《能量之源光与光合作用》幻灯片新人教版必修1（共52张ppt）

1、生物体内的主要能源物质是:,生物体内主要的储能物质是:,糖类,脂肪,温故,生物体进行生命活动的直接 能源物质:,ATP,最终能量来源:,太阳的光能,能量之源光与光合作用,第4节,第一课时,（一）、实验绿叶中色素的提取和分离,实验原理：提取色素（溶于有机溶剂：无水乙醇或丙酮） 分离色素（层析液中溶解度不同扩散速度不同）目的要求：绿叶中色素的提取和分离及探究色素的种类 材料用具：新鲜的绿叶、定性滤纸等、无水乙醇层析液、CaCO3、SiO2等 方法步骤： 1.提取绿叶中的色素 2.制备滤纸条 3.画滤液细线 4.分离绿叶中的色素 5.观察和记录,一、捕获光能的色素和结构,单层尼龙布过滤,实验步骤及注意事项,叶绿体中色素的提取和分离,研钵,迅速、充分地进行研磨,提取：,注意：收集好的研磨液及时用棉塞塞紧。,二氧化硅：为了使研磨充分； 碳酸钙：保护色素免受破坏； 无水乙醇：溶解色素。,用天平称取5克菠菜叶，剪碎,少许二氧化硅、碳酸钙+10ml无水乙醇,鲜嫩、浓绿、无浆汁,烧杯中倒入层析液（不要没过滤液线），将滤纸条轻轻插入，培养皿盖住小烧杯,叶绿体中色素的提取和分离,实验步骤,分离：,避免边缘扩

2、散过快,制备滤纸条,画滤液细线,纸层析法分离,铅笔画线，剪角,毛细吸管吸取滤液画线，干后重复2-3次,要求：细、直、浓,色素易溶解在层析液中，导致色素带不清晰或得不到色素带,丙酮、石油醚有毒易挥发,层析液,实验结果,细：防止色素带之间部分重叠。,结果分析P69,(蓝绿色),(黄绿色),(橙黄色),(黄色),最宽1（最多）,最窄4（最少）,较宽2（较多）,较窄3（较少）,距离最远,距离最近,最大,最小,溶解度,最慢,最快,圆形滤纸？,实验关键 选材时应注意选择鲜嫩、色浓绿、无浆汁的叶片。如菠菜叶、棉花叶、洋槐叶等。 画滤液细线时，应以细、直、颜色浓绿为标准，重复画线时必须等上次画线干燥衙再进行，重复2-3次。 层析时不要让滤液细线触及层析液,叶绿体中色素的提取和分离,P68,叶绿体中色素的提取和分离,注意事项 因丙酮和层析液都是易挥发且有一定毒性的有机溶剂，所以研磨要快，收集的滤液要用棉塞塞住，层析时要加盖，尽量减少有机溶剂的挥发。 在研磨时要加少许二氧化硅，目的是为了研磨充分，有利于色素的提取；加少许碳酸钙的目的是为了防止研磨过程中，叶绿体中的色素受到破坏。 分离色素时，一定不要让滤纸

3、条上的滤液细线接触到层析液，这是因为色素易溶解在层析液中，导致色素带不清晰，影响实验效果。,1用纸层析法分离叶绿体中的色素，在滤纸条上，色素带从上至下，依次为： A.叶绿素b胡萝卜素叶黄素叶绿素a B.叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素 C.叶黄素叶绿素a叶绿素b胡萝卜素 D.胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b,D,巩固与提高,叶绿素 约占3/4）,类胡萝卜素 （约占1/4）,叶绿素a,叶绿素b,胡萝卜素,叶黄素,(橙黄色),(黄色),(蓝绿色),(黄绿色),（二）叶绿体中的色素,C55H72O5N4Mg,C55H70O6N4Mg,C40H56,C40H56O2,1.分布：叶绿体类囊体薄膜上,2.色素种类,化学性质：,均不溶于水而溶于有机溶剂,叶绿素相对更不稳定，受低温、缺水、等不良环境影响易降解从而使叶片显示类胡萝卜素的黄色,荧光现象：透射光下呈绿色，反射光下呈红色,2.叶色变黄 寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，显示出类胡萝卜素的颜色，叶子变黄,3.叶色变红 秋天降温时，植物体为适应寒冷，体内积累较多还原性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶子呈现红色,色素与

4、叶片的颜色,1.正常绿色 正常叶子的叶绿素与类胡萝卜素比例为3:1，且对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片（不透明物体）才呈现绿色,叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光,色素的吸收光谱,紫外光,红外光,叶绿素a和叶绿素b 主要吸收蓝紫光和红光,教材99页,类胡萝卜素 主要吸收蓝紫光,叶绿素b相对更能有效利用短波光,（二）、叶绿体色素,3.色素的功能：,4.影响叶绿素形成的因素,温度：,矿质元素：,光：,吸收、传递和转化光能,水：,影响酶的活性来影响叶绿素的合成,氮和镁是叶绿素的组成成分,主要条件,缺水不但影响叶绿素生物合成，而且还促使原有叶绿素加速分解，所以干旱时叶片呈黄褐色,秋天叶子变黄和早春寒潮过后秧苗变白，都与低温抑制叶绿素形成有关。高温下叶绿素分解大于合成，因而夏天绿叶蔬菜存放不到一天就变黄；相反，温度较低时，叶绿素解体慢，这也是低温保鲜的原因之一,少数特殊状态的叶绿素a,基粒,外膜,内膜,基质,（三）叶绿体的作用,类囊体,(有色素和与光反应有关的酶),(含有与暗反应有关的酶),双层膜,有与光合作用有关的酶 增大膜面积的结构 有少量的DNA和RNA,光合作用的场所,类囊体,水

5、绵结构,恩格尔曼实验1880年，(美）,叶绿体作用的经典实验,恩格尔曼实验,黑暗、无空气、好氧菌,完全暴光,光束,完全暴光,极细光束照射,实验组,对照组,黑暗,氧气是叶绿体释放出来的。 叶绿体是光合作用的场所。 光合作用需要光能,结论:,1、为什么水绵是合适的实验材料？ 2、他是如何控制实验条件的？,水绵具有细而长的叶绿体，便于观察,A、选用黑暗、无空气的环境：排除环境中光线和氧气的影响,B、选用极细的光束，并用好氧细菌检测，准确判断释放氧气的部位,讨论：此实验在设计上有什么巧妙之处？分以下几个问题：,妙,(1)选材方面，选用水绵为实验材料。水绵不仅具有细长的带状叶绿体，而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中，便于观察、分析研究。,(2)将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了光线和氧气的影响，从而确保实验正常进行。,(3)选用了极细光束照射，并且选用好氧细菌检测，从而能够准确判断出水绵细胞中释放氧的部位。,(4)进行黑暗(局部光照)和曝光对比实验，从而明确实验结果完全是光照引起的。,巧妙之处：选材、对照方法、排干扰方法、观测指标,光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水

6、转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。,光合作用的概念,光合作用的原理和应用,第二课时,CO2+H2O,光能,(CH2O)+O2,叶绿体,反应物,产 物,条件,场所,是否只有在叶绿体中才能进行光合作用？,否，如蓝藻,酶、色素,叶绿体中为什么能进行光合作用？,1648年 比利时 范.海尔蒙特(van Helmont) 1771年 英国 普里斯特利（J. Priestley） 1779年 荷兰 英格豪斯（J. Ingen-housz） 1845年，德国科学家梅耶（R. Mayer） 1864年 德国 萨克斯（J. von Sachs） 1880年 美国 恩吉尔曼（C.Engelmann) 1939年 美国 鲁宾(S.Reben)和卡门(M.Kamen) 20世纪0年代美国卡尔文 (M.Calvin) P102,根据能量转化和守恒定律：光合作用时把光能转换成化学能,一、光合作用的探索历程,14CO2,含14C的有机物,五年后,柳树增重80kg多 土壤减少不到100g,结论：,植物增重主要来自水分。,忽略了空气、阳光等。,海尔蒙特实验,只浇水,现象：,蜡烛 熄灭。,现象：,蜡烛 持续

7、燃烧。,现象：,小鼠 死亡。,现象：,小鼠 存活。,结论：,植物能够净化因燃烧或呼吸而变混浊的空气。,普利斯特利的实验 只有在阳光照射下 才能成功,结论1：,植物体只有绿叶才能更新空气。,结论2：,（置于暗处几小时）思考：目的是什么？,为了使绿叶中原有的有机物消耗殆尽,饥饿,光下,碘蒸气处理,碘液检验之前需对绿叶作处理吗？,酒精隔水加热脱色（绿）,绿色叶片,黑暗处理,一半曝光,一半遮光,变蓝,没有变蓝,碘 蒸 汽 处 理,萨克斯的实验（1864年）,过程：,绿色叶片在光的作用下产生了淀粉, 光合作用需要光,结论:,对照组,？,极 细 光 束,黑暗中,光照下,叶绿体是植物进行光合作用的场所,光合作用需要在光下进行 光合作用中释放氧气,结论：,小球藻悬液,C18O2,CO2,18O2,（一）,（二）,鲁宾、卡门实验,CO2+H218O,光能,叶绿体,(CH2O)+18O2,C18O2+H2O,光能,叶绿体,(CH218O)+O2,光合作用释放的O2全部来自于H2O,结论:,O2,光合产物中有机物的C来自CO2,1、光反应阶段,2、暗反应阶段,二、光合作用的过程,请阅读课文P103104页有

8、关光合作用过程的内容，思考： 1、光反应阶段和暗反应阶段在所需条件、进行场所、物质变化、能量转换方面的区别； 2、两个阶段有何联系？,H2O,类囊体膜,酶,1.光反应阶段,色素,光,酶,叶绿体内的类囊体薄膜上,水的光解：,（还原剂）,ATP的合成：,光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中,CO2,糖类,五碳化合物 C5,氨基酸,脂肪,CO2的固定,三碳化合物 2C3,C3的还原,基质 多种酶,小结,需要光 色素、酶,不需要光 酶,类囊体膜上,基质中,水的光解；ATP的合成,CO2的固定；C3的还原,ATP中活 跃化学能,ATP中活 跃化学能,光能,有机物中稳 定化学能,光反应 为 暗反应 提供 H 和ATP，,暗反应 为 光反应 提供 ADP 和Pi 。,光合作用的出现为有氧呼吸的出现创造了条件,为陆生生物的出现创造了条件(多余的游离氧变成了臭氧，阻挡紫外线),在蓝藻出现以前，地球的大气并没有氧。只是在距今3020亿年以前，蓝藻在地球上出现以后，地球的大气中才逐渐含有氧，从而使地球球上其他进行有氧呼吸的生物得以发生和发展。,1、光合作用将太阳能转化为化学能并储存有机物； 2、光合作用释放

9、氧气； 3、为生物进化起了重要推动作用,光合作用的意义：,(1) 光照强弱 CO2供应不变,H减少 ATP减少 O2产生量减少,C3还原减弱 CO2固定仍 正常进行,C3含量上升 C5含量下降,(CH2O)合成量减少,(1) 光照弱强 CO2供应不变,H增多 ATP增多 O2产生量增多,C3还原增强 CO2固定仍 正常进行,C3含量下降 C5含量上升,(CH2O)合成量增加,2.光合作用过程中C3、C5等的变化,H,(3) 光照不变 减少CO2供应,CO2固定减弱 C3还原仍正常进行,C3含量下降 C5含量上升,H相对增加 ATP相对增加 上述两种物质 转化速度变慢， O2产生量减少,(CH2O)合成 量相对减少,消耗减少,(3) 光照不变 CO2不充足到充足,CO2固定增强 C3还原仍正常进行,C3含量上升 C5含量下降,H相对减少 ATP相对减少 上述两种物质 转化速度加快， O2产生量增加,(CH2O)合成 量相对增加,消耗增加,H,2.光合作用过程中C3、C5等的变化,增加,减少,增加,增加,增加,减少,减少,增加,增加,减少,增加,减少,增加,增加,减少,减少,减少,减少,增加,减少,正常情况下， C3和C5、 ATP和ADP、等处于动态平衡,总体规律：,C5、ATP、H变化一致均与C3相反，C6由外因决定,例、（04全国）离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO2气体的供应，短时间内叶绿体中C3化合物与C5化合物相对含量的变化是（ ） A、 C3化合物增加、 C5化合物减少 B、 C3化合物增加、 C5化合物减少 C、 C3化合物减少、 C5化合物增加 D、 C3化合物减少、 C5化合物减少,C,总体规律：,C5、ATP、H变化一致均与C3相反，C6由外因决定,B,H2O,B,A,C,D,E+Pi,F,G,CO2,J,光,练习1.下

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