5.4光合作用與能量轉(zhuǎn)化課件高一上學期生物人教版（2019）必修1

第5章細胞的能量供應和利用第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化（第1課時）

植物工廠捕獲光能的色素和結(jié)構Functionofcellmembrane

可以增加光照強度，調(diào)節(jié)溫度、CO2濃度等，有利于植物的光合作用；而且不受外界天氣的影響，一年四季都可以生產(chǎn)各種蔬菜。

因為這些都是影響光合作用的條件。捕獲光能的色素和結(jié)構Functionofcellmembrane捕獲光能的色素和結(jié)構Functionofcellmembrane捕獲光能的色素和結(jié)構Functionofcellmembrane

提取原理

分離原理實驗：綠葉中色素的提取和分離Experiment:Extractionandseparationofpigmentfromgreenleaves層析液紙層析法濾紙條1、研磨過程中加入無水乙醇、SiO2、CaCO3的作用是什么？2、將濾液收集到試管中后，為什么要用棉塞將試管口塞嚴？3、濾紙條一端為什么要剪去兩角？4、畫濾液細線時應注意什么？5、為什么不能讓濾液細線觸及層析液？自主學習：閱讀課本P97-98，并思考以下幾個問題：實驗：綠葉中色素的提取和分離Experiment:Extractionandseparationofpigmentfromgreenleaves實驗：綠葉中色素的提取和分離Experiment:Extractionandseparationofpigmentfromgreenleaves①提取綠葉中的色素稱取5g新鮮菠菜綠葉，剪碎，放入研缽中；加少許二氧化硅（助充分研磨）和碳酸鈣（保護色素），再加入10mL無水乙醇(溶解色素)，進行迅速、充分的研磨。將研磨液迅速倒入玻璃漏斗中進行過濾。

實驗步驟實驗：綠葉中色素的提取和分離Experiment:Extractionandseparationofpigmentfromgreenleaves用棉塞將試管口塞緊（目的是防止乙醇揮發(fā)和色素氧化）一塊單層尼龍布（濾紙、紗布會吸收色素）實驗：綠葉中色素的提取和分離Experiment:Extractionandseparationofpigmentfromgreenleaves防止層析液在邊緣擴散過快而使分離的色素帶不整齊。

細、直、齊：使分離的色素帶平整、不重疊積累更多的色素，使分離出的色素帶清晰實驗：綠葉中色素的提取和分離Experiment:Extractionandseparationofpigmentfromgreenleaves不能讓濾液細線觸及層析液：防止色素溶解在層析液中，導致實驗失敗觀察不到色素帶。實驗：綠葉中色素的提取和分離Experiment:Extractionandseparationofpigmentfromgreenleaves

實驗結(jié)果上下胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b（橙黃色）（黃色）（藍綠色）（黃綠色）類胡蘿卜素葉綠素胡黃ab實驗：綠葉中色素的提取和分離Experiment:Extractionandseparationofpigmentfromgreenleaves實驗：綠葉中色素的提取和分離Experiment:Extractionandseparationofpigmentfromgreenleaves1、色素帶的位置說明什么問題？溶解度:胡蘿卜素>葉黃素>葉綠素a葉綠素b2、色素帶的寬窄說明什么問題？色素含量:葉綠素a>葉綠素b>葉黃素

>胡蘿卜素實驗：綠葉中色素的提取和分離Experiment:Extractionandseparationofpigmentfromgreenleaves“綠葉中色素的提取和分離”實驗中異常實驗現(xiàn)象原因分析

(1)濾紙條上色素帶顏色較淺:①未加二氧化硅,研磨不充分;②加入無水乙醇的量過多;③實驗材料中(如泛黃的葉片)色素含量較少;④未加碳酸鈣或加入量過少,葉綠素被破壞;

(2)濾紙條上色素帶重疊:①濾液細線不直;②濾液細線過粗。

(3)濾紙條上看不見色素帶:①忘記畫濾液細線;②濾液細線觸及層析液,色素溶解到層析液中。【方法規(guī)律】金版P102隨堂練習某同學提取得到葉綠體色素溶液后，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，色素隨層析液擴散得到右圖結(jié)果，則1、2、3、4四條色帶依次表示（）A.葉黃素、胡蘿卜素、葉綠素a、葉綠素bB.胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素bC.葉綠素a、葉綠素b、葉黃素、胡蘿卜素D.葉綠素a、葉綠素b、胡蘿卜素、葉黃素B上下

植物工廠、現(xiàn)代溫室大棚的“神器”溫室或大棚種植蔬菜時，會選擇紅色藍色LED燈作為補充光源。為什么要用紅色藍色LED燈呢？捕獲光能的色素和結(jié)構Functionofcellmembrane葉綠體中的色素提取液紅光區(qū)、藍紫光區(qū)出現(xiàn)了暗帶四種色素對光譜的吸收捕獲光能的色素和結(jié)構Functionofcellmembrane葉綠素主要吸收___________類胡蘿卜素主要吸收________藍紫光藍紫光、紅光捕獲光能的色素和結(jié)構Functionofcellmembrane拓展提升:色素知識的應用①植物工廠里為什么不選擇綠色LED燈作為補充光源？綠光被吸收很少，無法運用到光合作用中制造有機物。②為什么葉子大多是綠色？色素對綠光的吸收最少，被反射出來。③秋天樹葉為什么會變黃？低溫影響葉綠素合成酶的活性，葉綠素合成受抑制，且低溫葉綠素分子容易被破壞。基粒外膜內(nèi)膜葉綠體基質(zhì)類囊體3.葉綠體的結(jié)構適于進行光合作用(酶、光合色素)(酶)常考：眾多的基粒和類囊體極大地擴展了膜面積二、葉綠體的結(jié)構適于光合作用

閱讀課本，嘗試找出實驗的材料、自變量、因變量。暴露在光下資料1：1881年恩格爾曼的實驗黑暗環(huán)境中

葉綠體除吸收光能外，還有什么功能呢？二、葉綠體的結(jié)構適于光合作用實驗材料：

水綿：有螺旋帶狀葉綠體需氧細菌：集中在氧氣多的地方恩格爾曼的實驗一自變量：因變量：光照、黑暗需氧菌聚集部位把裝片放在沒有空氣的小室內(nèi)：排除O2的干擾二、葉綠體的結(jié)構適于光合作用黑暗中用極細光束照射完全暴露在光下沒有空氣實驗結(jié)果：需氧細菌只分布在葉綠體被光束照射到的部位需氧細菌分布在葉綠體所有受光的部位結(jié)論：氧是由葉綠體釋放出來的，光合作用需要光照二、葉綠體的結(jié)構適于光合作用分析：這一巧妙的實驗說明了什么？結(jié)論：葉綠體主要吸收紅光與藍紫光用于光合作用放出O2。恩格爾曼的實驗二二、葉綠體的結(jié)構適于光合作用二、葉綠體的結(jié)構適于光合作用練習與應用一、概念檢測1.基于對葉綠體的結(jié)構和功能的理解，判斷下列相關表述是否正確。(1)葉綠體中只有葉綠素吸收的光能才能用于光合作用。（

）(2)葉綠體的類囊體上有巨大的膜面積，有利于充分吸收光能。（）(3)植物葉片之所以呈現(xiàn)綠色，是因為葉片中的葉綠體吸收了綠光。（）2.下列關于高等植物細胞內(nèi)色素的敘述，錯誤的是（）A.所有植物細胞中都含有4種色素B.有些植物細胞的液泡中也含有色素C.葉綠素和類胡蘿卜素都可以吸收光能D.植物細胞內(nèi)的光合色素主要包括葉綠素和類胡蘿卜素兩大類×√×A練習與應用二、拓展應用

1.海洋中的藻類，習慣上依其顏色分為綠藻、褐藻和紅藻，它們在海水中的垂直分布大致依次是淺、中、深。這種現(xiàn)象與光能的捕獲有關嗎?綠藻吸收紅橙光；褐藻吸收黃綠光；紅藻吸收藍紫光。水對紅橙光吸收多于藍紫光。光合作用的原理和應用光合作用的原理TheprincipleofphotosynthesisCH2O甲醛（CH2O）糖CO2二氧化碳CO2+H2O縮合光合作用的原理Theprincipleofphotosynthesis

H2OO2鐵鹽（或其他氧化劑）

離體葉綠體1941年，魯賓、卡門實驗同位素標記法結(jié)論：光合作用釋放的氧氣中的氧元

素全部來源于水。光合作用的原理TheprincipleofphotosynthesisCO2+H2O（CH2O）+O2光能葉綠體小球藻【例2】下圖為探究光合作用中氧氣來源的實驗示意圖,圖中A物質(zhì)和B物質(zhì)的相對分子質(zhì)量之比是()A.1∶2

B.2∶1C.8∶9 D.9∶8《金榜》P107例2答案:C光合作用的原理Theprincipleofphotosynthesis光照水氧氣ADP+PiATP光合作用的原理Theprincipleofphotosynthesis1.光反應：葉綠體中的色素酶H2OATPADP+PiH﹢O2葉綠體中的色素水的光解+NADP+

→NADPH光合作用的原理Theprincipleofphotosynthesis1.光反應：1）條件：光、酶、色素2）場所：類囊體薄膜3）過程：a.物質(zhì)變化：2H2OO2+4H﹢光色素ADP+Pi+能量ATP酶b.能量變化：光能ATP中活躍的化學能水的光解：NADPH的合成：ATP的合成：H++NADP+→NADPH光合作用的原理Theprincipleofphotosynthesis2.暗反應：NADPHATPADP+Pi2C3(CH2O)多種酶參加催化CO2C5固定還原光合作用的原理Theprincipleofphotosynthesis2.暗反應（有光無光都能進行）1）條件：多種酶、NADPH

、ATP2）場所：葉綠體基質(zhì)3）過程：a.物質(zhì)變化：b.能量變化：有機物中穩(wěn)定的化學能

ATP中活躍化學能CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的還原：2C3

(CH2O)+C5

酶NADPH、ATP

光合作用的原理Theprincipleofphotosynthesis光合作用的原理Theprincipleofphotosynthesis14CO214C3（14CH2O)暗反應碳反應卡爾文循環(huán)同位素標記法光合作用的原理Theprincipleofphotosynthesis3.沒有光反應，暗反應無法進行；沒有暗反應，有機物無法合成。1.光反應為暗反應提供NADPH和ATP；2.暗反應為光反應合成ATP提供ADP和Pi；光反應和暗反應的聯(lián)系P104思考與討論光合作用的原理TheprincipleofphotosynthesisP106項目光照由弱變強、CO2供應不變光照由強變?nèi)?、CO2供應不變光照不變、CO2由少變多光照不變、CO2由多變少C3↓↑↑↓C5↑↓↓↑ATP↑↓↓↑(CH2O)↑↓↑↓此表只是對短時間內(nèi)各物質(zhì)的相對量的變化做討論,而不是長時間。其中“↑”代表上升,“↓”代表下降金版P107光合作用的原理Theprincipleofphotosynthesis總反應式實質(zhì)：光合作用?無機物→有機物；?光能→化學能。光合作用強度Photosyntheticintensity單位時間內(nèi)______________、___________、_____________。有機物的產(chǎn)量CO2的消耗量O2的產(chǎn)生量光合速率：光合作用強度P105影響光合作用強度的因素Factorsinfluencingtheintensityofphotosynthesis外部因素內(nèi)部因素物種（陰生、陽生）葉齡葉面積光照強度CO2濃度溫度水礦質(zhì)元素（如Mg影響葉綠素合成）排除溫度影響真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率釋放O2產(chǎn)生O2吸收CO2CO2（4）常用表示方法。P108項目常用表示方法真正光合速率O2產(chǎn)生(生成)速率CO2固定速率有機物產(chǎn)生(制造、生成)速率凈(表觀)光合速率O2釋放速率CO2吸收速率有機物積累速率呼吸速率黑暗中O2吸收速率黑暗中CO2釋放速率有機物消耗速率影響光合作用強度的因素Factorsinfluencingtheintensityofphotosynthesis光照強度CO2吸收量CO2釋放量ABCA點：只呼吸不光合光補償點光飽和點OcbB點：BC段：光合＞呼吸呼吸＝光合（1）光照強度對光合作用的影響AB段：呼吸＞光合P108（5）凈光合速率與真正光合速率的關系。P109CO2濃度對光合作用速率影響的分析,如圖所示。

圖中所示的光合速率為__________光合速率;A點為__________,此時__________速率等于_________速率。

（2）CO2濃度。凈CO2補償點光合作用細胞呼吸影響光合作用強度的因素Factorsinfluencingtheintensityofphotosynthesis（3）溫度。

光合作用是在酶催化下進行的,溫度直接影響酶的活性。AB段:隨溫度的升高,光合作用強度逐漸

。

BC段:與光合作用有關的酶活性

,光合作用強度

。

增強下降減弱應用：溫室栽培中，白天可適當提高溫度，夜間適當降低溫度，從而提高作物產(chǎn)量（有機物積累量）。礦質(zhì)元素是參與光合作用的

、