第四节-光合作用-课堂-(含完整图文动画-超实用公开课)

活细胞能量的最终来源：光能最终第5章细胞的能量供应和利用第4节能量之源——光与光合作用一、捕获光能的色素正常苗白化苗白化苗缺少叶绿素，不能进行正常光合作用而死亡。（一）实验原理1.提取色素的试剂是什么？为什么？有机溶剂（如无水乙醇），因为绿叶中的色素都能溶解于有机溶剂无水乙醇中。2.分离色素的方法是什么？分离的原理是什么？纸层析法。绿叶中的色素在层析液中的溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。这样滤液中不同的色素就随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。3.现提供新鲜大白菜、老叶片、新鲜菠菜，你会选择哪种材料进行实验？选择菠菜，叶片颜色深，含有色素多。实验：绿叶中色素的提取和分离一、捕获光能的色素（二）方法步骤：1.提取绿叶中的色素2.制备滤纸条3.画滤液细线4.分离绿叶中的色素5.观察与记录一、捕获光能的色素实验：绿叶中色素的提取和分离（二）方法步骤：1.提取绿叶中的色素2.制备滤纸条3.画滤液细线4.分离绿叶中的色素5.观察与记录一、捕获光能的色素实验：绿叶中色素的提取和分离合作探究——实验方法步骤1.研磨过程中加入SiO2、CaCO3的作用是什么？•SiO2：使研磨充分。CaCO3：防止研磨中色素（叶绿素）被破坏（中和液泡中酸性物质）2.为什么要迅速、充分的研磨？迅速是为了减少溶剂的挥发，充分是为了研碎细胞保证色素溶出。3.将滤液收集到试管中后，为什么要用棉塞将试管口塞严？防止溶剂挥发，叶绿素氧化分解。4.滤纸条一端为什么要剪去两角？画滤液细线时应注意什么？剪去两角是防止两侧色素扩散快，色素带不整齐。画滤液细线的要求是细、齐、直，待滤液干后，再画一两次。4.为什么不能让滤液细线触及层析液？滤液细线触及层析液,色素会溶于层析液中而无法分离。5.实验为何要在通风的条件下进行?为什么在分离色素时要用棉塞塞紧试管口（或者用培养皿盖住小烧杯）？因为层析液中的丙酮是一种有挥发性的有毒物质。一、捕获光能的色素（三）实验结果：胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）类胡萝卜素（1/4）叶绿素（3/4）最少最多一、捕获光能的色素叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱叶绿素：主要吸收蓝紫光和红光（对绿光吸收最少）类胡萝卜素：主要吸收蓝紫光（对黄光吸收最少）色素带排序颜色（溶解度）扩散速度含量吸收光的颜色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最少最多较多较少胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b1.为什么大多植物的叶片是绿色的?•绿叶中的叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以叶片呈绿色。2.为什么到了秋天，大多数植物叶子会变黄？而枫叶却会变红？（霜叶红于二月花）•秋天气温低，叶绿素被破坏，而类胡萝卜素很稳定，叶片呈黄色。入秋后枫叶叶绿素被破坏，花青素（液泡）增多，绿叶变成了红叶。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。1.这种方法的好处是？•可以提高光合作用强度。2.能否用绿光灯管来补充光源？为什么？•不能；因为叶绿素基本上不吸收绿光。一、捕获光能的色素【例题】对“叶绿体中色素的提取和分离”实验中，下列描述正确的是()A．将5g新鲜完整的菠菜叶，放入研钵中，加入丙酮、石英砂、CaCO3以后，迅速研磨B．用毛细吸管吸取少量滤液；沿铅笔线处小心均匀地划出一条滤液细线，并连续迅速地重复划2～3次C．把划好细线的滤纸条插入层析液中，并不断摇晃，以求加快色素在滤纸条上的扩散D．色素分子是有机物，不溶于水，所以研磨过程中加入无水乙醇D【例题】某同学用韭黄研磨后的提取液进行色素分离，在滤纸条上将出现几条明显的色素带（）A.0条B.1条C.2条D.4条C15【例题】在圆形滤纸的中央点上滴一滴叶绿体的色素滤液，进行色素分析，会得到近似同心环状的四个色素圈，排在外圈的色素呈（）A.橙黄色B.黄色C.蓝绿色D.黄绿色A【例题】如图是叶片中两类色素的吸收光谱，下列叙述正确的是（）A.叶绿素a和叶绿素b在红光区吸收峰值相同B.叶绿素a和叶绿素b吸收光谱的吸收峰波长相同C.A代表叶黄素、B代表叶绿素aD.A代表叶绿素b、B代表类胡萝卜素D17【例题】有甲、乙、丙、丁4盆长势均匀的植物置于阳光下，甲品红色光照射；乙绿色光照射；丙添加品红色滤光片A；丁添加绿色滤光片B(如图)，经过一段时间，各盆中长势最旺的和长势最差的依次是下列哪一组（）A.甲、乙B.乙、丙C.甲、丁D.丙、丁C内膜基粒（多个类囊体）基质色素载体：类囊体的薄膜上。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。外膜二、叶绿体的结构酶想一想：线粒体和叶绿体都具有巨大的膜面积，扩大膜面积的机制相同吗？不相同。线粒体内膜向内折叠成“嵴”来扩大膜面积；叶绿体是形成了类囊体来扩大膜面积。二、叶绿体的结构无空气黑暗，用极细光束照射完全暴露在光下恩格尔曼的实验示意图选材好。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。设计妙。•没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰；•用极细的光束照射，叶绿体上可分为有光照和无光照的部位，相当于一组对照实验。实验巧妙之处是什么？二、叶绿体的结构无空气黑暗，用极细光束照射完全暴露在光下恩格尔曼的实验示意图结论：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。叶绿体B【例题】下列叙述错误的是()A.矿质元素能影响叶绿素的合成B.叶绿体中的色素都分布在类囊体膜上，而酶只分布在外膜、内膜和基粒上C.低温条件下色素合成受阻D.用红光照射经纸层析法分离的色素带，看到的第三和第四条色素带较暗。24万个三门峡水电站（电力）=光合作用绿色植物（7.11×1018kJ/年）指绿色植物通过，利用，把转化成着能量的，并且释放出的过程。光合作用的概念光合作用的实质合成有机物，储存能量光合作用的探究历程叶绿体光能二氧化碳和水有机物氧气储存光合作用的探究历程1771年，普利斯特利的实验光合作用的探究历程1779年，英格豪斯的实验1.更新的空气是什么?•借助于：1785年，空气的组成（化学领域）•结论：绿叶在光下放出氧气，吸收二氧化碳2.光能哪里去了？•借助于：1845年，能量转化与守恒定律（物理领域）•结论：植物进行光合作用，把光能转换成化学能储存起来光合作用的探究历程光合作用的探究历程1864年，萨克斯的实验一半曝光一半遮光变蓝不变蓝1.黑暗处理的目的是什么？•消耗掉叶片中原有的营养物质，防止干扰实验结果。2.该实验是如何形成对照的？•绿叶一半曝光、一半遮光，形成了对照。3.酒精脱色的目的是什么？•溶解绿叶中的色素，防止其他颜色对实验结果的干扰。4.实验结论是什么？•光合作用产生了淀粉。结论：光合作用释放的氧气来自于水。光合作用的探究历程1941年，鲁宾和卡门的实验——同位素标记法根据实验现象，写出甲乙释放气体的分子式。二者相对分子质量之比是多少？甲乙结论：CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳，这一途径称为卡尔文循环。光合作用的探究历程20世纪40年代，卡尔文的实验——同位素标记法B【例题】下列叙述不正确的是()A.萨克斯的实验也可证明光是光合作用的必要条件B.恩格尔曼的实验定量分析了水棉光合作用生产的氧气量C.可见光经三棱镜后照到临时装片上，红光和紫光区域好氧菌特别多。D.普利斯特利的实验成功与否的关键在于是否将装置置于阳光下。思考与讨论：1.光合作用的原料、产物、场所和条件是什么？其化学反应式是？原料—CO2和H2O；产物—糖类和O2；场所—叶绿体；条件—光、酶、色素；光合作用的反应式是：CO2+H2O光能叶绿体（CH2O）+O21.光合作用分为几个阶段？分类的依据是什么？每个阶段的场所在哪里？2.试写出每个阶段发生的反应方程式？光合作用的过程暗反应阶段（有光、无光均可以）：叶绿体基质光反应阶段（必须有光）：类囊体薄膜上（叶绿体基粒）光反应•条件：类囊体薄膜：色素光能H2O水在光下分解O2[H]光、酶、色素过程：场所：类囊体的薄膜上物质变化2H2O光酶4[H]+O2ADP+Pi+光能酶ATP能量变化光能ATP中活跃化学能ADP+Pi酶ATP光合作用的过程1.水的光解2.ATP的合成暗反应co2C5固定2c3[H]供氢酶(CH2O)[糖类]场所：条件：过程：叶绿体基质酶多种酶参加催化co2+C5酶2c32c3+酶(CH2O)ATPATP酶ADP+Pi+能量物质能量ATP中活跃的化学能转化为糖类中稳定的化学能还原酶ATP供能ADP+Pi光合作用的过程1.CO2的固定2.C3的还原3.ATP的水解+c5[H]色素分子光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[H]多种酶酶(CH2O)CO2吸收光解能固定还原酶光反应暗反应光合作用的过程试分析改变光照强度和二氧化碳浓度对各物质量变化的影响。【例题】如图是一晴朗夏日某植物光合作用强度随时间变化的曲线图，C点与B点相比较，叶肉细胞内的C3、C5、ATP和[H]的含量发生的变化依次是（）A．升、升、升、升B．升、升、降、降C．降、降、降、降D．降、升、升、升光合作用的过程D温度高，气孔关闭，CO2减少联系光反应阶段暗反应阶段条件场所物质变化能量变化光、色素、酶不需光、酶、[H]、ATP叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质水的光解；ATP的生成CO2的固定；ATP的水解；C3的还原ATP中活跃化学能光能ATP中活跃化学能有机物中稳定化学能光反应是暗反应的基础，为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi。CO2+H2O（CH2O）+O2光能叶绿体若突然停止光照，光反应和暗反应如何变化？光反应立即停止，暗反应仍能进行一小段时间，最终也停止。光合作用有氧呼吸场所条件物质变化能量变化实质联系比较光合作用、呼吸作用光、色素、酶叶绿体细胞质基质、线粒体O2、酶无机物转变成有机物有机物氧化分解成无机物ATP中活跃化学能光能有机物中稳定化学能有机物稳定的化学能ATP中活跃化学能和热能合成有机物，储存能量分解有机物，释放能量光合作用为呼吸作用提供物质（有机物、O2）；呼吸作用为光合作用提供原料（H20、CO2）1．[2012·浙江卷]水是光合作用的原料，又是光合产物在植物体内运输的主要介质。()√是对还是错？2．[2011·浙江卷]离体的叶绿体基质中添加ATP、[H]和CO2后，可完成暗反应。()√3．[2012·北京卷]叶绿体中进行光反应的膜结构不能合成ATP。()×【例题】下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：①图中A是______,B是_______,它来自于______的分解。②图中C是_______，它被传递到叶绿体的______部位，用于_________。③图中D是____，在叶绿体中合成D所需的能量来自______④图中G________,F是__________,J是_____________⑤图中的H表示_______，I表示________，H为I提供__________光H2OBACDE+PiFGCO2JHIＯ2水[H]基质暗反应作还原剂，还原C3ATP光能光反应[H]和ATP色素C5化合物C3化合物糖类暗反应影响光合作用强度的因素？内因：外因：光（强度、光质、光照时间）CO2浓度温度矿质元素水分酶的活性色素的种类，含量叶面指数（疏密）光合作用原理的应用光合作用原理的应用探究光照强弱对光合作用强度的影响1.用打孔器打出小圆形叶片30片2.抽出叶片内的气体3.黑暗处盛有清水的三只烧杯中分别放入10片小圆形叶片待用。（叶片因为细胞间隙充满了水，沉到了水底）4.强、中、弱三种光照处理。5.观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量。光合作用原理的应用探究光照强弱对光合作用强度的影响1.怎样控制自变量？调节台灯与实验装置间的距离来控制光照强弱。2.白炽灯和LED灯，你会选用哪种台灯？为什么？选用LED灯，避免温度不同对实验结果造成影响。3.因变量要如何检测？观察同一时间段内小圆形叶片浮起的数量。——能够利用体外环境中的某些