能量之源-光與光合作用（人教版）2023完整版課件

絕大多數(shù)生物，活細胞所需能量的最終源頭是

，將光能轉(zhuǎn)變成細胞能夠利用的化學能的生理過程是

。來自太陽的光能光合作用第4節(jié)能量之源——光與光合作用捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)光合作用的原理和應用正常苗白化苗正常幼苗能進行光合作用制造有機養(yǎng)料白化苗不能進行光合作用，無法制造有機養(yǎng)料這說明光合作用需要色素去捕獲光能。捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)㈠實驗——綠葉中色素的提取和分離：㈡綠葉中色素的種類和作用㈢捕獲光能的結(jié)構(gòu)——葉綠體觀看視頻，課后完成學案中的內(nèi)容實驗——綠葉中色素的提取和分離實驗原理:1、為什么用無水乙醇提取綠葉中的色素而不用水提取色素？若實驗室中沒有無水乙醇，能否用其它有機溶劑代替？

綠葉中的色素溶于無水乙醇等有機溶劑，但不溶于水。能3、將綠葉中色素分離的方法和原理⑴方法：⑵原理：綠葉中的色素能溶解在

中，且不同的色素在

的

不同：

高的隨

在

上擴散得快；反之則慢。幾分鐘之后，綠葉中的色素會隨著

在

上的擴散而分離開。紙層析法層析液中層析液中溶解度溶解度層析液濾紙層析液濾紙實驗材料的選擇：新鮮的綠色葉片實驗步驟：提取色素：制備濾紙條畫濾液細線色素分離觀察結(jié)果5g綠色葉片（剪碎）+少許SiO2+CaCO3+10ml無水乙醇迅速充分研磨過濾收集綠色濾液，加蓋：方法：細、直、勻（紙層析法）：方法及注意事項干燥后，重復幾次注意:1、研磨時：⑶加入

，目的是

。⑴加入

，⑵加入

，目的是為了研磨得充分防止在研磨時綠葉中的色素受到破壞溶解綠葉中的色素少許SiO2目的是少許CaCO310mL無水乙醇4、分離綠葉中的色素：注意事項：⑴濾紙條的放置：

⑵裝置①有濾液細線的一端朝下②下端應插入層析液中③濾液細線不能觸及層析液加蓋濾紙上的濾液細線，為什么不能觸及層析液？

如果觸及到層析液，細線上的色素就會溶解到層析液中，而不會在濾紙上擴散開來。2、實驗流程觀察記錄胡蘿卜素葉綠素a葉黃素葉綠素b類胡蘿卜素

葉綠素

1/4

3/4

黃綠色藍綠色橙黃色黃色色素的種類葉綠素類胡蘿卜素葉綠素a葉綠素b胡蘿卜素葉黃素葉綠體色素葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍紫光色素種類顏色含量在層析液中的溶解度擴散速度主要吸收的可見光作用藍綠色黃綠色黃色橙黃色葉綠素類胡蘿卜素3／41／4葉綠素a葉綠素b葉黃素胡蘿卜素最多較多最少較少最小最大較大較小最快最慢較快較慢紅光藍紫光藍紫光吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能這些捕獲光能的色素存在于細胞中的什么部位呢？三、綠葉中色素的分布外膜內(nèi)膜基粒基質(zhì)葉綠體的分布主要：葉肉細胞中其他：幼嫩莖、果實等器官的一些細胞中保衛(wèi)細胞基粒類囊體吸收光能的色素分布于類囊體的薄膜上極大地擴展了受光面積

葉綠體亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖外膜內(nèi)膜類囊體基粒色素基質(zhì)分布有注意：葉綠體的外膜、內(nèi)膜、類囊體薄膜都屬于

膜，基本支架都是生物磷脂雙分子層3、含有的成分：⑴少量的

；⑵色素：分布于

；⑶與

有關的酶，分布在葉綠體

。少量DNA和RNA基粒類囊體的薄膜上光合作用基粒類囊體上、基質(zhì)中葉綠體的功能⑴閱讀資料分析中的內(nèi)容，回答：①恩格爾曼實驗的結(jié)論是什么？

②恩格爾曼的實驗方法有什么巧妙之處？

氧氣是葉綠體在光下釋放出來的，葉綠體是植物進行光合作用的場所。③在葉綠體類囊體上和基質(zhì)中，含有多種進行光合作用所必需的酶。說明：

。葉綠體是進行光合作用的場所水綿是常見的淡水藻類每條水綿由許多個結(jié)構(gòu)相同的長筒狀細胞連接而成。水綿很明顯的特點是：葉綠體呈帶狀，螺旋排列在細胞里。Ⅰ、實驗材料選擇a

和b

。a的優(yōu)點是

；b的優(yōu)點是

。Ⅱ、沒有空氣的黑暗環(huán)境排除了

和

干擾。Ⅲ、用極細的光束照射，葉綠體上可分為

和

的部位，相當于一組

實驗。Ⅳ、臨時裝片暴露在光下的實驗再一次

。水綿好氧細菌葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察可確定釋放氧氣多的部位氧氣光光照多光照少對比驗證實驗結(jié)果葉綠體是進行光合作用的完整單位光合色素位于基粒上含光合酶位于基粒上和基質(zhì)中1、含有的成分看：2、結(jié)構(gòu)上看：葉綠體內(nèi)部有許多基粒，每個基粒中有許多個類囊體極大地擴展了受光面積光合作用的原理和應用光合作用的定義光合作用的探究歷程光合作用的過程光合作用原理的應用化能合成作用光合作用的定義

光合作用是指

通過

，利用

，把

和

轉(zhuǎn)化成

，并且釋放出

的過程。綠色植物葉綠體光能二氧化碳水儲存著能量的有機物氧氣結(jié)論：植物的物質(zhì)積累不是來自于土壤，而是完全來源于水。開始時5年后實驗前后的差值柳樹的質(zhì)量2.3kg76.7kg干土的質(zhì)量90.8kg90.7kg+74.4kg－0.1kg17世紀比利時海爾蒙特柳苗栽培實驗

直到18世紀中期，人們一直以為只有土壤中的水分是植物建造自身的原料，而沒有考慮植物能否從空氣中得到什么。普利斯特利（英）實驗1771

結(jié)論：綠色植物可以更新空氣普利斯特利沒有發(fā)現(xiàn)光在植物更新空氣中的作用。①普利斯特利的實驗只有在陽光照射下才能成功。②植物體只有綠葉才能更新空氣。2、英格豪斯實驗（1779年）

此時，人們尚不了解植物吸收和放出的究竟是什么氣體。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，吸收的是二氧化碳提出問題：光能哪里去了？1845年，德國科學家梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律明確指出：植物進行光合作用時，把光能轉(zhuǎn)換成化學能儲存起來。提出問題：光能轉(zhuǎn)換成化學能，貯存于什么物質(zhì)中呢？即植物在吸收水分和二氧化碳、釋放氧氣的過程中，還產(chǎn)生了什么物質(zhì)呢？一半曝光，一半遮光在暗處放置幾小的葉片薩克斯（德）實驗1864

暗處理光照碘蒸汽處理目的：消耗掉葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)結(jié)論：光合作用的產(chǎn)物除氧氣外還有淀粉酒精脫色

光合作用的原料有水和二氧化碳，光合作用釋放的氧氣到底來自二氧化碳還是水。提出問題：

隨著技術的進步，人們對同位素有了更多了解，這為解決氧氣來自水還是二氧化碳提供了研究手段。同位素標記法可用于追蹤物質(zhì)的運行和變化規(guī)律用同位素標記的化合物，化學性質(zhì)不會改變同位素標記法：

科學家通過追蹤

的化合物，可以弄清

的詳細過程。這種方法叫做同位素標記法。同位素標記化學反應光合作用釋放的O2到底是來自H2O

，還是CO2呢？CO2C18O2H2O光照下的球藻懸液H218OO218O21939年魯賓、卡門同位素標記法研究氧的同位素：18O結(jié)論：光合作用釋放的氧氣來自水。

返回光合作用氧氣來源的探究（１８３９年）提出問題：光合作用產(chǎn)生的有機物又是怎樣合成的呢？研究方法：同位素標記法碳的同位素：14C美國科學家卡爾文實驗：實驗材料：小球藻（一種單細胞的綠藻）

用14CO2供小球藻進行光合作用，然后追蹤檢測其放射性，最終探明了CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機物中碳的途徑。卡爾文循環(huán)卡爾文循環(huán)年代科學家結(jié)論1771年普利斯特利植物可以

.1779年英格豪斯只有在

只有

才可以更新空氣1845年梅耶光合作用把

轉(zhuǎn)化成

.1864年薩克斯綠葉通過光合作用產(chǎn)生

.1939年魯賓和卡門光合作用釋放的氧氣是來自

.194

年卡爾文光合作用產(chǎn)生的有機物中的碳來自

.更新空氣光照下綠葉光能化學能淀粉水CO220世紀40年代1880年恩格爾曼：光合作用的場所是葉綠體植物可以更新空氣條件：光、綠葉吸收CO2，放出O2光能轉(zhuǎn)換成化學能儲存起來產(chǎn)物：淀粉(CH2O)同位素標記法：H218O→18O214CO2→有機物中的碳光合作用：原料：CO2

和H2O葉綠體光能產(chǎn)物：有機物和氧氣光合作用反應式：CO2+H2O(CH2O)+O2光能葉綠體＊＊＊＊條件：酶場所：一段時間后一段時間后1、1771年普利斯特利實驗現(xiàn)象：結(jié)論：1864年德國科學家薩克斯

未遮光部分變成藍色。淀粉是光合作用的產(chǎn)物之一。光合作用的過程：1、寫出光合作用的總反應式：2、根據(jù)是否需要光，光合作用的過程可以概括地分為

和

兩個階段。3、讀懂教材103頁光合作用過程的圖解4、填表比較光合作用過程中的兩個階段光反應暗反應光合作用的反應式：光能葉綠體CO2+H2O*

（CH2O）+O*26CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O光能葉綠體葉綠體色素2H2O水的光解葉綠體色素O2[H]ADP＋Pi酶ATP2C3多種酶參加催化供氫供能還原CH2O暗反應光反應CO2C5固定色素光能1.光反應階段酶光、色素、葉綠體內(nèi)的類囊體膜上水的光解：H2O[H]+O2光能酶（還原劑）ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能）ATP酶條件：場所：物質(zhì)變化：能量變化：光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中活躍的化學能光反應色素ADP+PiATP2H2OO2酶吸收光解光能4[H]2.暗反應階段CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的還原：ATP[H]、ADP+Pi葉綠體的基質(zhì)中多種酶、條件：場所：物質(zhì)變化：能量變化：

ATP中活躍的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惖?/p>

有機物中穩(wěn)定的化學能2C3酶[H]、ATP暗反應2C3CH2OC5多種酶固定還原CO2ADP+PiATP酶能[H]暗反應糖類(CH2O)光反應階段暗反應階段進行部位條件物質(zhì)變化能量變化聯(lián)系葉綠體內(nèi)基粒類囊體薄膜上葉綠體基質(zhì)中光、酶、色素多種酶、[H]、ATP水的光解ATP的合成二氧化碳的固定三碳化合物（C3）的還原ATP中活躍化學能光能ATP中活躍化學能有機物中穩(wěn)定化學能光反應為暗反應提供還原劑[H]和供能物質(zhì)ATP暗反應產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應合成ATP提供原料光反應階段暗反應階段進行部位條件物質(zhì)變化能量變化聯(lián)系葉綠體類囊體薄膜上

葉綠體基質(zhì)中光、色素和酶不需光、多種酶、ATP、[H]光反應為暗反應提供還原劑[H]和能量ATP暗反應產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應合成ATP提供原料水的光解2H2O→4[H]+O2合成ATP

ADP+Pi

→ATP光

酶光能CO2的固定CO2+C5→2C3C3的還原2C3(CH2O)

酶

酶ATP[H]3、光反應階段和暗反應階段的比較ATP中活躍化學能光能ATP中活躍化學能有機物中穩(wěn)定化學能

請分析光下的植物突然停止光照后，其體內(nèi)的C5化合物和C3化合物的含量如何變化？停止光照光反應停止請分析光下的植物突然停止CO2的供應后，其體內(nèi)的C5化合物和C3化合物的含量如何變化？[H]

↓

ATP↓還原受阻C3

↑C5↓CO2↓固定停止C3↓C5↑

（CH2O）CO2C52C3[H]酶固定還原供氫供能ATPCO2中C的轉(zhuǎn)移途徑：H2O中H轉(zhuǎn)移途徑：CO2C3（CH2O）H2O[H]（CH2O）光合作用原理的應用探究：環(huán)境因素對光合作用強度的影響增加農(nóng)作物產(chǎn)量的措施之一提高光合作用的強度（1）影響光合作用的因素有哪些？光照、CO2、溫度、水、礦質(zhì)元素等（2）如何定量表示光合作用的強度？探究：環(huán)境因素對光合作用強度的影響1、實驗原理

光合作用的強度可通過測定一定時間內(nèi)

的數(shù)量來定量的表示。內(nèi)因：酶、色素等外因：葉肉細胞中葉綠體的數(shù)量；葉綠體中基粒的數(shù)量等原料的消耗或產(chǎn)物生成CO2消耗量O2的生成量參考案例：探究光照強弱對光合作用強度的影響⑴實驗材料的選擇及處理：同種生長旺盛的綠葉打孔器小圓形葉片30片讓葉片內(nèi)部氣體逸出（方法）放入黑暗處盛有清水的燒杯中待用大小相同，避開大的葉脈⑵分析變量：自變量：

控制方法：

因變量：

觀察方法：

無關變量：光照強弱改變臺燈與燒杯之間的距離光合作用強度（O2的產(chǎn)生量）

同一時間段內(nèi)各實驗裝置中小圓形葉片浮起的數(shù)量①實驗葉片：同種、生長狀況相同、小圓形葉片大小相同、等量…②燒杯中清水：等量，有足夠的CO2【增加農(nóng)作物產(chǎn)量的措施

——提高光合作用的強度】1、光照的控制2、控制溫度的高低：3、適當提高環(huán)境中

的濃度CO2晴天：白天適當提高溫度，