人教版教学课件§5.4 能量之源──光与光合作用

第4节能量之源——光与光合作用江西省教育厅教研室研发制作必修1分子与细胞第5章细胞的能量供应和利用江西省远程教育录像课优秀课件教学目标重点难点问题探讨教学过程知识结构教学反馈课后习题教学参考教学目标1.说出绿叶中色素的种类和作用。2.说出叶绿体的结构和功能。3.说明光合作用以及对它的认识过程。4.尝试探究影响光合作用强度的环境因素。5.说出光合作用原理的应用。6.简述化能合成作用。重点难点1.教学重点（1）绿叶中色素的种类和作用。（2）光合作用的发现及研究历史。（3）光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。（4）影响光合作用强度的环境因素。2.教学难点（1）光反应和暗反应的过程。（2）探究影响光合作用强度的环境因素。有些蔬菜大棚用红色或蓝色的塑料薄膜代替普通塑料薄膜，有的温室内悬挂发红色或蓝色的灯管。1.用这种方法有什么好处？这样做对光合作用有影响吗？2.为什么是用红色或蓝色的呢？用绿色的可以吗？问题探讨什么是光合作用？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。光合作用概述捕获光能的色素和结构我们学习过叶绿体是通过里面的色素吸收光能的，是否所有的光都能吸收呢？还有，叶绿体的色素成分又是怎样的呢？我们学习过叶绿体是通过里面的色素吸收光能的，是否所有的光都能吸收呢？还有，叶绿体的色素成分又是怎样的呢？光合作用利用的是光能，那是不是所有的光能都能被利用呢？光是辐射能的一种形式，光有着不同的波长，光靠光波进行传递。我们眼睛能看到的称为可见光，其波长为400-700nm。一个三棱镜可以将光线折射为七彩的光谱，这就是所谓的可见光谱，它包括七种颜色，分别是：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫恩格尔曼实验的结果分析：这一巧妙的实验说明了什么？好氧型细菌水绵实验表明：叶绿素a和b在蓝光和红光部分都有很高的吸收峰，叶绿体中的胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。色素本身的颜色种类叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素蓝绿色黄绿色橙黄色黄色选择吸收光能红橙光蓝紫光蓝紫光结构外膜内膜基粒基质有酶功能光合作用的场所，植物细胞的“养料制造车间”有色素叶绿体回眸光合作用的的探究历程1771年，英国普利斯特利（J.Priestly)1779年，荷兰英格毫斯（J.Ingen-housz)1845年，德国梅耶（R.Mayer)1864年，德国萨克斯（J.VonSachs)1939年，美国鲁宾(S.Ruben)和卡门(M.Kamen)1948年，美国卡尔文（M.Calvin)CO2+H2O光能C6H12O6+O2叶绿体反应物产物条件场所光合作用正是在叶绿体中进行的,可以分为两个阶段：第一阶段是直接需要光的,称为光反应第二阶段不需要光的直接参与是二氧化碳转变为糖的过程，这一过程称为暗反应光合作用的两个阶段光反应为暗反应提供了[H]和ATP；暗反应为光反应提供ADP和Pi。暗反应光反应项目联系能量转换物质变化条件部位ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能多种酶、CO2叶绿体基质中CO2+C52C3酶2C3（CH2O）酶[H]ATP①CO2的固定：②C3的还原：光能→ATP中活跃的化学能光、色素、酶、水叶绿体基粒囊状膜上②ATP的合成：ADP+Pi+能量ATP酶①水的光解：2H2O4[H]+O2光光光合作用光反应与暗反应的区别光合作用的全过程叶绿体中的色素还原多种酶参加催化（CH2O）ADP+Pi酶ATP2C3C5固定CO2H2OO2水在光下分解[H]光反应过程暗反应过程光能0204060801001205点7点9点11点13点15点17点上图是在盛夏的某一晴天，一昼夜中某植物对CO2的吸收和释放状况的示意图。请据图回答问题：图中15—17段段CO2吸收量逐渐减少是因为，以至光反应产生的和逐渐减少，从而影响了暗反应的强度，使化合物数量减少，影响了CO2固定。光照强度逐步减弱ATP还原氢五碳例题分析2.下列曲线表示研究光照强度对完全培养液中培养的绿藻产生氧的影响的实验结果。请据此回答（1）在光照强度为B时，溶液中的O2浓度基本不变，原因是_______________________。（2）在光照强度为C时，O2的释放速率近乎达到最大；当光照强度继续增大时，释放O2的速率很少增加或不再增加；请解释引起这种现象的两个主要原因：①_____________________________________________________________。②___________________________________________________________。能力提升光合作用强度与呼吸作用强度相等受暗反应过程中酶的活性和酶的数量的限制受CO2供应速度的限制知识结构教学反馈[提示]实验步骤与课本中“探究光照强弱对光合作用强主的影响”基本相同，只需改动第5步，对3个实验装置分别进行三种不同颜色的光照（台灯与三个实验装置的距离相同）。实验探究:仿照教材上“探究光照强弱对光合作用强度的影响”的参考案例，请继续深入探究光的成分（光质）对光合作用的影响，写出实验步骤。课后习题1、从绿叶中提取色素，选取的最佳叶片应是（）。A.肥嫩多汁的叶片B.革质叶片C.刚刚长出来的小嫩叶D.鲜嫩，颜色浓绿的叶片2、绿叶中的色素能够在滤纸上彼此分离开的原因是（）。A.色素提取液中的不同色素已经分层B.阳光的照射使各种色素能彼此分开C.色素在层析液中的溶解度不同D.丙酮使色素溶解并且彼此分离的扩散速度不同3、在绿叶中色素的提取实验中，研磨绿叶时要加入无水乙醇，其目的是（）。A.防止叶绿素被破坏B.使叶片充分研磨C.使各种色素充分溶解在无水乙醇中D.使叶绿素溶解在无水乙醇中4、下列关于“绿叶中色素的提取和分离”的实验描述中，不属于实验要求的是（）。A.提取高等植物叶绿体中的色素B.用纸层析法分离色素C.了解各种色素的吸收光谱D.验证叶绿体中所含色素的种类DCCCC5、在进行“绿叶中色素的提取和分离”的实验时，不能让层析液没及滤液细线的原因是（）。A.滤纸条上几种色素会扩散不均匀而影响结果B.滤纸条上滤液细线会变粗而使色素太分散C.色素会溶解在层析液中而使结果不明显D.滤纸条上的几种色素会混合起来。6、提取和分离叶绿体中色素的实验中，正确的操作顺序应该是（）。A.进行纸层析——制取滤液——在滤纸条上画线——将实验材料研磨B.制取滤液——进行纸层析——在滤纸条上画线——取滤液——再画线C.将实验材料剪碎、研磨——在滤纸条上画线——制取滤液——进行纸层析D.将实验材料剪碎、研磨——制取滤液——在滤纸条上画线——进行纸层析CD7、将一棵重约0.2kg的柳树栽培在肥浴血奋战的土壤中，两年后连根挖出，称其干重大约为11kg，增加的这10.8kg主要来源于（）。A.土壤中的矿质元素B.土壤中的水C.大气中的氧气D.大气中的CO28、在光合作用过程中，光能最初用于（）。A.碳和氧的化学合成B.氢和合成C.将水分解成氧和氢D.ADP转化为ATP9、光合作用的实质是（）。A.把CO2转换成ATPB.产生化学能、储存在有机物中C.把光能转变成化学能，储存在ATP中D.把无机物转化成有机物，把光能转变成化学能10、在室温条件下，下列措施中，哪一项不利于有机物积累？（）A.适当增加空气温度B.适当增加CO2的浓度C.适当增加光照强度D.延长光照时间CDDA11、在夏季中午光照最强的情况下，绿色植物的光合作用强度略有下降。这时，叶肉细胞内的C3、C5、ATP的含量变化依次是（）。A.升、降、升B.降、升、降C.降、升、升D.升、降、降12、对某植析做如下处理：甲持续光照10min；乙光照5s后再置于黑暗中处理5s，如此连续交替进行20min。若其他条件不变，则在甲、乙两种情况下植株所制造的有机物总量（）。A.甲多于乙B.甲少于乙C.甲和乙相等D.无法确定13、绿色植物的光合作用和硝化细菌的化能合成作用相比，不同之处在于（）。A.同化类型不同B.异化类型不同C.利用的能源不同D.利用的碳源不同14、由于硝化细菌的作用，土壤中的氨可以转变成植物制造何种物质的原料？（）A.核糖和脂肪B.葡萄糖和淀粉C.氨基酸和核苷酸D.脂肪酸和氨基酸CCCB教学参考叶绿素、光和二氧化碳是光合作用必要条件的一组快速实验大多数高等绿色植物光合作用的主要产物为碳水化合物和氧气。依据绿色植物光合作用放出氧气的现象，设计下述实验来证明叶绿素、光和CO2是光合作用必要条件，具有比常规实验简便、快速和经济的优点。1实验方法与步骤1.1将适当浇水、盆栽的健壮金心大叶黄杨；或从校园内种植的金心大叶黄杨植株上取下健壮枝条，插于盛有清水的广口瓶中，置于室内，备用。1.2选摘枝条上部较大、光合功能强，且绿色和黄色部分比例适用的较嫩叶1～2片，用剪刀沿叶边缘将锯齿剪去，把绿色和黄色的部分分别剪下。而后，视具体情况尽可能剪栽下较大而形状、面积相同的绿色叶片小块3片和黄色叶片小块1片。1.3将叶片小块均放入盛有温凉开水的注射器内，插入活塞，稍向前推，排出部分水,用左手手心、大姆指和中指、无名指、小指握持注射器，用食指末节堵住其前端原接针头处的孔口，右手用力向后拉活塞，造成减压，使叶片小块叶肉细胞间隙的空气被逐出，水则进入。放开食指，重复进行以上操作多次，至叶片小块逐渐显暗绿色、呈水渍状、充满水分，比重增大而下沉即可。将叶片小块移入一盛有温凉开水的培养皿中。借助镊子和手在各叶块上从叶腹面向叶背面分别刺穿一枚大头针，使叶块连附在针上。1.4取4只小玻璃药瓶，用解剖针在各瓶盖中心扎通一孔。而后依次编号为①、②、③、④，贴上小纸标签。在①、②、③中各倒入用温凉开水配制的1%碳酸氢钠溶液，在④中倒入温凉开水，使4个小瓶中的液面等高，均约达近瓶颈处。1.5在①、②、④中各置入一带有大头针的绿色叶片小块，而在③中置入一带有大头针的黄色叶片小块。由于大头针的重量，使得叶片小块在实验中始终都沉浸在液体里而不上浮。注意：在欲用日光或300～500W台灯为光源时，要使叶腹面朝上；而欲用高亮度投影器为光源时，要使叶腹面朝下。盖好瓶盖。实验装置，以①为例，如图所示。1.6晴天，将①、③、④置于温暖、明亮的日光照晒的窗台或临窗桌上；阴天，如用300～500W台灯行人工光照，要注意置放于适当的距离，并使各瓶与光源等距离；并且都应注意调整小瓶的方位，使叶腹面朝向光源。如用高亮度投影器以300W镝灯行人工光照，开启后，可将各瓶外部擦拭干净，放置于工作台上照光，并调节反光镜使反射光线亦投向小瓶。将②置于课桌的抽屉内，使处于黑暗中。1.7约5～20min后，观察对比①、②、③、④，看何者的叶块表面及其周缘有许多小气泡出现、放出？何者没有？2实验结果与分析2.1金心大叶黄杨等的离体叶片绿色小块，当逐出细胞间隙的空气后，在含有碳酸氢钠的水溶液中和光照下能进行光合作用，产生、放出O2气泡。因而可以根据O2气泡的产生、放出与否和放出速度知其光合作用进行的情况。金心大叶黄杨的叶片除含有叶绿素的绿色部分外，还具有不含叶绿素的黄色部分，因此是验证叶绿素、光和CO2是光合作用必要条件实验的良好材料。2.2实验记录与结果如下表。2.2.1光合作用需要叶绿素①与③均盛有用温凉开水配制的1%碳酸氢钠溶液，皆受光照，①中叶块为绿色、含有叶绿素，有O2气泡产生、放出。而③中叶块为黄色，不含叶绿素，无O2气泡产生、放出。说明光合作用需要叶绿素。2.2.2光合作用需要光①与②均盛有用温凉开水配制的1%碳酸氢钠溶液，叶块皆为绿色。①在光照下，叶块有O2气泡产生、放出。②在黑暗中，叶块没有O2气泡产生、放出。说明光合作用需要光。2.2.3光合作用需要CO2①与④均处于光照下，其中叶块皆为绿色，①中盛有温凉开水配制的1％NaHCO3溶液，会产生以下化学变化：NaHCO3+H2O=Na++H2CO3+OH-H2CO3=H++HCO3-HCO3-是CO2的贮存形式，它可用于光合作用。①有O2气泡产生、放出。④中盛有温凉开水，其中几乎不含CO2，叶块没有O2气泡产生、放出。说明光合作用需要CO2