课件光合作用.ppt

第一节光合作用 北师大版 制作人 陈观太 授课对象 初一 你知道吗 什么叫光合作用 原料 产物 条件是什么 进行的场所在哪里 叶有哪些结构特点与光合作用相适应 光合作用 六 光合作用原理的应用 合理密植 间作套种 五 叶片与光合作用 叶片的结构 叶片与光合作用相适应的结构特点 四 光合作用的意义 绿色工厂 巨大的能量转换站 天然的空气净化器 三 光合作用的实质 物质变化 能量转化 二 探究光合作用 光合作用的产物 淀粉和氧气 光合作用的原料 二氧化碳和水 光合作用的条件 光 叶绿素 光合作用的场所 叶绿体 一 光合作用的发现史 讨论分析科学家们研究光合作用的过程 一 光合作用的发现史程序练习题一 海尔蒙特实验 的重温与质疑第一次进行光合作用的实验是哪一年 由谁进行的 此实验的主要方法是什么 要说明什么观点 根据实验推导得出植物生长的主要营养来源是什么 海尔蒙特实验结论完全正确吗 还应考虑影响植物生长的其它因素吗 资料提供 观看海尔蒙特的实验过程图并作说明 程序练习题二 普利斯特利实验 的回顾与反思第一个证实空气与植物生长有关的人是谁 在什么时候提出的 这个实验是建立在两组什么实验的基础上 改变变量设计对照实验 能说明什么问题 以蜡烛为变量进行实验 有如此实验现象 密封玻璃罩内没有蜡烛的植物很快死亡 有蜡烛的植物正常生长 这说明了什么问题 能否考虑还可以设计其他变量进行实验 资料提供 有关普利斯特利的实验过程的教学资料 1 蜡烛易熄灭 小白鼠易窒息而死 2 蜡烛不容易熄灭 3 小白鼠不易窒息而死 1 程序练习题三 英格豪斯实验荷兰英格豪斯实验得出了什么结论 英格豪斯实验结果说明光合作用的条件是什么 资料提供 提供有关英格豪斯实验的教学材料 引导学生进行金鱼藻光合作用的实验 极细光束 黑暗中 光照下 为什么好氧细菌集中在叶绿体所有受光部位的周围 程序练习题四 萨克斯实验 的探究与鉴定 观看萨克斯的实验 可得出什么结论 为什么把绿叶放在暗处数小时 由光合作用的发现过程这些实验 你知道光合作用的原料 产物 条件是什么 进行的场所在哪里 能否概括出 文字表述 光合作用的概念并用反应式表示出来 由光合作用的发现过程这六个实验 你知道探究学习的基本过程包括哪些步骤吗 通过光合作用六个实验串联生物发展史 你有什么收获呢 利用光合作用 能否优化空气成分 延缓地球变暖 是否有一天 人类能够通过模拟光合作用 直接从工厂里获取食物 光合作用的探究历程中 有多位科学家获得了诺贝尔奖 请说明他们分别研究了哪些课题 程序练习题五 光合作用 photosynthesis 是绿色植物吸收阳光的能量 同化和水 制造有机物并释放氧的过程 这一个看似简单的光合反应过程 却是科学家经过几个世纪的不懈研究才得到的 最早研究光合作用可以追蒴到1648年比利时的科学家范 海尔蒙特首次探究植物生长所需要的养料 后来 1771年英国的普利斯特莱通过研究得知植物生长需要吸收CO2和释放O2 1779年荷兰的科学家扬 英根豪斯证明植物需要阳光才能制造O2 1864年德国植物生理学家萨克斯通过实验证明淀粉是光合作用的产物 1940年鲁宾和卡门证明了光合作用释放的O2来自水 糖类中的氢也是来自水 虽然至此 光合作用似乎已经清楚 而实际上光合作用是一个极其复杂的过程 光合作用被诺贝尔奖基金委员会称是 地球上最重要的化学反应 它是地球上一切生命生存和发展的基础 到目前为止 共有8次诺贝尔奖的桂冠被从事光合作用研究的科学家所摘取 1 因研究叶绿素而获奖第一位是德国科学家威尔施泰特 通过研究指出叶绿素是一种由叶绿醇和含镁的叶绿酸所形成的酯 威尔施泰特因对植物色素的研究 特别是在叶绿素化学结构研究中所作的创造性贡献而荣获1915年诺贝尔奖 第二位是德国科学家费歇尔尔 他比较系统地研究了卟啉类化合物 其中包括叶绿素和铁血红素 后经费歇尔修订的叶绿素分子结构一直沿用至今 1930年 费歇尔因研究血液和植物叶子的色素并制造成人造血红素而获得诺贝尔奖 第三位是美国科学家伍德沃德 他于1960年合成了叶绿素 他在天然有机化合物包括叶绿素的合成中所取得的成就受到世界科学家们的推崇 因此 他获得了1965年度诺贝尔奖 2 因研究类有萝卜素而获奖瑞士科学家卡勒因研究类胡萝卜素等物质的化学结构于1937年获得诺贝尔奖 虽然他不是直接针对类胡萝卜素作为光合作用的天线色素而研究 但是他的研究结果对研究类胡萝卜素的这一天线色素的光合特性具有重要作用 3 因发现卡尔文循环而获奖早在20世纪40年代后期 美国科学家卡尔文领导的研究小组历经10年通过同位素示踪法研究发现 在暗反应中 CO2首先与1分子5碳糖 1 5一二磷酸核酮糖 反应 5碳糖因此被称为CO2的受体 反应的结果是生成2个分子的含有3个碳原子的3碳化合物 3碳化合物经过一系列反应后又可生成二磷酸核酮糖而重新作为CO2的受体 这条周而复始地同化CO2的途径后来就被称之为卡尔文循环 卡尔文也因 确立植物吸收二氧化碳时所涉及的化学反应顺序 于1961年获诺贝尔奖 4 因研究ATP而获奖英国生物化学家米切尔通过仔细研究 提出了 化学渗透学说 认为由酶 辅酶等组成的膜具有传递电子 质子的功能 从而造成膜两边的电位差和质子浓度差 使电子和质子可以渗透过膜 推动了ATP的生成 米切尔因此于1978年获得诺贝尔奖 美国科家博耶 英国科学家沃克和丹麦生物物理学家斯科是ATP合成酶的研究者 通过ATP的合成与分解 营养物质中的能量就转移到各种需能反应中 满足生物体各种生理 生命活动的需要 三人因此于1997年获得诺贝尔奖 5 因研究光合作用反应中心而后获奖德国科学家戴森霍弗 胡贝尔 米歇尔3位科学家测定出了光合作用反应中心膜蛋白一色素的三维空间结构 揭示出电子和能量的传递作用 这一成就在光合作用的研究中迈出了关键一步 他们因此共同获得了1988年度诺贝尔奖 光合作用机理的研究虽然取得了很多突破 但是还有许多问题尚不清楚 因此 光合作用的研究还有许多工作要做 参考资料 水 空气 二氧化碳 氧气 水 淀粉 光合作用的概念 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着能量的有机物 并且释放出氧气的过程 叶绿体 光 二氧化碳 CO2 水 H2O 有机物 储存能量 氧气 小结 色素 叶绿体中 酶 二 探究光合作用1 光合作用的产物 淀粉和氧气 实验一 验证绿叶在光下合成淀粉 方法步骤 取材 暗处理 两面遮盖部分叶片 光照 酒精脱色 清水漂洗 滴加碘液 清水冲洗 分析推导 为什么先将天竺葵放到暗处一昼夜 酒精为什么隔水加热 酒精在这里有什么作用 加热酒精和叶片发生了什么变化 滴碘液 一分钟后 用清水冲去 叶片颜色发生什么变化 什么物质遇碘液变蓝色 这样变化说明什么 可见 光合作用产物是什么 光合作用需要什么条件 光合作用为什么需要光 结果 见光部分叶片为蓝色 遮光见光部分叶片不变蓝 结论 绿叶在光下制造淀粉 淀粉运走耗尽 恒温安全 酒精易挥发易燃 溶解叶绿素 酒精沸腾 由无色变为绿色 叶片绿色渐减退 遮光部分仍是黄白色 没遮光部分呈蓝色 淀粉 淀粉 说明叶片见光部分有淀粉产生 没有见光部分则不产生淀粉 光 是为光合作用提供能量 实验二 检验光合作用释放氧气 方法步骤 金鱼藻被光照 收集气体 验证气体性质分析推导 玻璃漏斗中往上冒的气体从何而来 收集到的气体能将快熄灭的木条复燃 这是什么气体性质 结果 试管顶部的气体能使带火星木条复燃 结论 绿叶在光下放出氧气 金鱼藻放出 氧气 2 光合作用的原料 二氧化碳和水 实验三 检验光合作用吸收二氧化碳 对照实验 实验步骤 将图所示的装置暗处2 3d 甲培养皿盛氢氧化钠 乙培养皿盛清水 将图所示的装置移到光下照射2h 在两枝条上各摘取一片叶 分别酒精脱色 滴碘液 检验是否有淀粉 分析推导 甲装置的氢氧化钠有什么作用 甲乙两套装置的空间内 空气成分发生什么变化 甲乙两套装置中的叶片呈出不同的颜色说明了什么问题 由此得出怎样的结论 结果 甲皿中的叶片用碘液处理后不变色 乙皿中的叶片用碘液处理后变成蓝色 结论 光合作用需要二氧化碳和水 吸收二氧化碳 甲套装置不含有二氧化碳 乙套装置含有二氧化碳 甲装置叶片不产生淀粉 乙装置叶片产生淀粉 二氧化碳和水是光合作用的原料 3 光合作用的条件 光 叶绿素等色素 酶 验证绿叶在光下合成淀粉 的实验既验证了绿叶在光下合成淀粉 又说明光是光合作用的条件 4 光合作用的场所 叶绿体 实验四 验证植物进行光合作需要叶绿素 在叶绿体中 实验步骤 摘取斑叶植物一片叶 隔水加热 酒精脱色 叶呈黄白色时 清水漂洗 滴加碘液 清水冲洗 去碘液 观察叶片颜色 记录下面表格中 分析推导 银边翠或银边天竺葵叶片边缘为什么呈现白色 经过酒精脱色和碘液处理后 叶片颜色变化怎样 这说明什么 现象 斑叶植物叶片的绿色部分呈蓝色 白色部分不变色 结论 植物光合作用需要叶绿素 不含有叶绿素 叶片的绿色部分变蓝了 白色部分没有变蓝 这说明只有存在叶绿体的部位才能进行光合作用 三 光合作用的实质 物质变化 把简单 转变成复杂的 放出氧气能量转化 把 转化为储存在有机物中的 无机物 有机物 光能 化能量 四 光合作用的意义 绿色工厂 植物自身营养物质 动物 人的食物及工业原料来源 巨大的能量转换站 植物 动物和人体生命活动的能量来源 天然的空气净化器 人类和其他生物的呼吸及各种燃料的燃烧所需氧气的来源 维持大气中的氧气和二氧化碳的含量相对稳定 五 叶片与光合作用 实验 观察叶片的结构 方法步骤 1 制作叶片的临时切片 叶的徒手切片制作过程见课文P77 将新鲜叶片平放到载玻片上 右手捏紧并排的两个刀片 或用胶布困定在一起 横向迅速切割叶片 把刀片夹缝中的薄片放入水中 选用最薄的一片制成临时切片 2 观察叶片的结构 表皮 叶肉和叶脉 3 观察叶片的下表皮 气孔实验 气孔的开闭原理 双子叶植物的气孔由两个半月形的保卫细胞构成的 单子叶植物保卫细胞呈哑铃形 由于保卫细胞的细胞壁内侧较厚而硬 外侧较薄而软 当保卫细胞吸水膨胀时 较薄的外壁就会伸长 细胞向外弯曲 于是气孔就张开 当保卫细胞失水时 较厚的内壁被拉直 气孔就关闭了 上表皮 栅栏组织 海绵组织 叶脉 下表皮 气孔 如 2005全国卷 植物叶片表皮上分布有大量的气孔 气孔结构如图所示 当组成气孔的细胞 保卫细胞 吸水后 会膨胀变形 气孔关闭 请以放置一小段时间的菠菜为研究材料设计一个实验 证明气孔具有开启和关闭的功能 要求写出实验材料与主要用具 实验步骤 预测实验结果并作出解释 1 实验材料与用具 2 实验步骤 3 预测实验结果并作出解释 答案 1 菠菜 清水 浓盐水 盖玻片 载玻片 显微镜 吸水纸 滴管 镊子等 2 取菠菜叶 用镊子剥去表皮 在载玻片上滴一滴清水 将表皮放入清水中 盖上盖玻片 制成临时装片 将临时装片放在显微镜载物台上 先在低倍镜下找到气孔 移动到视野中央 再换高倍镜进行观察 记录观察到的气孔状态 在盖玻片的一侧滴上浓盐水 在另一侧用吸水纸吸取盖玻片下的液体 反复做几次 继续观察气孔的变化 并做记录 3 在清水中气孔应开启 因为当细胞液浓度大于细胞外液浓度时 保卫细胞吸水膨胀变形 气孔开启 在浓盐水中气孔应关闭 因为当细胞液浓度小于细胞外液浓度时 保卫细胞失水收缩 气孔关闭 分析推导 观察叶片结构为什么要制作很薄的临时切片 叶片正面和反面颜色有没有差别 叶片表皮有什么特点 保卫细胞的细胞壁有什么特点 为什么叶肉细胞是绿色的呢 叶绿素在什么情况下才能形成 栅栏组织和海绵组织哪种组织含叶绿体多一些 为什么叶片正面颜色深些 叶脉有什么特点 便于染色和观察叶片内部结构 正面颜色深 反面颜色浅 叶表皮细胞无色透明 不含叶绿体 保卫细胞含叶绿体 上表皮气孔比下表皮少 水生植物例外 利于减少水分散失 保卫细胞控制气孔开闭 当保卫细胞吸水膨胀时 气孔张开 细胞壁内侧较厚而硬 外侧较薄而软 叶肉细胞中有许多绿色颗粒叶绿体 在光下 如夏天青蒜 冬天蒜黄 叶片两面受光情况不同 两面的内部结构也不同 栅栏组织接近上表皮 叶绿体多些 海绵组织接近下表皮 叶绿体少 叶片正面颜色就深些 栅栏组织 横断面是圆形的 叶脉中的细胞形状和大小都不同 列表归纳叶片的结构 讨论 叶片与光合作用相适应的结构特点有哪些 见P82思考与练习二 1 2 1 表皮细胞排列紧密 外壁有易透光不易透水的角质层 从而起到保护作用 表皮细胞无色透明 从而有利于光线透过 表皮上有气孔和保卫细胞 从而使叶肉细胞与外界环境能进行气体交换 2 叶肉细胞里含有许多叶绿体 海绵组织细胞排列疏松 利于二氧化碳在叶内自由移动 因而使绿叶能进行光合作用 制造有机物 3 叶脉支持着叶片 有利于叶片充分得到光照 叶脉里有输导组织 是运输光合作用原料和产物的通道 可见 叶片的结构与功能是相适应的 六 光合作用原理的应用 讨论 农业生产上太阳能平均利用年仅0 5 左右 高产田为2 3 为充分利用光能 应采取哪些措施 答 延