人教版教学课件云南省弥勒县庆来中学20112012高一生物5.3.2植物有效成分的提取及光合作用(课件)幻灯片

1、 一、考试要求一、考试要求 1.1.说出绿叶中色素的种类和作用；说出叶绿体的结说出绿叶中色素的种类和作用；说出叶绿体的结 构和功能。构和功能。 2.2.说明光合作用以及对它的认识过程；说出光合作说明光合作用以及对它的认识过程；说出光合作 用原理的应用。用原理的应用。 3.3.尝试探究影响光合作用强度的环境因素。尝试探究影响光合作用强度的环境因素。 4. 4. 简述化能合成作用。简述化能合成作用。 5. 5. 了解提取植物芳香油的基本原理，研究从生物了解提取植物芳香油的基本原理，研究从生物 材料中提取特定成分的方法，初步学会某些植物芳香油材料中提取特定成分的方法，初步学会某些植物芳香油 的提取技

2、术。的提取技术。 6. 6. 了解有关胡萝卜素的基础知识和提取胡萝卜素了解有关胡萝卜素的基础知识和提取胡萝卜素 的基本原理，初步学会胡萝卜素的提取技术和纸层析的的基本原理，初步学会胡萝卜素的提取技术和纸层析的 操作方法，并初步了解有机溶剂的相关知识。操作方法，并初步了解有机溶剂的相关知识。 二、知识整理二、知识整理 1 1光合作用的概念光合作用的概念 光合作用是绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧光合作用是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。过程。 2.2.绿叶中的色素提取绿叶中的色素

3、提取 a.原理原理：各种色素能溶解城有机溶剂中形成溶液，：各种色素能溶解城有机溶剂中形成溶液， 使色素从生物组织中脱离出来；各种色素都能溶解在层使色素从生物组织中脱离出来；各种色素都能溶解在层 析液中，但在层析液中的溶解度不同：溶解度大的色素析液中，但在层析液中的溶解度不同：溶解度大的色素 分子随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，因而不同分子随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，因而不同 色素可以在滤纸上扩散而分开，各种色素分子在滤纸上色素可以在滤纸上扩散而分开，各种色素分子在滤纸上 形成不同的色素带。形成不同的色素带。 b.实验流程：实验流程： 实验成功的关键实验成功的关键: 叶片要新的新鲜、

4、颜色要深绿，含有较多的色素。叶片要新的新鲜、颜色要深绿，含有较多的色素。 研磨要充分迅速。研磨要充分迅速。 滤液细线不仅要求细、直，而且要求含有较多的色素，滤液细线不仅要求细、直，而且要求含有较多的色素， 所以要求待滤液干后再画所以要求待滤液干后再画1-2次。次。 滤纸条上的滤液细线触及层析液，否则滤纸上的色素滤纸条上的滤液细线触及层析液，否则滤纸上的色素 会溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带。会溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带。 3.从绿叶中提取的四种色素对光的吸收特点从绿叶中提取的四种色素对光的吸收特点 根据叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱可知：根据叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱可知： 叶

5、绿素叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b b主要吸收蓝紫光和红光；主要吸收蓝紫光和红光； 胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。 这些色素吸收的光都可用于光合作用。叶绿这些色素吸收的光都可用于光合作用。叶绿 素对绿光吸收的最少，绿光被反射出来，所素对绿光吸收的最少，绿光被反射出来，所 以叶片呈绿色。以叶片呈绿色。 4.捕获光能的色素在细胞中存在的部位捕获光能的色素在细胞中存在的部位 1865年，德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光年，德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光 合作用中的功能时发现叶绿素分布在细胞中一个个合作用中的功能时发现叶绿素分布在细胞中一个个 更小的结构更小的结构

6、(叶绿体叶绿体) 中。中。 叶绿体在光镜下一般呈扁平的椭球形或球形；叶绿体在光镜下一般呈扁平的椭球形或球形； 电子显微镜下：外有双层膜电子显微镜下：外有双层膜 ，内有许多，内有许多 基粒，基粒基粒，基粒 与基粒之间充满了基质。每个基粒都是由一个个圆与基粒之间充满了基质。每个基粒都是由一个个圆 饼状的囊状结构饼状的囊状结构(类囊体类囊体)堆叠而成。吸收光能的四种堆叠而成。吸收光能的四种 色素就分布在类囊体的薄膜上。色素就分布在类囊体的薄膜上。 叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大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色素分子，还有许膜表面上不仅分布着许多吸收光

7、色素分子，还有许 多进行光合作用所必需的酶。多进行光合作用所必需的酶。 5.光合作用的发现历程光合作用的发现历程 1771年英国科学家普利期特利用实验证实了：植物可以更新因蜡烛燃年英国科学家普利期特利用实验证实了：植物可以更新因蜡烛燃 烧或动物呼吸而变得污浊的空气。烧或动物呼吸而变得污浊的空气。 1779年，荷兰科学家英格毫斯证明了：阳光和绿叶在更新空气中不可缺少年，荷兰科学家英格毫斯证明了：阳光和绿叶在更新空气中不可缺少 1861年，德国的萨克期的实验证实了：光合作用的产物除氧气外还有淀粉。年，德国的萨克期的实验证实了：光合作用的产物除氧气外还有淀粉。 1939年，美国的鲁宾和卡门利用同位素

8、标记法证明了：光合作用释放年，美国的鲁宾和卡门利用同位素标记法证明了：光合作用释放 的氧气来自于水的氧气来自于水 20世纪世纪40年代，美国的卡尔文，利用同位素示踪技术最终探明了：二氧年代，美国的卡尔文，利用同位素示踪技术最终探明了：二氧 化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中 途径，这一途径称为卡尔文循途径，这一途径称为卡尔文循 环。环。 6.6.光合作用的两个阶段区别与联系光合作用的两个阶段区别与联系 7.环境因素对光合作用强度的影响环境因素对光合作用强度的影响 1.影响因素：空气中二氧化碳的浓度、土壤中影响因素：空气中二氧化碳的浓度、土壤中 水分的多少、

9、光照时间的长短与强弱、光的成分以水分的多少、光照时间的长短与强弱、光的成分以 及温度的高低等。及温度的高低等。 2、光合作用强度的表示方法：单位时间内光合、光合作用强度的表示方法：单位时间内光合 作用产生糖的数量；单位时间内光合作用吸收二氧作用产生糖的数量；单位时间内光合作用吸收二氧 化碳的量；单位时间内光合作用放出氧气的量。化碳的量；单位时间内光合作用放出氧气的量。 光合作用强弱的判断：沉于水底的圆形小叶片，在光合作用强弱的判断：沉于水底的圆形小叶片，在 光照下，光合作用越强，产生的氧气越多，在水中浮起所光照下，光合作用越强，产生的氧气越多，在水中浮起所 用是时间也就越短。用是时间也就越短。

10、 制造不同的光照强度：用相同亮度的台灯，通过调制造不同的光照强度：用相同亮度的台灯，通过调 节灯与实验装置的距离来制造出相对的强、中、弱三种光节灯与实验装置的距离来制造出相对的强、中、弱三种光 照强度。照强度。 注意的问题：注意的问题：实验前，要使叶片内的气体逸出并实验前，要使叶片内的气体逸出并 进行黑暗处理，这是为了使细胞间隙进行黑暗处理，这是为了使细胞间隙 水，使叶片都沉入水，使叶片都沉入 水底。水底。 各烧杯都倒入富含二氧化碳的清水，是因为二各烧杯都倒入富含二氧化碳的清水，是因为二 氧化碳是光合作用进行的原料。氧化碳是光合作用进行的原料。 实验时，各烧杯都应置于适宜的温度条件下。实验时，

11、各烧杯都应置于适宜的温度条件下。 3. 3. 实验探究：光照强弱对光合作用的影响实验探究：光照强弱对光合作用的影响 8.光合作用与化能合成作用光合作用与化能合成作用 不同点：不同点： 能量能量 的来源不同：光合作用的能量来源是光能；的来源不同：光合作用的能量来源是光能； 化能合成化能合成 能量来源是幼苗体外某些无机物氧化时所能量来源是幼苗体外某些无机物氧化时所 释放的化学能。释放的化学能。 生物类群不同：进行光合作用的生物类群主要是生物类群不同：进行光合作用的生物类群主要是 绿色植物，还有某些微生物；进行化能合成作用的绿色植物，还有某些微生物；进行化能合成作用的 生物类群主要是某些细菌。生物类

12、群主要是某些细菌。 相同点：相同点： 都能将二氧化碳和水合成储存有能量的有机物。都能将二氧化碳和水合成储存有能量的有机物。 9.9.植物芳香油的提取植物芳香油的提取 (1)来源：来源：主要来自于植物。主要来自于植物。 (2) 提取方法：提取方法：蒸馏蒸馏(适用于提取玫瑰油、薄荷适用于提取玫瑰油、薄荷 油等挥发性强的芳香油油等挥发性强的芳香油)、压榨、压榨(适用于柑橘、柠檬等易焦适用于柑橘、柠檬等易焦 糊原料的提取糊原料的提取)和萃取和萃取(适用范围广，要求原料的颗粒要尽适用范围广，要求原料的颗粒要尽 可能细小，能充分浸泡在有机溶液中可能细小，能充分浸泡在有机溶液中) (3)原理：原理：水蒸气蒸

13、馏是利用水蒸气将挥发性强水蒸气蒸馏是利用水蒸气将挥发性强 的芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后，混合物又的芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后，混合物又 重新分出油层和水层。重新分出油层和水层。 压榨法是通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油。压榨法是通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油。 萃取是使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂后就萃取是使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂后就 可获得芳香油。可获得芳香油。 (3) 利用水蒸气蒸馏如何将玫瑰精油提取出来？利用水蒸气蒸馏如何将玫瑰精油提取出来？ 加入氯化钠 加入无水硫酸钠 过滤 提取流程：鲜玫瑰花提取流程：鲜玫瑰花+ +清水清水水蒸汽蒸馏水蒸汽蒸

14、馏油水混合物油水混合物 分离油层分离油层 除水除水 玫瑰油玫瑰油 注意：蒸馏温度的高低、时间的长短等因素注意：蒸馏温度的高低、时间的长短等因素 会影响产物的品质。会影响产物的品质。 (4)用压榨法提取橘皮精油的流程是怎样的？用压榨法提取橘皮精油的流程是怎样的？ 石灰水浸泡石灰水浸泡漂洗漂洗压榨压榨过滤过滤静置静置再次过再次过 滤滤橘皮油橘皮油 注意：注意：石灰水在提取过程中使用的目的：氢氧化石灰水在提取过程中使用的目的：氢氧化 钙溶液的俗名是石灰水，钙溶液的俗名是石灰水，pH为为12，强碱性，能够破，强碱性，能够破 坏细胞结构，分解果胶，防止橘皮压榨时滑脱，提高坏细胞结构，分解果胶，防止橘皮压

15、榨时滑脱，提高 出油率。出油率。 10.10.胡萝卜素的提取胡萝卜素的提取 a.工业生产中工业生产中-胡萝卜素的方法有哪几种？胡萝卜素的方法有哪几种？ 从植物中提取；从大面积养殖的岩藻中提从植物中提取；从大面积养殖的岩藻中提 取；利用微生物的发酵生产。取；利用微生物的发酵生产。 b.原理和萃取剂的选择：原理和萃取剂的选择： 根据胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点，可以考虑有根据胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点，可以考虑有 机溶剂萃取的方法。机溶剂萃取的方法。 有机溶剂分为水溶性和水不溶性两种。乙醇和有机溶剂分为水溶性和水不溶性两种。乙醇和 丙酮能够与水混溶，是水溶性有机溶剂；石油醚、丙酮能够与水混溶，是

16、水溶性有机溶剂；石油醚、 乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳等不能与水混溶，乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳等不能与水混溶， 称为水不溶性有机溶剂。称为水不溶性有机溶剂。 萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有很高的溶点，萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有很高的溶点， 能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水溶。最佳萃取能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水溶。最佳萃取 剂为石油醚。剂为石油醚。 c.提取胡萝卜素的实验流程：提取胡萝卜素的实验流程： 胡萝卜胡萝卜粉碎粉碎干燥干燥萃取萃取过滤过滤浓缩浓缩胡萝卜素胡萝卜素 注意：萃取过程应避免明火加热，要采用水浴加热，以注意：萃取过程应避免明火加热，要采用水浴加热，以 免引起有机溶剂

17、的燃烧；为防止有机溶剂的挥发，要在加热免引起有机溶剂的燃烧；为防止有机溶剂的挥发，要在加热 瓶口安装将信将疑回流装置。瓶口安装将信将疑回流装置。 d.通过纸层析对胡萝卜素粗品进行鉴定应注意什么？通过纸层析对胡萝卜素粗品进行鉴定应注意什么？ 层析时注意选择干净的滤纸，为了防止操作时对滤纸的层析时注意选择干净的滤纸，为了防止操作时对滤纸的 污染，应尽量避免用手直接接触滤纸，可以带手套进行操作。污染，应尽量避免用手直接接触滤纸，可以带手套进行操作。 点样时应注意点样斑点不能太大（直径应小于点样时应注意点样斑点不能太大（直径应小于0.5），如），如 果用吹风机吹干，温度不宜过高，否则斑点会变黄。将点好

18、果用吹风机吹干，温度不宜过高，否则斑点会变黄。将点好 样的滤纸卷成筒状，卷纸时注意滤纸两边不能相互接触，以样的滤纸卷成筒状，卷纸时注意滤纸两边不能相互接触，以 免因毛细管现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快，溶剂前沿免因毛细管现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快，溶剂前沿 不齐，影响结果。不齐，影响结果。 三、知识拓展三、知识拓展 1.1.影响光合作用的因素：影响光合作用的因素： (1)光照强度光照强度 曲线分析曲线分析 A点光照强度为点光照强度为0此时只进行细胞呼吸，释放的二氧化碳量可表示此时只进行细胞呼吸，释放的二氧化碳量可表示 此时细胞呼吸的强度。此时细胞呼吸的强度。AB段：随光照段：随光照 强

19、度增强，光合作用强度强度增强，光合作用强度 也逐渐增强，二氧化碳的释放量也逐渐减少，这是因为也逐渐增强，二氧化碳的释放量也逐渐减少，这是因为 细胞呼吸细胞呼吸 释放的二氧化碳有一部分用于光合作用，此时细胞呼吸强度大于释放的二氧化碳有一部分用于光合作用，此时细胞呼吸强度大于 光合作用强度。光合作用强度。B点细胞呼吸释放的二氧化碳全部用于光合作用点细胞呼吸释放的二氧化碳全部用于光合作用 ，即光合作用强度等于细胞呼吸强度。，即光合作用强度等于细胞呼吸强度。BC段：随光照强度不断段：随光照强度不断 加强，光合作用强度不断加强，到加强，光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强了。点以上不再加强了。 应用

20、：阴生植物的应用：阴生植物的B点前移，点前移，C点较低，如图中虚线所点较低，如图中虚线所 示。间作套种时作物的种类搭配，林带树种的配置等都示。间作套种时作物的种类搭配，林带树种的配置等都 是对这一原理的应用。是对这一原理的应用。 (2)绿叶面积绿叶面积 曲线分析曲线分析 OA段：随叶面积的不断增大段：随叶面积的不断增大 ，光合，光合 作用实际量不断增大。作用实际量不断增大。A点：为光合点：为光合 作用叶面积的饱和点。随叶面积的增作用叶面积的饱和点。随叶面积的增 大，光合作用不再增加，原因是叶片大，光合作用不再增加，原因是叶片 相互遮挡，影响对光的吸收。相互遮挡，影响对光的吸收。OB段段 ：表明

21、干物质量随叶面积增加而增加：表明干物质量随叶面积增加而增加 。BC段段 ：由于：由于A点以后光合作用不再点以后光合作用不再 增加，但叶片的呼吸量随叶面积的增增加，但叶片的呼吸量随叶面积的增 大而增加，所以干大而增加，所以干 物质积累量降低。物质积累量降低。 应用：适当间苗，合理密植，适当应用：适当间苗，合理密植，适当 修剪，避免徒长。修剪，避免徒长。 (3)(3)二氧化碳浓度二氧化碳浓度 曲线分析曲线分析 ABAB段段 ：在：在 一定浓度范围内，随二一定浓度范围内，随二 氧化碳浓度的增加，植物的光合速氧化碳浓度的增加，植物的光合速 率加快。率加快。A A点：表示进行光合作用所点：表示进行光合作

22、用所 需二氧化碳的最低浓度。需二氧化碳的最低浓度。B B点：表示点：表示 二氧化碳的饱和点，超过该浓度，二氧化碳的饱和点，超过该浓度， 光合速率不再增加。光合速率不再增加。 应用：对农田里的农作物应合理应用：对农田里的农作物应合理 密植，密植，“正其行，通其风；对温室正其行，通其风；对温室 作物来说，应增施农家肥料或使用作物来说，应增施农家肥料或使用 二氧化碳发生器。二氧化碳发生器。 (4)(4)温度温度 曲线分析曲线分析 光合作用是在多种酶的催化下进行的，温度直接影响酶的光合作用是在多种酶的催化下进行的，温度直接影响酶的 活性。活性。AB段：表示在一定温度范围之内，随温度的升高段：表示在一定

23、温度范围之内，随温度的升高 ，光合作用逐渐增强；，光合作用逐渐增强；B点表示光合作用的最适温度，此点表示光合作用的最适温度，此 时光合速率最高；时光合速率最高；BC段表示段表示 ，超过了光合作用的最适温，超过了光合作用的最适温 度，随温度的升高，光合作用强度逐渐下降。度，随温度的升高，光合作用强度逐渐下降。 应用：适时播种；温室栽培中要保持昼夜温差。应用：适时播种；温室栽培中要保持昼夜温差。 (5) (5)必需矿质元素供应对光合作用的影响必需矿质元素供应对光合作用的影响 影响：矿质元素直接或间接影响光合作用。一定影响：矿质元素直接或间接影响光合作用。一定 范围范围 内内N N、P P、K K等

24、矿质元素越多，光合速率越快。等矿质元素越多，光合速率越快。N N是构是构 成成 叶绿素、酶、叶绿素、酶、ATPATP等的元素；等的元素；P P是构成是构成ATPATP等的元素，等的元素， 参与叶绿体膜的构成；参与叶绿体膜的构成；MgMg是构成叶绿素的元素；是构成叶绿素的元素；K K影响糖影响糖 类的合成和运输。类的合成和运输。 应用：合理施肥。应用：合理施肥。 (6)(6)水对光合作用的影响水对光合作用的影响 影响：水尽管是光合作用的原料和化学反应的介影响：水尽管是光合作用的原料和化学反应的介 质，但是水对光合作用的影响在多数情况下是间接影响。质，但是水对光合作用的影响在多数情况下是间接影响。

25、 缺水导致气孔关闭，限制二氧化碳进入叶片；缺水引起缺水导致气孔关闭，限制二氧化碳进入叶片；缺水引起 叶片内淀粉水解加强，可溶性糖过多，光合产物输出缓叶片内淀粉水解加强，可溶性糖过多，光合产物输出缓 慢等。慢等。 应用：预防干旱，合理灌溉。应用：预防干旱，合理灌溉。 2.2.叶绿体处不同条件下，叶绿体处不同条件下，C3C3、C5C5、H H、ATPATP以以 及及(CH2O)(CH2O)合成量的动态变化合成量的动态变化 条件条件C C3 3C C5 5H H和和ATPATP(CH(CH2 2O)O)合成合成 量量 停止光照停止光照 COCO2 2供应不变供应不变 增加增加下降下降减少或没有减少或

26、没有减少或没有减少或没有 突然光照突然光照 COCO2 2供应不变供应不变 减少减少增加增加增加增加增加增加 光照不变光照不变 停止停止COCO2 2供应供应 减少减少 增加增加增加增加减少或没有减少或没有 光照不变光照不变 COCO2 2供应增加供应增加 增加增加减少减少减少减少增加增加 光照不变光照不变 COCO2 2供应不变供应不变 (CH(CH2 2O)O)运输受阻运输受阻 增加增加减少减少增加增加减少减少 四、高考真题四、高考真题 1.（2006年江苏，年江苏，2）光合作用包括光反应和暗反应）光合作用包括光反应和暗反应 两个阶段，下列参与暗反应必需的物质是两个阶段，下列参与暗反应必需

27、的物质是 ( ) AH2O、CO2、ADP BCO2、NADPH、ATP CH2O、CO2、ATPDNADPH、H2O、 ADP 思路解析思路解析本题考查的是暗反应过程需要的条件。光合作用根据是否需本题考查的是暗反应过程需要的条件。光合作用根据是否需 要光可分为光反应和暗反应两个阶段。暗反应需要光反应提供还原型要光可分为光反应和暗反应两个阶段。暗反应需要光反应提供还原型H （NADPH）和）和ATP。在。在ATP和一系列酶的催化作用下，和一系列酶的催化作用下，NADPH还原二还原二 氧化碳，同时形成贮存能量的有机物（主要是糖类）。氧化碳，同时形成贮存能量的有机物（主要是糖类）。 答案：答案：B

28、 2（2006年广东，年广东，42）材料）材料1：1642年，比利时科学家海尔蒙特进年，比利时科学家海尔蒙特进 行了一项著名的柳树实验。他在一个花盆里栽种了一棵行了一项著名的柳树实验。他在一个花盆里栽种了一棵2.3 kg的柳树。的柳树。 栽种前，花盆里的泥土经过高温烘烤干燥后称重为栽种前，花盆里的泥土经过高温烘烤干燥后称重为90.8 kg。以后的。以后的5年年 中，海尔蒙特除了只给柳树浇水外，没有在花盆里添加任何物质，每年中，海尔蒙特除了只给柳树浇水外，没有在花盆里添加任何物质，每年 秋天柳树的落叶也没有称重和计算：秋天柳树的落叶也没有称重和计算：5年后，他将柳树和泥土分开称重，年后，他将柳树

29、和泥土分开称重， 发现柳树的重量变成了发现柳树的重量变成了76.7 kg，泥土烘干后的重量为，泥土烘干后的重量为90.7 kg，比原来，比原来 只减少只减少0.1 kg。于是他得出结论：柳树获得的。于是他得出结论：柳树获得的74.4kg物质只是来源于水：物质只是来源于水： 材料材料2：科学家将一盆绿色植物放在不同波长的光下照射，然后测量：科学家将一盆绿色植物放在不同波长的光下照射，然后测量 该植物对不同光质的吸光率，结果列于下表：该植物对不同光质的吸光率，结果列于下表： (1)根据你所掌握的生物学知识，判根据你所掌握的生物学知识，判 断海尔蒙特的结论是否确切断海尔蒙特的结论是否确切?为什么为什么? (2)花盆内的泥土减少了花盆内的泥土减少了0.1 kg，其，其 原因是原因是 。 (3)请用上表数据在指定方格纸内绘请用上表数据在指定方格纸内绘 出植物叶片光吸收变化曲线，并分析出植物叶片光吸收变化曲线，并分析 得出结论。得出结论。 (4)CO2浓度对植物光合作用强度影浓度对植物光合作用强度影 响的规律如