），隨后用棉塞塞緊試管口。注意:不能讓濾紙上濾液細(xì)線觸到層析液觀測(cè)成果濾紙條上呈現(xiàn)四條顏色、寬度不一樣色素帶第20頁(yè)3.試驗(yàn)中幾個(gè)化學(xué)物質(zhì)作用（1）丙酮作為提取液，可溶解綠葉中色素。（2）層析液用于分離色素。（3）二氧化硅破壞細(xì)胞構(gòu)造，使研磨充足。（4）碳酸鈣可避免研磨過程中色素被破壞。第21頁(yè)拓展延伸1.影響葉綠素合成原因（1）光照:光是影響葉綠素合成主要條件，一般植物在黑暗中不能合成葉綠素，因而葉片發(fā)黃。（2）溫度：溫度可影響與葉綠素合成有關(guān)酶活性，進(jìn)而影響葉綠素合成。低溫時(shí)，葉綠素分子易被破壞，因而葉子變黃。（3）礦質(zhì)元素:葉綠素中含N、Mg等礦質(zhì)元素,若缺乏將造成葉綠素?zé)o法合成，老葉先變黃。另外,Fe是葉綠素合成過程中某些酶輔助成份，缺Fe也將造成葉綠素合成受阻,幼葉先變黃。第22頁(yè)2.本試驗(yàn)中圓形濾紙中央滴一滴層析液,對(duì)葉綠體中色素進(jìn)行層析，會(huì)得到近似同心四個(gè)色素環(huán)，由內(nèi)到外依次是黃綠色、藍(lán)綠色、黃色、橙黃色。3.用丙酮或其他有機(jī)溶劑替代無(wú)水乙醇提取色素,

但丙酮有毒，研磨時(shí)需采取措施避免蒸發(fā)；也可用汽油替代層析液進(jìn)行層析；可用其他綠色葉片替代菠菜，但不能用大白菜等不含葉綠素材料。4.對(duì)光合作用而言最有效光為白光,最無(wú)效為綠光，故農(nóng)業(yè)上一般用無(wú)色薄膜覆蓋大棚，而試驗(yàn)室中黑暗處理有機(jī)物時(shí)需要有光條件下操作時(shí)最佳選用綠光燈。第23頁(yè)邊做邊學(xué)討論：1、試驗(yàn)中丙酮和層析液用途是什么？2、葉綠體中色素有哪幾個(gè)？在試驗(yàn)報(bào)告中匯出色素在濾紙條上分布情況。第24頁(yè)積極思維恩吉爾曼試驗(yàn)1、恩吉爾曼以為，絲狀綠藻光合作用會(huì)產(chǎn)生氧氣，并且產(chǎn)生氧氣多少和光合作用效率成正比2、他把某些好氧并能運(yùn)動(dòng)細(xì)菌放入盛有一條絲狀綠藻溶液中，再將棱鏡產(chǎn)生連續(xù)不一樣波長(zhǎng)光投射到這條綠藻上。第25頁(yè)積極思維恩吉爾曼試驗(yàn)成果分析：這一巧妙試驗(yàn)說明了什么？第26頁(yè)試驗(yàn)表白：葉綠素a和b在藍(lán)光和紅光部分都有很高吸取峰，葉綠體中胡蘿卜素和葉黃素主要吸取藍(lán)紫光。第27頁(yè)色素展現(xiàn)吸取峰作用葉綠素a藍(lán)綠色藍(lán)（窄）紅（寬）搜集、轉(zhuǎn)換光能葉綠素b黃綠色藍(lán)（寬）紅（窄）搜集光能胡蘿卜素呈黃色藍(lán)紫色搜集光能防護(hù)葉黃素黃色藍(lán)紫色四種色素比較表第28頁(yè)光合作用

通過科學(xué)家們不懈努力，人們對(duì)光合作用結(jié)識(shí)日益深入。在個(gè)光合作用過程中，并不是所有過程都需要光。根據(jù)反應(yīng)過程是否需要光能，能夠?qū)⒐夂献饔梅譃楣夥磻?yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段。第29頁(yè)H2OCO2類囊體三碳化合物五碳化合物三碳化合物脂肪蛋白質(zhì)糖類酶光合作用圖解第30頁(yè)

光合作用場(chǎng)所和過程1．過程圖解第31頁(yè)2．光反應(yīng)和暗反應(yīng)關(guān)系第32頁(yè)三、光合作用過程葉綠體類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)色素4[H]+O2(CH2O)+C5酶光酶酶ATP第33頁(yè)尤其提醒1．光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供兩種主要物質(zhì)：[H]和ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)也提供兩種物質(zhì)：ADP

和Pi，注意產(chǎn)生位置和移動(dòng)方向。2．沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行，因此晚上植

物只進(jìn)行呼吸作用，不進(jìn)行光合作用；沒有暗

反應(yīng)，有機(jī)物無(wú)法合成，生命活動(dòng)也就不能持

續(xù)進(jìn)行。第34頁(yè)3．色素只存在于光反應(yīng)部位——葉綠體類囊體薄

膜上，但光反應(yīng)和暗反應(yīng)都需要酶參與,因此光

合作用有關(guān)酶存在于兩個(gè)部位——葉綠體類囊

體薄膜上和基質(zhì)中。4．若同一植物處于兩種不一樣情況下進(jìn)行光合作用

甲：始終光照10分鐘；乙：光照5秒，黑暗5秒,

連續(xù)20分鐘，則光合作用制造有機(jī)物：甲<乙(暗反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng))。第35頁(yè)光合作用1、什么是光合作用？光反應(yīng)2、光合作用過程：暗反應(yīng)3、總反應(yīng)式4、影響原因第36頁(yè)光合作用1、什么是光合作用？綠色植物通過葉綠體吸取光能，將CO2和HO2合成為有機(jī)物并釋放出O2，同步也將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在糖類和其他有機(jī)物中，這一過程稱為光合作用。第37頁(yè)光合作用光反應(yīng)2、光合作用過程：暗反應(yīng)

光反應(yīng)發(fā)生在葉綠體類囊體膜上，必須在有光條件下才能進(jìn)行。暗反應(yīng)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，在有光和無(wú)光條件下都能進(jìn)行。第38頁(yè)光合作用3、總反應(yīng)式第39頁(yè)光合作用4、影響原因第40頁(yè)光合作用4、影響原因布萊克曼實(shí)驗(yàn)第41頁(yè)光合作用4、影響原因布萊克曼實(shí)驗(yàn)第42頁(yè)光合作用4、影響原因提升光能利用率途徑：

1）延長(zhǎng)光照時(shí)間；

2）增加光照面積；

3）增加光照強(qiáng)度；

4）其他。第43頁(yè)考點(diǎn)三影響光合作用強(qiáng)度原因及其實(shí)踐應(yīng)用1.探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度影響及有關(guān)分析(1)試驗(yàn)流程

打出小圓形葉片(30片):用打孔器在生長(zhǎng)旺盛

綠葉上打出(直徑＝1cm)抽出葉片內(nèi)氣體:用注射器(內(nèi)有清水、小圓形葉

片)抽出葉片內(nèi)氣體(O2等)

小圓形葉片沉到水底：將內(nèi)部氣體逸出小圓形葉片放入黑暗處盛有清 水燒杯中,小圓形葉片

所有沉到水底

對(duì)照試驗(yàn)及成果：第44頁(yè)(2)試驗(yàn)結(jié)論：在一定范圍內(nèi)，伴隨光照強(qiáng)度不停增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也不停增強(qiáng)(小圓形葉片中產(chǎn)生O2越多，浮起越多)。第45頁(yè)(3)光照強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度關(guān)系曲線分析A點(diǎn)光照強(qiáng)度為0，此時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，釋放CO2量可表達(dá)此時(shí)細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。AB段：隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也逐漸增強(qiáng)，CO2釋放量逐漸減少，這是由于細(xì)胞呼吸釋放CO2有一部分用于光合作用，此時(shí)細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度。第46頁(yè)B點(diǎn)：細(xì)胞呼吸釋放CO2所有用于光合作用，即光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度(光照強(qiáng)度只有在B點(diǎn)以上時(shí)，植物才能正常生長(zhǎng))，B點(diǎn)所示光照強(qiáng)度稱為光賠償點(diǎn)。BC段：表白伴隨光照強(qiáng)度不停加強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不停加強(qiáng)，到C點(diǎn)以上就不再加強(qiáng)了，C點(diǎn)所示光照強(qiáng)度稱為光飽和點(diǎn)。應(yīng)用：陰生植物B點(diǎn)前移，C點(diǎn)較低，如圖中虛線所示，間作套種農(nóng)作物種類搭配，林帶樹種配備，可合理利用光能；合適提升光照強(qiáng)度可增加大棚作物產(chǎn)量。第47頁(yè)2．CO2濃度對(duì)光合作用強(qiáng)度影響第48頁(yè)(1)曲線分析：圖1和圖2都表達(dá)在一定范圍內(nèi)，光合作用速率隨CO2濃度增加而增大，但當(dāng)CO2濃度增加到一定范圍后，光合作用速率不再增加。(2)點(diǎn)含義：①圖1中A點(diǎn)表達(dá)光合作用速率等于細(xì)胞呼吸速率時(shí)CO2濃度，即CO2賠償點(diǎn)；②圖2中A′點(diǎn)表達(dá)進(jìn)行光合作用所需CO2最低濃度；③圖1和圖2中B和B′點(diǎn)都表達(dá)CO2飽和點(diǎn)。(3)應(yīng)用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上能夠通過“正其行，通其風(fēng)”，增施農(nóng)家肥等增大CO2濃度，提升光能利用率。第49頁(yè)3．溫度對(duì)光合作用速率影響(1)曲線分析：溫度主要是通過影響與光合作用

有關(guān)酶活性而影響光合作用速率。(2)應(yīng)用：冬天，溫室栽培可合適提升溫度，也

可合適減少溫度。白天調(diào)到光合作用最適溫度,

以提升光合作用速率；晚上合適減少溫室溫度，以