5.4光合作用與能量轉化課件高一上學期生物人教版必修1

第4節(jié)光合作用與能量轉化第5章細胞的能量供應和利用為什么有些植物的葉片在不同時期顏色不同呢？

綠葉中究竟有哪些種類的色素呢？？如果整株植物的細胞都沒有色素，會怎樣呢？2提取:分離:提取和分離綠葉中的色素，探究綠葉中色素的種類綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中不同的色素在層析液中的溶解度不同，溶解度越高的色素隨層析液在濾紙上的擴散速度就越快，反之則慢。紙層析法實驗目的實驗原理探究·實踐《綠葉中色素的提取與分離》觀看《綠葉中色素的提取》視頻①研磨材料:5g新鮮的綠葉藥品SiO2——有助于研磨充分CaCO3

——防止色素被破壞無水酒精——溶解色素（1）提取綠葉中的色素②過濾：獲取綠色濾液（試管口加棉花防揮發(fā)）過濾時使用單層尼龍布，不可使用紗布或濾紙實驗：綠葉中色素的提取和分離★要求：要迅速、充分實驗：綠葉中色素的提取和分離制備濾紙條畫濾液細線★要求：細、直、齊；重復★不能讓濾液細線觸及層析液鉛筆線層析液培養(yǎng)皿紙層析（2）分離綠葉中的色素★培養(yǎng)皿加蓋防揮發(fā)葉綠素類胡蘿卜素（含量約3/4）（含量約1/4）葉綠素a（藍綠色）葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）綠葉中的色素跑得最快，溶解度最大寬度最大，含量最多實驗：綠葉中色素的提取和分離（3）實驗結果思維拓展色素分離的其他方法:

在濾紙的中央滴一滴色素提取液，再滴一滴層析液，色素隨層析液擴散，會得到近似同心環(huán)的4個色素圈，由外向內依次是什么色素？分別是什么顏色？從外到內分別是：胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b。實驗：綠葉中色素的提取和分離A.收集到的濾液綠色過淺的原因分析?未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。?使用放置數天的菠菜葉，濾液色素(葉綠素)太少。?一次加入大量的無水乙醇提取濃度太低

?未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞。B.濾紙條色素帶重疊：

沒經干燥處理，濾液線不能達到細、齊的要求，使色素擴散不一致造成的。某科研小組根據實驗步驟進行了葉綠色中色素的提取，得到提取液顏色過淺，這是什么原因？實驗：綠葉中色素的提取和分離實驗異常結果分析C.濾紙條看不到色素帶?忘記畫濾液細線。?濾液細線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中。D.濾紙條只呈現胡蘿卜素、葉黃素色素帶：

忘記加碳酸鈣導致葉綠素被破壞或所用葉片為“黃葉”。光是一種電磁波，分為可見光和不可見光。可見光的波長是400-760nm。不同波長的光，顏色不同。不同色素對光的吸收差異濾液中色素對不同的單色光吸收有什么差異？思考：二、捕獲光能的色素和結構葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光紅光藍紫光基粒(類囊體)外膜內膜基質色素與光反應有關的酶與暗反應有關的酶三、葉綠體的結構適于進行光合作用眾多的基粒和類囊體極大地擴展了受光的面積。實驗材料：水綿：需氧細菌：自變量：因變量：光照、黑暗需氧菌聚集部位沒有空氣的黑暗環(huán)境，極細光束照射暴露在光下自主預習教材P100-101，完成討論：排除O2和光的干擾目的？水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察。

好氧細菌可確定釋放O2的部位。結論：氧是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是光合作用的場所恩格爾曼的實驗一1.恩格爾曼在選材、實驗設計上有什么巧妙之處？（1）水綿的葉綠體呈螺旋或帶狀，便于觀察；（2）用好氧細菌可確定釋放氧氣的部位；（3）沒有空氣的黑暗環(huán)境可排除氧氣和光的干擾；(4)用極細的光束點狀投射葉綠體，有光和無光部位形成對照試驗2.綜合上述資料，你認為葉綠體具有什么功能？葉綠體是進行光合作用的場所，并且能夠吸收特定波長的光。光三棱鏡臨時裝片好氧細菌水綿好氧細菌恩格爾曼的第二個實驗示意圖恩格爾曼的實驗二課堂小結（藍綠色）葉綠素a（黃綠色）葉綠素b（橙黃色）胡蘿卜素葉黃素（黃色）葉綠素（約占3/4，主要吸收紅光和藍紫光）類胡蘿卜素（約占1/4，主要吸收藍紫光）綠葉中的色素葉綠體雙層膜基質中有許多由囊狀結構堆疊而成的基粒光合色素分布在類囊體薄膜上，光合作用的酶分布在類囊體薄膜和基質葉綠體是捕獲光能、進行光合作用的場所。結構功能1、某班學生完成對新鮮菠菜葉進行葉綠體中色素的提取和分離實驗時，由于各組操作不同，出現了以下四種不同的層析結果。下列分析錯誤的是()A.甲可能是因為研磨時未加入SiO2B.乙可能是因為研磨時未加入CaCO3C.丙可能是誤用水作提取液和層析液D.丁是正確操作得到的理想結果D2、在做提取和分離葉綠體中的光合色素實驗時，甲、乙、丙、丁四位同學對相關試劑的使用情況如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他們所得的實驗結果依次應為()B試劑甲乙丙丁無水乙醇－＋＋＋CaCO3＋＋－＋SiO2＋＋＋－A.①②③④ B.②④①③ C.④②③① D.③②①④3.在進行光合色素的提取和分離實驗時，取一圓形濾紙，在濾紙中央滴一滴色素提取液，再滴一滴層析液，將會得到近似同心的四個色素環(huán)，如圖。下列說法錯誤的是()A.通常提取液呈現綠色是因為葉片中葉綠素的含量比類胡蘿卜素的高B.提取色素時加入少許CaCO3和SiO2C.若提取的是缺鎂葉片中的色素，則最外側兩圈色素環(huán)顏色較淡D.最外側兩圈色素環(huán)的色素主要吸收藍紫光C光合作用原理的基本過程考點一探索光合作用原理的部分實驗目錄CONTENTS考點二(1)概念：指綠色植物通過

，利用光能，把

轉化成儲存著能量的有機物，并且釋放出

的過程。

(2)反應式：

。

葉綠體

二氧化碳和水

氧氣

場所條件產物原料1光合作用的概念及反應式科學家實驗過程及現象實驗結論希爾在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑(懸浮液中有水，沒有二氧化碳)，在光照下可以釋放出氧氣水的光解產生氧氣。魯賓和卡門H218O＋CO2―→植物―→18O2H2O＋C18O2―→植物―→O2光合作用產生的O2中的O來源于H2O，而不來源于CO2阿爾農在光照下，葉綠體可合成ATP，且這一過程總是與水的光解相伴隨水的光解可合成ATP閱讀課本P102-103，探索光合作用原理的部分實驗，并完成下列表格。四、探索光合作用原理的部分實驗資料3：魯賓和卡門實驗實驗思路：用同位素示蹤法來研究物質的去路

光合作用產生的O2中的O來源于H2O，而不來源于CO2實驗過程及現象：CO2H218O光照射下的小球藻懸液C18O2H2O18O2O2實驗結論

根據是否需要光能，這些化學反應可以概括地分為光反應和暗反應，現在也稱為碳反應，兩個階段。光合作用過程的示意圖（二）光合作用過程有光才能反應有光、無光都能反應※劃分依據:反應過程是否需要光能光反應（光合作用第一階段）暗反應（光合作用第二階段）又稱碳反應葉綠體類囊體薄膜上水的光解：2H2OO2+4H++4e光能ATP的合成：ADP＋Pi＋能量

ATP酶光能

ATP、NADPH中活躍的化學能場所：物質變化能量變化NADPH的合成：H++NADP++2e

NADPH類囊體薄膜上的色素分子可見光ADP+PiATPH2OO2NADP+酶吸收光解H+NADPH酶氧化型輔酶Ⅱ還原型輔酶Ⅱ1光反應階段2C3C5NADPHADP+Pi（CH2O）+H2OATP多種酶參加催化酶CO2還原固定酶供能卡爾文循環(huán)CO2的固定：CO2＋C5

2C3酶C3的還原：ATP

葉綠體的基質中活躍的化學能轉變?yōu)樘穷惖扔袡C物中穩(wěn)定的化學能2C3

(CH2O)+C5酶場所：物質變化能量變化:NADPH2暗反應階段下圖是光合作用過程圖解，請分析后回答下列問題：①圖中A是______,B是_______,它來自于______的分解。②圖中C是_______，它被傳遞到葉綠體的______部位，用于____________________。③圖中D是____，在葉綠體中合成D所需的能量來自______。

④圖中G________,F是__________,J是__________。⑤圖中的H表示_______，H為I提供__________。光H2OBACDE+PiFGCO2JHIＯ2水NADPH基質用作還原劑，還原C3ATP色素吸收的光能光反應NADPH和ATP色素C5化合物C3化合物糖類3、光反應與暗反應的區(qū)別和聯(lián)系暗反應光反應比較項目能量變化聯(lián)系物質變化條件場所類囊體薄膜上葉綠體的基質需光,色素和酶不需光,色素;需酶2H2O─→4H++O2↑光解ADP+Pi+能量─→ATP酶CO2+C5─→2C3酶2C3─

─→(CH2O)+C5ATP、[H]酶穩(wěn)定的化學能光能活躍的化學能光反應為暗反應提供ATP和NADPH，暗反應為光反應提供ADP和Pi、NADP+討論：1.葉綠體處不同條件下，C3、C5、NADPH、ATP以及(CH2O)合成量的動態(tài)變化?條件C3C5NADPH和ATP(CH2O)停止光照CO2供應不變光照不變停止CO2供應

增加減少增加減少減少減少減少增加色素分子可見光C52C3ADP+PiATPH2OO2H+多種酶酶(CH2O)CO2吸收光解固定還原NADP+NADPH2.下圖是光合作用過程圖解，請分析后回答下列問題：①圖中A是______,B是_______,它來自于______的分解。②圖中C是____，它被傳遞到葉綠體的_____部位，用于_________。③圖中D是____，在葉綠體中合成D所需的能量來自______。④圖中G__________,F是____________,J是________。⑤圖中的H表示_______，I表示________，H為I提供__________。光H2OBACDE+PiFGCO2JHIＯ2水[H]基質用作還原劑，還原C3ATP光能光反應[H]和ATP色素C5化合物C3化合物糖類暗反應2.下圖表示葉綠體結構與功能示意圖。下列說法錯誤的是()A.結構A中的能量變化是光能轉變?yōu)锳TP中的化學能B.供給14CO2，放射性出現的順序為C3→甲C.結構A釋放的O2可能來自CO2D.結構A釋放的O2可進入線粒體中C9.如圖表示某生物膜結構及其發(fā)生的部分生理過程，下列敘述錯誤的是A.圖中膜結構表示葉綠體內膜，B側為葉綠

體基質B.圖示過程的能量變化是光能轉變成ATP和

NADPH中活躍的化學能C.甲表示色素分子，其中類胡蘿卜素主要吸

收藍紫光D.圖示光反應部分過程，水分解為氧和H＋的同時還產生電子A六、光合作用原理的應用六、光合作用原理的應用影響光合作用的因素有哪些？CO2的濃度CO2＋H2O

（CH2O）＋O

2光能葉綠體H2O光：光照強度、光質、光照時間礦質元素（N、Mg是合成葉綠素的原料）外因：內因：酶的數量、活性色素的含量葉齡不同溫度六、光合作用原理的應用（1）溫度

最適溫度下植物光合作用最大溫度過高時植物氣孔關閉或酶活性降低，光合速率會減弱。應用：1.適時播種2.溫室中,白天適當提高溫度,晚上適當降溫3.植物“午休”現象10203040T/°C光合速率ABC最適溫度夏季“午休”現象六、光合作用原理的應用(p106)

下圖是夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強度的曲線圖。

分析曲線圖并回答：（1）7～10時的光合作用強度不斷增強原因：（2）12時左右的光合作用強度明顯減弱原因：（3）14～17時的光合作用強度不斷減弱原因：ABDCE時間光合作用速率6789101112131415161718光照不斷增強，光合作用強度不斷增強。溫度很高，蒸騰作用很強，氣孔關閉，二氧化碳供應減少，光合作用強度明顯減弱。光照不斷減弱，光合作用強度不斷減弱。線粒體葉綠體產生O2釋放O2（可以測得）葉肉細胞CO2吸收CO2（可以測得）植物在進行光合作用的同時，還進行呼吸作用。實際測量到的光合作用指標是凈光合作用速率，稱為表觀光合速率。二、影響光合作用的因素光合作用速率的測定光合作用速率一定時間內，單位面積CO2等原料的消耗量或O2、(CH2O)等產物生成量來表示。光合作用產生的O2=釋放到空氣中的O2+呼吸作用消耗的O2二、影響光合作用的因素光合作用速率的測定真正光合速率=凈光合速率

+呼吸作用速率合成有機物的量固定或消耗CO2量產生O2的量有機物積累量CO2吸收量O2的釋放量消耗有機物的量黑暗下CO2的釋放量黑暗下O2的吸收量===+++(2)CO2濃度對光合作用的影響CO2濃度AB吸收速率CO2C釋放速率CO2DA點：對應的CO2濃度為能進行光合作用的最低CO2濃度。CO2補償點光合作用速率＝呼吸作用速率對應的D點為CO2飽和點C點之后光合速率的限制因素：外因主要為光照強度和溫度，內因為酶的數量和活性。B點：C點：1.多施有機肥或農家肥；2.溫室栽培植物時還可使用CO2發(fā)生器等；3.大田中還要注意通風透氣。應用：二、影響光合作用的因素光照強度0CO2吸收CO2釋放ABC陽生植物呼吸速率光補償點光飽和點陰生植物A1B1C1凈光合總光合B：光合作用=呼吸作用D：光合速率開始達到最大時外界的光照強度（限制因素：CO2濃度、溫度等）DB1：陰生植物呼吸作用較弱，對光的利用能力也不強AB：光合作用<呼吸作用BC：光合作用>呼吸作用呼吸A：只進行呼吸作用應用：合理密植；間作套種；適當剪枝二、影響光合作用的因素C點之前限制光合作用的因素是光照強度（3）光照強度對光合作用的影響六、光合作用原理的應用A：只進行呼吸作用B：光合作用=呼吸作用細胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用BC：光合作用>呼吸作用AB：光合作用<呼吸作用（3）光照強度對光合作用的影響缺水氣孔關閉限制CO2進入葉片光合作用受影響水對光合作用的影響水是光合作用的原料，間接影響光合作用。應用：合理澆灌二、影響光合作用的因素4.圖示適宜條件下，甲、乙兩種植物葉片的CO2凈吸收速率與CO2濃度的關系，下列說法正確的是（

）

A.CO2濃度大于a時，甲才能進行光合作用

B.適當增加光照強度，a點將左移

C.CO2濃度為b時，甲、乙總光合作用強度相等

D.甲植物體內[H]的含量在CO2濃度為b時比在a時高B課堂練習七、探究環(huán)境因素對光