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必修1

第4节 光合作用与能量转化 俗话说:“万物生长靠太阳”,为什么呢?我们来看一组数据: ①地球表面上的绿色植物每年大约制造4400 亿吨有机物; ②地球表面上的绿色植物每年储存的能量约 为7.11 1018kJ,这个数字大约相当于 240000个三门峡水电站所发出的电力。 我们都知道光能被植物转化并转移到了有机物中,那么这些光能是植物中什么结构转化的? 答案:叶绿体 具体是叶绿体中什么物质捕捉了光能? 叶绿体中的色素 那么叶绿体中的色素分为哪几种? 绿叶中色素的提取和分离 (1)原理 提取: 色素是有机物,溶于有机溶剂,因而用无水酒精提取色素 分离: 色素都能溶解在层析液中,但在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上的扩散得快,反之则慢。 方法与步骤:称取5g左右的鲜叶,剪碎,放入研钵中。加少许的 石英砂(充分研磨)和碳酸钙 (防止色素被破坏) 与10ml无水乙醇(溶解色素)。 在研钵中快速研磨。将研磨液进行过滤。 2.制备滤纸条:将干燥的定性滤纸剪成滤纸条,将滤纸条的一端剪去一个角,并在距这端1cm处用铅笔画一条细的横线。 3.画滤液细线:用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔线均匀地画出一条细线。等滤液干后再画一两次。 4.分离绿叶中的色素:将适量的层析液倒入烧杯中,将滤纸条(有滤液细线的一端朝下)轻轻插入层析液中,随后用棉塞塞紧试管口。注意:不能让滤液细线接触层析液 实验结果: 叶绿素溶液 吸收可见光,用于光合作用 2.色素的功能: 叶绿素:主要 吸收蓝紫光和红光 类胡萝卜素:主要吸收蓝紫光 叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱 思考:这些色素存在于细胞中的什么部位呢? 叶绿素 类胡萝卜素 叶绿素a 叶绿素b 胡萝卜素 叶黄素 蓝绿色 黄绿色 橙黄色 黄 色 占3/4 吸收蓝紫光和红光 吸收蓝紫光 与光合作用有关的这些色素都存在于叶绿体中类囊体的薄膜上 色素的功能: 叶绿体色素具有吸收、传递、转化光能的作用 问题探讨 有些蔬菜大棚内悬挂发红色或蓝色光的灯管,并且在白天也开灯。 讨 论 1.这种方法的好处是?不同颜色的光 照对植物的光合作用会有影响吗? 2.能否用绿光灯管来补充光源?为什么? 可以提高光合作用强度;不同颜色的光会影响植物的光合作用。 不能;因为叶绿素基本上不吸收绿光 问题探讨 为什么植物的叶片大多是绿色的,但有时叶片也会发黄? 因为绿叶中所含的色素主要是叶绿素,但也有其它的一些色素。 试验回顾及问题探讨 绿叶中的色素有哪些、其颜色各怎样?为什么叶绿素呈绿色? 二、捕获光能的色素 外膜 内膜 基粒 基质 每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成。这些囊状结构称为类囊体。吸收光能的四种色素就分布在类囊体的薄膜上。 而每个基粒都含有两个以上的类囊体,多者可达100个以上。叶绿体内有如此多的基粒和类囊体,极大地扩大了受光面积。 三、叶绿体的结构 结论: 叶绿体是进行光合作用的场所,它内部的巨大膜表面上,不仅分布着许多吸收光能的色素分子,还有许多进行光合作用所必需的酶。 巩固练习 色素种类 颜色 扩散速度 吸收光的颜色 叶绿素a 叶绿素b 胡萝卜素 叶黄素 蓝绿色 黄绿色 橙黄色 黄色 较慢 较快 最慢 最快 蓝紫光和红光 蓝紫光 2.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器,光能的吸收发生在叶绿体的( ) A.内膜上 B.基质中 C.类囊体的薄膜上 D.各部位上 C 资料1:1881年,[德]恩格尔曼的实验1 思考 讨论 叶绿体的功能 注:水绵的叶绿体呈螺旋带状分布,细菌为需氧菌, 可以运动。 黑暗,细光束照射。 细菌集中在光束照射的叶绿体部位。 均匀光照射。 细菌分布在叶绿体所有的受光部位上。 恩格尔曼实验2:透过三棱镜的光照射水绵 好氧细菌 水绵 结果:需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。 1.恩格尔曼第一个实验的结论是什么? 光合作用的场所在叶绿体,并且释放出氧气。 2.综合上述资料,你认为叶绿体具有什么功能? 叶绿体能吸收光能用于光合作用,并释放出氧气。 讨论 探索光合作用的部分实验 1937年英国植物学家希尔在离体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(有水,没有二氧化碳),在光照下释放氧气,离体叶绿体在适当条件下发生水的光解产生氧气的化学反应称作希尔反应 1941年美国科学家鲁宾和卡门实验 探索光合作用原理的部分实验 C18O2 CO2 H2O H218O 光照下的 球藻悬液 O2 18O2 A B 同位素18O分别标记H2O和CO2 H218O和C18O2 结论:光合作用释放的氧来自水 探索光合作用原理的部分实验 最后,由美国科学家卡尔文利用14C做试验研究:用14C标记的14CO2,供小球藻进行光合作用,然后追踪检测其放射性,最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径,这一途径称为卡尔文循环。 在1961年获