5.4光合作用与能量转化 课件-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第4节 光合作用与能量转化 第五章 细胞的能量供应和利用 植物依靠哪些色素捕获光能？ 叶绿体的结构有哪些适于进行光合作用的特点 本节聚焦 问题探讨 （1）靠人工光源生 产蔬菜有什么 好处？ （2）为什么要控制 二氧化碳浓度， 营养液成分和 温度等条件？ 玉米的白化苗 探究•实践 绿色中色素的提取和分离 实验原理 1、提取原理：绿叶中的色素能溶解在无水 乙醇中，可用无水乙醇提取 绿叶中的色素。 2、分离原理：不同色素在层析液中的溶解 度不同，溶解度高的色素随 层析液在滤纸条上扩散得快， 反之则慢——纸层析法。 探究•实践 绿色中色素的提取和分离 操作步骤 1、提取绿叶中的色素 2、分离滤液中的色素 称取绿叶： ↓ 剪碎研磨： ↓ 过滤收集： CaCO3 SiO2 C2H5OH) 制备滤纸条： ↓ 画滤液细线： ↓ 纸层析法分离： 一端剪去两个角 细、直、齐 不能让滤液细线触及层析液 探究•实践 绿色中色素的提取和分离 操作步骤 注意：剪去两个角 毛细吸管 注意：滤液细线要画得细、直、齐。且要多画几次，增加色素含量。 层析液 注意：一定不能让滤液细线触及层析液。 探究•实践 绿色中色素的提取和分离 操作步骤 探究•实践 绿色中色素的提取和分离 结果分析 橙黄色 黄 色 蓝绿色 黄绿色 最窄 较窄 最宽 较宽 最快 较快 较慢 最慢 胡萝卜素 叶 黄 素 叶绿素a 叶绿素b 色素带 颜色 宽度 扩散速度 色素种类 一、捕获光能的色素 胡萝卜素 叶 黄 素 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素（约占1/4） 叶 绿 素 （约占3/4） 绿叶中 的色素 探究：四种色素对光的吸收情况 阳光是由不同波长的光组合成的复合光 探究：四种色素对光的吸收情况 波长/nm 400 500 600 700 叶绿色a 叶绿色b 类胡萝卜素 色素的吸收光谱 二、叶绿体的结构和功能 核糖体 DNA 外膜 内膜 基质 基质 基粒 基粒 呈扁平的椭球形或球形 双层膜，内含许多基粒 每个基粒由许多圆饼状的类囊体叠成，光合色素就分布在类囊体薄膜上，基粒之间充满基质 光合作用所必需的酶就分布在类囊体膜上和叶绿体基质中 电镜照片 模式图 思考·讨论 恩格尔曼的实验一 恩格尔曼的实验二 水绵的叶绿体和黑藻的叶绿体有何区别？ 好氧（需氧）细菌的分布能说明什么？ 为什么实验开始时临时装片中没有氧气？ 实验一和实验二的结论分别是什么？ 恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？ 思考·讨论 恩格尔曼在选材和实验设计上的巧妙之处： （1）水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察； 用好氧细菌，可确定释放氧气多的部位。 （2）没有空气的黑暗环境，排除了氧气和光的 干扰。 （3）用极细的光束照射，叶绿体上有光照多和 光照少的部位，相当于一组对比实验。 （4）临时装片暴露在光下的实验再一次验证了 实验结果。 光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放氧气的过程。 1、概念 三、光合作用的原理 CO2 + H2O （CH2O） O2 + 光能 叶绿体 2、过程分析 三、光合作用的原理 思考•讨论 探索光合作用原理的部分实验 希尔反应：离体叶绿体光照下释放O2不依赖CO2 鲁宾和卡门实验：同位素标记法 自变量？ 因变量？ 相互对照 18O的标记位置 释放O2的情况 光合作用释放的O2全部来源于水 2、过程分析 三、光合作用的原理 思考•讨论 探索光合作用原理的部分实验 希尔反应：离体叶绿体光照下释放O2不依赖CO2 鲁宾和卡门实验：同位素标记法 希尔反应：叶绿体中水的光解过程伴随ATP的合成 光合作用释放的O2全部来源于水 （一）光反应阶段 1、条件： 2、场所： 3、过程： 光、光合色素、酶 类囊体的薄膜上 光合色素吸收的光能 ①水的光解： ②合成 ATP： 光能 ADP + Pi ATP 酶 H2O O2 + 2H+ + 2e 光能 酶 1 2 NADP+＋H+＋2e NADPH 酶 能量变化：光能 →•••→ ATP和NADPH中的化学能 （二）暗反应(碳反应)阶段 1、条件： 2、场所： 3、过程： 二氧化碳、酶等 叶绿体基质 同位素标记法→14CO2 暗反应过程 (卡尔文循环) （二）暗反应(碳反应)阶段 1、条件： 2、场所： 3、过程： 二氧化碳、酶等 叶绿体基质 同位素标记法→14CO2 ② C3的还原： ATP+NADPH 2C