光合作用與能量轉(zhuǎn)化（第1課時） 【知識精講精研】高一生物上學(xué)期 課件（2019人教版必修1）

第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化（第1課時）學(xué)習(xí)目標(biāo)概念2細(xì)胞的生存需要能量和營養(yǎng)物質(zhì)，并通過分裂實(shí)現(xiàn)增殖2.2細(xì)胞的功能絕大多數(shù)基于化學(xué)反應(yīng)，這些反應(yīng)發(fā)生在細(xì)胞的特定區(qū)域2.2.3說明植物細(xì)胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)樘桥c氧氣的過程中，轉(zhuǎn)換并儲存為糖分子中的化學(xué)能課程標(biāo)準(zhǔn)掌握提取和分離綠葉中色素的原理和方法，簡述綠葉中色素的種類及功能。樹立結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀點(diǎn)，說出葉綠體是進(jìn)行光合作用主要場所的原因。能源物質(zhì)：主要能源物質(zhì)：儲能物質(zhì)：主要儲能物質(zhì)：直接能源物質(zhì)：最終能源：糖類、脂肪、蛋白質(zhì)、ATP糖類脂肪、淀粉（植物細(xì)胞）、糖原（動物細(xì)胞）脂肪ATP（腺苷三磷酸）太陽能植物工廠問題探討1.靠人工光源生產(chǎn)蔬菜有什么好處？2.為什么要控制二氧化碳濃度，營養(yǎng)液成分和溫度等條件？用人工光源生產(chǎn)蔬菜，可以避免由于自然環(huán)境中光照強(qiáng)度不足導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度低而造成的減產(chǎn)。同時，人工光源的強(qiáng)度和不同色光是可以調(diào)控的，可以根據(jù)植物生長的情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使蔬菜產(chǎn)量達(dá)到最大。影響光合作用的因素很多，既有植物自身?xiàng)l件，也有外界環(huán)境條件。二氧化碳濃度、營養(yǎng)液和溫度是影響植物生長的重要外部條件，因此要進(jìn)行控制，以便讓植物達(dá)到最佳的生長狀態(tài)。你知道韭菜和韭黃是什么關(guān)系嗎？你知道韭黃是怎么種植出來的嗎？缺少葉綠素正常玉米植株（綠色）和白化玉米植株（白色）玉米白化苗的葉片不含綠色色素不能進(jìn)行光合作用，待種子中貯存的養(yǎng)分耗盡就會死去?？梢姡喝~片中的色素可能與光能的捕獲有關(guān)。一、捕獲光能的色素與結(jié)構(gòu)資料查閱、文獻(xiàn)檢索植物葉片的顏色取決于細(xì)胞中的色素種類和含量。植物細(xì)胞中的色素分為脂溶性色素（如葉綠素等）和水溶性色素（如花青素），兩類色素的提取方法不同。查閱文獻(xiàn)，選擇合適的方法分別提取植物細(xì)胞中的脂溶性色素和水溶性色素?；ㄇ嗨靥崛〖昂繙y定請自行查閱資料，有興趣可課下實(shí)踐。思考與探究：1.綠葉中的色素是一種還是多種呢？如何提取呢？2.它們分別是什么顏色呢？3.各種色素在綠葉中的含量相同嗎？探究·實(shí)踐綠葉中色素的提取與分離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(jī)溶劑無水乙醇中。（1）分離色素的方法：紙層析法（2）分離色素的原理：不同色素在層析液中的溶解度不同。溶解度高的色素，在濾紙上隨層析液的擴(kuò)散速度快；溶解度低的色素，在濾紙上隨層析液的擴(kuò)散速度慢。2分離綠葉中的色素觀看綠葉中色素提取與分離實(shí)驗(yàn)視頻，閱讀教材98頁探究·實(shí)踐內(nèi)容，回答以下問題：3.色素提取時所用試劑及作用？1.菠菜葉放置24-36小時的原因？2.研磨時應(yīng)注意什么？原因?yàn)楹危?.濾紙條為什么要剪去兩角？5.濾液細(xì)線的劃線原則？6.層析液能否沒過濾液細(xì)線？7.分離后的色素有幾種？有何差異?觀看綠葉中色素提取與分離實(shí)驗(yàn)視頻，閱讀教材98頁探究·實(shí)踐內(nèi)容，回答以下問題：探究·實(shí)踐綠葉中色素的提取與分離綠葉中色素的提取和分離色素顏色溶解度擴(kuò)散速度含量胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b橙黃色黃色藍(lán)綠色黃綠色最高較高較低最低最快較快較慢最慢最少較少最多較多葉綠素(含量約占3/4)類胡蘿卜素(含量約占1/4)色素分離的其他方法:Q：得到的色素提取液顏色呈淡綠色的原因有哪些?①研磨不充分或研磨速度太慢，乙醇揮發(fā)，導(dǎo)致溶解的色素量少；②選材不當(dāng)，未選擇新鮮綠葉或稱取的新鮮綠葉量過少；③加入無水乙醇的量過多，導(dǎo)致色素溶液濃度偏??；④未加入碳酸鈣或加入的量過少，導(dǎo)致色素被破壞，主要是葉綠素被破壞。Q：若某結(jié)果中，濾紙上色素帶顏色很淺，你認(rèn)為原因有哪些？除以上原因以外，還有可能是畫濾液細(xì)線未重復(fù)。光是一種電磁波，分為可見光和不可見光?？梢姽獾牟ㄩL是400-760nm。不同波長的光，顏色不同。不同色素對光的吸收差異四種光合色素對光的吸收有什么差別呢？色素吸收的光譜葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜葉綠素主要吸收藍(lán)紫光和紅光；類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光一般情況下，光合作用吸收的光是可見光。181、葉片為什么是綠色的呢？2、不同季節(jié)，不同植物的葉片為何會呈現(xiàn)不同的顏色？（見右圖；綠色、黃色、紅色葉片）3、閱讀P97頁植物工廠和P99頁旁欄相關(guān)內(nèi)容，并思考：為什么常見的人工光源是紅色、藍(lán)色和白色而不用發(fā)綠光的光源？問題思考：光葉綠體反射光透過光吸收光1、葉片為什么是綠色的呢？①其他光被葉片吸收了，而葉綠素對綠光吸收最少，被反射出來。②葉綠素含量多，使類胡蘿卜素的顏色被掩蓋，只顯示出葉綠素的綠色2、不同季節(jié)，不同植物的葉片為何會呈現(xiàn)不同的顏色？由于葉綠素比類胡蘿卜素易受到低溫的破壞，秋季低溫使葉綠素大量破壞，而使類胡蘿卜素的顏色顯示出來。葉綠素形成條件溫度礦質(zhì)元素，如N、Mg等光照2、不同季節(jié)，不同植物的葉片為何會呈現(xiàn)不同的顏色？花青素，是自然界一類廣泛存在于植物中的水溶性天然色素。水果、蔬菜、花卉中的主要呈色物質(zhì)大部分與之有關(guān)。在植物細(xì)胞液泡不同pH條件下，花青素使花瓣、葉片等呈現(xiàn)五彩繽紛的顏色。3、閱讀P97頁植物工廠和P99頁旁欄相關(guān)內(nèi)容，并思考：為什么常見的人工光源是紅色、藍(lán)色和白色而不用發(fā)綠光的光源？資料：不同波長的光具有明顯不同的生物學(xué)效應(yīng)，包括對植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成、光合作用和器官生長發(fā)育等方面的不同影響。

綠色光源發(fā)出的綠色光，這種波長的光線被光合色素吸收較少，不利于光合作用中制造有機(jī)物。有甲、乙、丙、丁4盆長勢均勻的植物置于陽光下，甲品紅色光照射；乙綠色光照射；丙添加品紅色濾光片A；丁添加綠色濾光片B(如圖)，經(jīng)過一段時間，各盆中長勢最旺的和長勢最差的依次是下列哪一組（）A.甲、乙B.乙、丙C.甲、丁D.丙、丁C葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用基質(zhì)基粒每個基粒都由一個個圓餅狀的囊狀結(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。而每個基粒都含有兩個以上的類囊體，多者可達(dá)100個以上。葉綠體內(nèi)有如此多的基粒和類囊體，極大地擴(kuò)大了受光面積。黑藻2恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)Q：水綿的葉綠體和黑藻（或菠菜）的葉綠體有何區(qū)別？二、葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用水綿2恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)閱讀P100頁資料一，回答下列問題：1.為什么選用水綿和好氧細(xì)菌作為實(shí)驗(yàn)材料？

2.為什么選用黑暗并且沒有空氣的環(huán)境？

3.、為什么先用極細(xì)光束照射水綿，而后又讓水綿完全暴露在光下？4.由實(shí)驗(yàn)?zāi)艿贸鍪裁唇Y(jié)論？二、葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)對象：水綿（葉綠體呈_

___狀）、

好氧細(xì)菌。自變量：葉綠體是否照到光。因變量：葉綠體照光部位是否產(chǎn)生氧氣

，觀測指標(biāo)是______________。漢水丑生侯偉作品實(shí)驗(yàn)結(jié)果：好氧細(xì)菌集中分布在葉綠體的照光部位。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：螺旋帶好氧細(xì)菌的分布葉綠體能吸收光能用于光合作用釋放氧氣恩格爾曼實(shí)驗(yàn)的巧妙之處1、為什么選用水綿和好氧細(xì)菌作為實(shí)驗(yàn)材料？水綿的葉綠體呈螺旋帶狀分布，便于觀察。好氧細(xì)菌可確定釋放O2的部位。2、為什么選用黑暗并且沒有空氣的環(huán)境？選用黑暗并且沒有空氣的環(huán)境，可排除光線和氧的干擾。二、葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用3、為什么先用極細(xì)光束照射水綿，而后又讓水綿完全暴露在光下？用極細(xì)光束照射，葉綠體上可分為光照多和光照少的部位，相當(dāng)于一組對比實(shí)驗(yàn)；黑暗（局部照光）和完全暴露在光下對照（自身對照），再一次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是由光照引起，氧氣是由葉綠體產(chǎn)生的。4.由實(shí)驗(yàn)?zāi)艿贸鍪裁唇Y(jié)論？結(jié)論：葉綠體能吸收光能用于光合作用釋放氧氣二、葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用

大量好氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域，說明什么？

葉綠體主要吸收紅光與藍(lán)紫光，用于光合作用放出O2。好氧細(xì)菌水綿好氧細(xì)菌二、葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用

葉綠體是光合作用的場所，并且能夠吸收特定波長的光。