5.4光合作用与能量转化第1课时课件-2024-2025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 第5章 细胞的能量供应 和利用 1 提示：影响光合作用的因素很多，既有植物自身条件，也有外界环境条件。二氧化碳浓度、营养液和温度是影响植物生长的重要外部条件，因此要进行控制，以便让植物达到最佳的生长状态。 问题探讨 1.靠人工光源生产蔬菜有什么好处？ 提示：用人工光源生产蔬菜，可以避免由于自然环境中光照强度不足导致光合作用强度低而造成的减产。同时，可以根据植物生长的情况进行调节。 2.为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件？ 2 思考： 1、玉米中有时会出现白化苗。白化苗对植物的生长有什么影响？ 2、植物的叶片中含有哪些色素呢？怎样提取这些色素呢？ 一、捕获光能的色素 3 探究·实践：绿叶中色素的提取和分离 色素分离原理 纸层 析法 不同色素在层析液中的溶解度不同 干燥的滤纸条 层析液 滤液细线 1.实验原理 （1）提取原理:绿叶中的色素能够溶解在 有机溶剂___________中。 2.实验方法 （1）提取方法：过滤法 （2）分离方法：纸层析法 无水乙醇 （2）分离原理:各种色素在___________中的__________不同,溶解度高的随层析液在滤纸条上的_____________,反之则慢。 层析液 溶解度 扩散得快 探究·实践：绿叶中色素的提取和分离 (2)制备滤纸条 铅笔线 剪两角 (1)提取绿叶中的色素 (3)画滤液细线 层析液 培养皿 滤液线 （4）分离绿叶中的色素： 5 （5）实验结果 ①滤纸上有几条色素带？ ④不同的色素带分别对应哪些色素？ ②从上而下的排序说明了什么？ 4条 ③不同条带的宽窄说明了什么？ 含量不同 溶解度不同 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 探究·实践：绿叶中色素的提取和分离 6 叶绿素 类胡萝卜素 （含量约3/4） （含量约1/4） 叶绿素a（蓝绿色） 叶绿素b（黄绿色） 胡萝卜素（橙黄色） 叶黄素（黄色） 探究·实践：绿叶中色素的提取和分离 7 探究一、捕获光能的色素 2.实验步骤： 分析：为什么植物春夏叶子翠绿?而深秋则叶片金黄呢？ 由于叶绿素的含量大大超过类胡萝卜素，而使类胡罗卜素的颜色被掩盖，只显示出叶绿素的绿色。 低温使叶绿素大量破坏，而使类胡萝卜素的颜色显示出来 当温度低于7 ℃时，树叶中会生成花青素。 9 A.叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 B.叶绿素a和叶绿素b的吸收峰值不同 C.类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 光合色素的吸收光谱 10 二、叶绿体的结构适用于进行光合作用 类囊体薄膜上 类囊体薄膜和基质 色素分布： 酶分布： 11 恩格尔曼的实验 极细的光束 黑暗中——集中于叶绿体被光束照射的部位 光下——分布于叶绿体所有受光部位 水绵 需氧细菌 结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。 12 2.（1）为什么选用水绵和需氧细菌作为实验材料？ 水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察。需氧细菌可确定释放O2的部位。 （2）为什么选用黑暗并且没有空气的环境？ 选用黑暗并且没有空气的环境，可排除光线和氧的干扰。 思考·讨论： 恩格尔曼的实验一 （3）为什么用极细的光束照射？ 叶绿体上有光照和无光照的部位，相当于一组对比实验。 13 三棱镜 结论：叶绿体主要吸收红光和蓝紫光 照射水绵 需氧细菌聚集在红光和蓝紫光的区域 小组讨论，问题探究： 思考·讨论： 恩格尔曼的实验二 3.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？ 提示：这是因为水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在此波长光的照射下，叶绿体会释放氧气，适于需氧细菌在此区域分布。 14 1.冬季时，为了增加蔬菜的产量，应该选择红色、蓝色还是无色的大棚塑料薄膜？为什么？ 提示：无色。由于太阳光由七色光组成，所以用无色透明的塑料薄膜，植物获得的光能更多。 2.阴天时，为了增加蔬菜的产量，在功率相同的情况下，应该选择什么颜色(蓝紫光或红光/白光)的照明灯为蔬菜补充光源？为什么？ 提示：蓝紫光或红光。在照明灯功率相同的情况下，用发蓝紫光或红光的照明灯，植物利用光能的效率最高。 小组讨论，问题探究 15 指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。 1、光合作用的概念 三、光合作用的过程 （一）光合作用 CO2 + H2O （CH2O) + O2 光能 叶绿体 2、光合作用的反应式 16 1.19世纪末，科学界普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，O2被释放，C与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。1928年，科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖。 C6H12O6 葡萄糖 CH2O 甲醛 （CH2O） 碳水化合物 CO2 二氧化碳 （一）光合作用原理的部分探究历程: 三、光合作用的原理 17 2.希尔反应 （1）希尔实验表达式什么？ O2 H+ H2O 光照、离体叶绿体 铁盐（或其他氧化剂） （4）希尔实验能否确定氧气中的氧元素全部来自水？ 不能，该实验没有排除叶绿体中CO2的干扰 （3）希尔的实验是否说明水的光解和糖的合成不是同一个化学反应？ 能够说明，因为悬浮液中没有CO2，糖类合成时需要CO2的碳元素 （2）希尔实验中的氧化剂起到什么作用？ 结合水分解产生的2H+和2e- 18 3.鲁宾和卡门的实验 方法： 同位素标记法 讨论：分析鲁宾和卡门做的实验，你能得出什么结论？ 光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于水，而并不来源于CO2。 19 4.阿尔农的实验： 1954年：在光照下，叶绿体可合成ATP。 1957年：他发现这一过程总是与水的光解相伴随。 光照 ATP 水 光解 20 叶绿体类囊体薄膜结构与功能的统一 光能 叶绿体中的色素 水 高能电子 ATP NADPH 光能 e- e- 电子传递 21 1、光反应阶段 光合作用第一阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫作光反应阶段。 叶绿体中 的色素 光能 H2O 水在光下分解 O2 NADPH ADP+Pi 酶 ATP 22 2、暗反应阶段 光合作用第二阶段的化学反应，有没有光都能进行，这个阶段叫作暗反应阶段。 CO2 C5 固 定 2C3 NADPH 供氢 酶 (CH2O) 淀粉、蔗糖 多种酶 参加催化 还 原 酶 ATP 供能 ADP+Pi 23 光反应阶段 （叶绿体类囊体薄膜） 暗反应阶段 （叶绿体基质） ADP+Pi NADP+ CO2 2C3 C5 （CH2O） 多种酶 参加催化 固 定 还 原 ATP NADPH 光能 叶绿体 中的色素 O2 水的光解 H2O 孔隆教育 http://mykonglong.taobao.com 孔隆教育 http://mykonglong.taobao.com 24 概念 光合作用的原理的探索 光反应 暗反应 反应式 希尔 鲁宾和卡门 阿尔农 卡尔文 水的光解 NADPH合成 ATP合成 CO2 的固定 C3 的还原 CO2+H2O (CH2O)+O2 光能 叶绿体 本节小结： 光合作用的过程 光合作用 25 谢谢！ 26 $$