人教版高中生物必修一第五章第4节《能量之源-光和光合作用》优秀课件(79张)(共79张).ppt
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- 能量之源光和光合作用 人教版 高中生物 必修 第五 能量 光和 光合作用 优秀 课件 79
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1、第4节 能量之源光与光合作用一、捕获光能的色素和结构一、捕获光能的色素和结构光合作用需要色素去捕获光能光合作用需要色素去捕获光能正常苗正常苗白化苗白化苗正常幼苗能进正常幼苗能进行光合作用制行光合作用制造有机养料。造有机养料。白化苗不能进行白化苗不能进行光合作用,无法光合作用,无法制造有机养料。制造有机养料。你能提出什么问题?提取提取原理原理绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇无水乙醇(或丙酮)中,用无水乙醇提取色素。(或丙酮)中,用无水乙醇提取色素。纸层析法纸层析法:绿叶中色素在层析液:绿叶中色素在层析液(汽油汽油)中的中的溶解度溶解度不同,随层析液在滤纸上不同
2、,随层析液在滤纸上扩散速度扩散速度不不同,这样,绿叶中的色素就在扩散过程中分同,这样,绿叶中的色素就在扩散过程中分离开。离开。分离分离原理原理实验原理【探究】【探究】:绿叶中色素的提取和分离:绿叶中色素的提取和分离(一)捕获光能的色素【探究】【探究】:绿叶中色素的提取和分离:绿叶中色素的提取和分离绿叶中都有哪些色素,如何提绿叶中都有哪些色素,如何提取和分离这些色素?取和分离这些色素?选择哪类叶片?为什么?选择哪类叶片?为什么?(一)捕获光能的色素作出假设作出假设提出问题提出问题进行实验进行实验设计实验设计实验绿叶中有叶绿素等色素绿叶中有叶绿素等色素实验:绿叶中色素的提取和分离药品与试剂SiO2
3、有助于研磨充分CaCO3 防止色素被破坏无水乙醇溶解色素注意事项:1.选取材料时应选择颜色较深的新鲜叶片,色素含量较高;2.距减去两角的一端1cm处划线,线要画的细、直、齐,重复2-3次;3.分离色素时要用培养皿盖住装有层析液小烧杯;4.层析液不能超过滤液细线。观察与记录胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b实验结果橙黄色橙黄色黄色黄色黄绿色黄绿色蓝绿色蓝绿色类胡萝卜素叶绿素(含量约3/4)功能:吸收、传递和转化光能【探究】【探究】色素吸收的光谱色素吸收的光谱【提出问题】【提出问题】不同色素吸收的光谱一样吗?不同色素吸收的光谱一样吗?【设计实验】【设计实验】如何获得不同的光谱
4、如何获得不同的光谱如何探究不同色素吸收的光谱如何探究不同色素吸收的光谱【探究】【探究】色素吸收的光谱色素吸收的光谱【提出问题】【提出问题】不同色素吸收的光谱一样吗?不同色素吸收的光谱一样吗?【设计实验】【设计实验】叶绿素溶液叶绿素溶液叶绿素中的吸收光谱叶绿素中的吸收光谱0400500600700 nm 50100叶绿素叶绿素b叶绿素叶绿素a色素的吸收光谱图色素的吸收光谱图1001005050吸收光能百分比吸收光能百分比叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素可 见 光 区叶绿素:吸收叶绿素:吸收蓝紫光和红光蓝紫光和红光类胡萝卜素:吸收类胡萝卜素:吸收蓝紫光蓝紫光【结论】【结论】400 500 600
5、700nm 可见光区可见光区绿叶绿叶中的中的色素色素叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素(含量约(含量约3/4)(含量约(含量约1/4)叶绿素叶绿素a(蓝绿色)(蓝绿色)叶绿素叶绿素b(黄绿色)(黄绿色)胡萝卜素(橙黄色)胡萝卜素(橙黄色)叶黄素(黄色)叶黄素(黄色)绿叶中色素的种类绿叶中色素的种类主要吸收主要吸收蓝紫光蓝紫光和和红光红光蓝紫光蓝紫光主要吸收主要吸收小结及吸收的光谱及吸收的光谱色素的功能:吸收、传递和转化光能1.正常杨树的叶为什么呈绿色?秋季为什么变正常杨树的叶为什么呈绿色?秋季为什么变黄了?黄了?叶绿体中叶绿素的含量多,且对绿光吸收量最少,绿叶绿体中叶绿素的含量多,且对绿光吸收量
6、最少,绿光被反射出来,所以呈绿色;光被反射出来,所以呈绿色;秋季,叶片的叶绿素分子在低温下被破坏,而类胡萝秋季,叶片的叶绿素分子在低温下被破坏,而类胡萝卜素较稳定,所以显出类胡萝卜素的颜色。卜素较稳定,所以显出类胡萝卜素的颜色。2.大棚种植蔬菜时,选择什么颜色的塑料薄膜最好?白色或无色【资料】【资料】1817 1817年,两位法国科学家首次从植物中年,两位法国科学家首次从植物中分离出叶绿素,当时并不清楚叶绿素在植物分离出叶绿素,当时并不清楚叶绿素在植物细胞中的分布情况。细胞中的分布情况。1865 1865年,德国植物学家年,德国植物学家萨克斯萨克斯研究叶绿研究叶绿素在光合作用中的功能时,发现叶
7、绿素并非素在光合作用中的功能时,发现叶绿素并非普遍分布在植物的整个细胞中,而是集中在普遍分布在植物的整个细胞中,而是集中在一个更小的结构里,后来人们称之为一个更小的结构里,后来人们称之为叶绿体叶绿体.结论:捕捉光能的色素存在于绿色植物细胞结论:捕捉光能的色素存在于绿色植物细胞中的中的 内内叶绿体叶绿体叶叶绿绿体体结结构构模模式式图图外膜外膜内膜内膜基粒基粒基质基质每个基粒都由每个基粒都由一个个圆饼状一个个圆饼状的囊状结构堆的囊状结构堆叠而成。这些叠而成。这些囊状结构称为囊状结构称为类囊体类囊体。吸收吸收光能的四种色光能的四种色素就分布在类素就分布在类囊体的薄膜上囊体的薄膜上。而每个基粒都含有而
8、每个基粒都含有两个以上的类囊体,两个以上的类囊体,多者可达多者可达100个以个以上。上。叶绿体内有如叶绿体内有如此多的基粒和类囊此多的基粒和类囊体,极大地扩大了体,极大地扩大了受光面积。受光面积。(二)叶绿体的结构(二)叶绿体的结构一般呈扁平的椭球形或球形一般呈扁平的椭球形或球形主要分布在绿色植物的叶肉细胞主要分布在绿色植物的叶肉细胞由两个以上的类囊体堆叠而成,由两个以上的类囊体堆叠而成,含含色素色素和光反应有关的和光反应有关的酶酶含有与暗反应有关的的含有与暗反应有关的的酶酶和及少和及少量量DNA、RNA透明,透明,有利于光线的透过有利于光线的透过外膜外膜内膜内膜(3)结构(1)分布(2)形态
9、基粒基粒基质基质(4 4)资料分析:叶绿体的功能)资料分析:叶绿体的功能 德德 恩格尔曼恩格尔曼1装片中好氧细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中。装片中好氧细菌分布在叶绿体所有受光部位的周围。氧是由叶绿体释放出来的,氧是由叶绿体释放出来的,叶绿体叶绿体是光合作用的场所。是光合作用的场所。2结论:结论:叶绿体的被叶绿体的被光束照射到的光束照射到的部位部位进行光合作用进行光合作用结论:结论:现象:现象:没有没有空气空气黑暗黑暗 极极 细细 光光 束束 完完 全全 光光 照照结论:结论:结论结论:叶绿体叶绿体是进行光合作用的场所,它内是进行光合作用的场所,它内部的巨大膜表面上,不仅分布着许多部的巨大膜
10、表面上,不仅分布着许多吸收光能的吸收光能的色素分子色素分子,还有许多进行,还有许多进行光合作用所必需的光合作用所必需的酶酶。1.绿叶中的色素种类绿叶中的色素种类 实验:绿叶中色素的提取和分离实验:绿叶中色素的提取和分离 一、捕获光能的色素和结构一、捕获光能的色素和结构2.绿叶中色素吸收的光谱绿叶中色素吸收的光谱3.存在:叶绿体存在:叶绿体(二)叶绿体的结构(二)叶绿体的结构1.形态形态(一)捕获光能的色素(一)捕获光能的色素2.结构结构 3.类囊体与色素分布类囊体与色素分布4.功能功能:光合作用的场所光合作用的场所 知识小结知识小结1甲、乙、丙、丁四位同学,在利用新鲜绿色菠菜叶为实验材料,用层
11、析法进行叶绿体中色素的提取和分离实验时,由于操作不同,而得到了以下四种不同的层析结果。下列分析错误的是()CA甲可能误用蒸馏水作提取液B乙可能是研磨时加入无水乙醇过多C丙可能是正确操作得到的理想结果D丁可能是因为研磨时未加入CaCO32.下列关于叶绿体中色素的提取和分离实验原理的叙述,正确的是()A.加入少许二氧化硅可防止在研磨时叶绿体中的色素受到破坏B.用无水乙醇将叶绿体中的色素进行分离C.滤纸条上的最上面色素带呈黄绿色D.溶解度越高的色素随层析液在滤纸上扩散越快D3.下列有关叶绿体的说法正确的是()A叶绿体增大膜面积的方式与线粒体相同B叶绿体中的色素都分布在类囊体薄膜上,酶都分布在基质中C
12、叶绿体产生的O2除供自身利用外,还可被线粒体利用D线粒体产生的CO2被叶绿体利用至少需穿过4层磷脂双分子层D4.在圆形滤纸的中央点上粘叶绿体的色素滤液,进行色素分析,会得到近似同心环状的四个色素圈,排在最外圈的色素呈()A.橙黄色 B.黄色C.蓝绿色 D.黄绿色A二、光合作用的原理和应用 英英 普利斯特利实验普利斯特利实验 17711771(一)光合作用的探究历程普利斯特利的实验一段时间后一段时间后一段时间后一段时间后没有设置对照组,排除光照对实验结果的干扰普利斯特利普利斯特利结论结论:植物可以更新因蜡烛燃烧或小白:植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变的污浊的空气。鼠呼吸而变的污浊的空气。英
13、格豪斯的实验结论1:只有在光下植物才能更新空气。黑 暗 光 下 结论2:植物体的绿叶在光下才能更新空气。普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功梅耶梅耶根据能量转化与守恒定律根据能量转化与守恒定律到1785年,发现了空气的组成,人们才明确绿叶在光下放出的是O2,吸收的是CO2。光能化学能储存在什么物质中?萨克斯(德)实验萨克斯(德)实验 1864暗处理暗处理光照光照酒精酒精脱色脱色碘蒸汽处理碘蒸汽处理萨克斯的实验结论:光合作用还产生淀粉暗处理半曝光碘蒸汽处理1.为什么对天竺葵先进行暗处理(饥饿处理)?2.这个实验是否设置了对照?实验中所需控制的单一变量是什么?O218O2C18O2 CO2H2
14、OH218O光照下的球藻悬液AB结论:光合作用释放的氧气来自水鲁宾和卡门的实验14CO2 14C3 (14CH2O)14C5卡尔文卡尔文循环卡尔文循环:卡尔文的实验光合作用的探索历程年代科学家结论1771年普利斯特利植物可以更新空气1779年英格豪斯植物只有在阳光照射下且存在绿叶才能更新空气1845年梅耶植物进行光合作用时,把光能转换成化学能储存起来1864年萨克斯光合作用制造了淀粉1941年鲁宾、卡门光合作用释放的氧气来自水 20世纪40年代卡尔文探明CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径1880年恩格尔曼叶绿体是光合作用的场所1.场所:叶绿体2.动力:光3.原料:二氧化碳 水4.产
15、物:糖类 氧气 通过以上的研究和探索,你知道 光合作用的场所、动力、原料、产物是分别是什么吗?(二)光合作用的过程根据是否需要光能光反应阶段暗反应阶段条件:光、色素、酶场所:反应水的光解:ATP的合成:叶绿体的类囊体薄膜上2H2O 4H+O2光色素ADPPi 光能 ATP酶光能1.光反应阶段光反应阶段能量转变:ATP中活跃的化学能产物:H、O2、ATP条件:不需光,需多种酶场所:叶绿体基质中ATP中活跃的化学能2.暗反应阶段暗反应阶段反应CO2的固定:CO2C5 2C3酶三碳化合物的还原:2C3+2H (CH2O)+C5酶ATPADP+Pi能量转变:有机物中稳定的化学能产物:(CH2O)、AD
16、P、Pi供氢请分析光下的植物突然停止光照后,其体内的C5化合物和C3化合物的含量如何变化?停止光照光反应停止请分析光下的植物突然停止CO2的供应后,其体内的C5化合物和C3化合物的含量如何变化?H ATP还原受阻C3 C5 CO2 固定停止C3 C5 光合作用总反应式:光能光能叶绿体叶绿体元素转移:O元素:H2O O2C元素:C O2C3(CH2O)整个光合作用过程中的物质整个光合作用过程中的物质 变化和能量变化分别是什么?变化和能量变化分别是什么?物质变化:物质变化:无机物无机物能量变化:能量变化:光能光能转变转变转变转变光合作用的实质:有机物有机物糖类等有机物糖类等有机物中的化学能中的化学
17、能3.化能合成作用化能合成作用概念:概念:有少数种类的细菌,能利用环境中的某些无机物氧化时所释放出来的能量来制造有机物,这种作用叫做化能合成作用。实例:实例:硝化细菌能加土壤中的氨氧化成亚硝酸,进而氧化成硝酸,利用者两个化学反应所释放出的化学能将二氧化碳和水合成糖类。4.光合作用的意义把无机物合成有机物 -制造有机物的“绿色工厂”将光能转换成化学能,贮存在有机物中 -巨型能量转换站维持了大气成分的基本稳定 -空气净化器项目光反应阶段暗反应阶段场所条件物质变化能量变化联系叶绿体的类囊体薄膜上叶绿体基质中需光、色素和酶2H2O 光 4H+O2光ADP+Pi ATP酶光反应为暗反应提供了H 和ATP
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