5.4.光合作用的原理和应用(第2课时)-2023-2024学年上学期生物人教版必修一

第4节 光合作用与能量转化 第5章 细胞的能量供应和利用 第2课时 光合作用的原理和应用 绿叶中色素的种类和功能 2.色素的吸收光谱： 叶绿素主要吸收 . 类胡萝卜素主要吸收 . 蓝紫光和红光 蓝紫光 对其他波段吸收量较少 吸收最少的是绿光 不吸收红、橙、黄光 叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱 类囊体 色素 酶 温故知新 在叶绿体内部类囊体的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子， 在类囊体薄膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。 叶绿体是绿色植物进行光合作用的细胞器。 【思考·讨论】探究叶绿体的功能(P100) 恩格尔曼的实验一 恩格尔曼的实验二 讨论： 1.恩格尔曼第一个实验的结论是什么？ 2.恩格尔曼在选材、实验设计上有何巧妙之处？ 3.在第二个实验中，大量的需氧细菌聚集在红 光和蓝紫光区域，为什么？ 阅读恩格尔曼的两个实验过程与现象，讨论完成讨论题1—3：2min 【思考·讨论】探究叶绿体的功能(P100) 需氧细菌集中分布在叶绿体被光束照射到的部位 需氧细菌分布在叶绿体所有受光部位 恩格尔曼的实验一 叶绿体能吸收光能用于光合作用释放氧气 2.恩格尔曼在选材、实验设计上有何巧妙之处？ 设计： 选材： 水绵：叶绿体螺旋带状，易观察 好氧细菌：可确定氧气产生部位 无空气的黑暗环境：排除O2和光的干扰 对照设置： 讨论： 1.恩格尔曼第一个实验的结论是什么？ 极细的光束：有光与无光对照 暴露阳光下：局部有光与完全曝光对照 恩格尔曼的实验二 用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的需氧型细菌聚集在红光和蓝紫光区域 讨论： 3.为何细菌集中在红光和蓝紫光区域？ 光合色素主要吸收红光和蓝紫光 在此波长照射下，叶绿体会释放氧气多 4.综上所述，你认为叶绿体有何功能？ 捕获光能、进行光合作用 物质和结构基础： 类囊体薄膜上——色素分子 类囊体膜和叶绿体基质——光合酶 【思考·讨论】探究叶绿体的功能(P100) 光合作用 1.概念：光合作用使指绿色植物通过 ，利用 ，把 ，转化成储存着能量的 ，并释放出 的过程 叶绿体 光能 CO2和H20 有机物 O2 物质变化： 能量变化： 无机物→有机物 光能→有机物的化学能 实质：合成有机物，储存能量 2.反应式： CO2 + H2O （CH2O)+O2 光能 叶绿体 叶绿体是如何将光能转化成化学能并储存在糖类等有机物中的？ 光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化碳呢？接下来我们一起来分析科学家对光合作用过程探索的几个实验 自主阅读：阅读课本P102思考 .讨论，完成资料后的4个讨论： 1、希尔的实验是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水？为什么？ 2、希尔的实验能否说明水的光解与糖类的合成不是同一个化学反应？为什么？ 3、分析鲁宾和卡门做的实验，你能得出什么结论？ 4、尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系 探究光合作用原理的部分实验 最开始对光合作用过程的研究，科学家是对氧气的来源很关注的 19世纪末 探究光合作用原理的部分实验 1、19世纪末（甲醛→糖） CO2 O2 C + H2O 甲醛 (CH2O) 2、1928年，科学家发现甲醛对植物有毒害作用 甲醛不能通过光合作用转化成糖 →初步判断：O2中的O来自CO2的可能性较小，较可能来源于H2O 探究光合作用原理的部分实验 3、希尔反应 2H+ 1/2 O2↑ 讨论1：希尔反应是否说明植物光合作用产生的O2中的O全部都来自H2O？为什么？ 不能,该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也没有直接观察到氧元素转移。 ：离体叶绿体在适当条件下发生水的光解，产生O2的化学反应 讨论2：希尔的实验能否说明水的光解与糖类的合成不是同一个化学反应？ 能 因为悬浮液中没有合成糖类的必需原料——CO2，说明未进行糖类合成 探究光合作用原理的部分实验 4、鲁宾和卡门用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源。 CO2 H218O 光照射下的小球藻悬液 C18O2 H2O 18O2 O2 讨论3：分析鲁宾和卡门做的实验得出什么结论？ 光合作用释放的O2中的氧元素全部来源于H2O，而并不来源于CO2 用18O分别标记CO2和H2O，进行实验 A与B相对分子质量分别为：32、36 探究光合作用原理的部分实验 5、 阿尔农发现，在光照下，叶绿体可合成ATP 且这一过程总是与水的光解相伴随 讨论4：尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系