高中生物-光能的捕获和利用教学课件设计

第三节光合作用【知识回顾】细胞中的能源物质直接能源物质——ATP主要能源物质——重要储能物质——糖类脂肪这些物质中的能量最终都是来自太阳能

植物通过叶绿体捕获和利用太阳光能，把二氧化碳和水合成有机物，将光能转化为化学能贮存在葡萄糖等有机物中，并释放氧气，这个过程就是光合作用。一、光合作用的概念结论：建造植物体的原料是水。开始时5年后实验前后的差值柳树的质量2.3kg76.7kg干土的质量90.8kg90.743kg+74.4kg－0.057kg资料1：1642年海尔蒙特的实验二、光合作用的发现思考：结论是否合理？不合理。忽略了空气、矿物质等。结论：植物可以更新空气思考：普利斯特利的实验有时成功，有时失败，为什么？二、光合作用的发现资料2：1771年普里斯特利的实验忽略了光的作用，光照时成功，黑暗时失败。结论：只有在阳光照射下绿叶才能更新污浊的空气。二、光合作用的发现资料3：1779年英格豪斯的实验1785年，空气组成的发现绿叶在光下吸收CO2，放出O2氧气

既然绿叶只有在光照下才能更新空气，那么在光合作用的过程中，植物吸收的光能哪里去了呢？

1845年，德国科学家梅耶根据能量转化与守恒定律，明确指出：植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。光能转换成化学能以后，储存于什么物质中呢？也就是说，植物在吸收水分和二氧化碳、释放氧气的过程中，还产生了什么物质呢？这一问题迟迟未能解决。二、光合作用的发现资料4:一半曝光，一半遮光在暗处放置几小的叶片暗处理光照酒精脱色碘蒸汽处理选一片叶，一半遮光，一半曝光取下叶片取出叶片二、光合作用的发现资料5：1864年萨克斯的实验资料5：1864年萨克斯的实验淀粉是光合作用的产物。结论二、光合作用的发现思考：为什么要进行一昼夜的暗处理？耗尽原有淀粉对照

叶片一半曝光一半遮光的目的是什么？黑暗中

极细光束光照下二、光合作用的发现资料6：1880年恩吉尔曼的实验一、光合作用的早期研究一、光合作用的早期研究思考：1恩吉尔曼选用水绵做实验材料有什么好处？3该实验的设计有哪些巧妙之处？结论：氧气是叶绿体在有光的条件下释放出来的。叶绿体是光合作用的场所2该实验能得出什么结论？叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；藻体由一列细胞组成，不需切片，可直接观察实验材料的选择；“没有氧气的黑暗环境”，排除氧气和光的干扰；用极细的光束照射，叶绿体上可分为光照多和光照少的部分，相当于一组对照实验；临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果。二、光合作用的发现资料7：1941年鲁宾和卡门的实验同位素标记法同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。用同位素标记的化合物，化学性质不会改变。科学家通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清楚化学反应的详细过程。这种方法叫做同位素标记法。第一组光合作用产生的O2来自于H2O。H218OCO2H2OC18O2第二组18O2O2结论二、光合作用的发现资料7：1941年鲁宾和卡门的实验资料8：20世纪40年代卡尔文用14C标记的14CO2，供小球藻进行光合作用，然后追踪检测其放射性，最终探明了CO2中的C在光合作用中转化成有机物中的C的途径，这一途径称为卡尔文循环。二、光合作用的发现2000多年前亚里士多德植物的物质积累来源于土壤1642年海尔蒙特构建植物的原料是水1771年普里斯特利植物能更新空气1779年英格豪斯植物叶片在光下更新空气

1785年空气成分的发现植物叶片在光下吸收CO2，放出O2

19世纪能量守恒定律的提出1845年梅耶植物将光能转化成化学能1864年萨克斯光合作用产生淀粉(糖类)1880年恩格尔曼光合作用的场所在叶绿体1941年鲁宾和卡门

光合作用产生的O2来自水20世纪40年代卡尔文光合作用中碳的转化途径

分析人类对光合作用的探究历程，你有哪些感悟？想一想三、光合作用的场所1.下列标号各代表：

①

②

③

④

⑤2.在④上分布有光合作用所需的

和

，在⑤中也分布有光合作用所需的

。

叶绿体基质酶?

外膜内膜类囊体基粒色素

酶

叶绿体亚显微结构模式图①②④.③⑤类胡萝卜素叶绿素胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b(占1/4)(占3/4)（橙黄色）（黄色）（蓝绿色）（黄绿色）叶绿体中的色素吸收、传递、转化光能叶绿体中色素的作用：四种色素对光的吸收有什么差别吗？

恩吉尔曼在证明光合作用放氧部位是叶绿体后，紧接着又做了一个实验：他用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，惊奇地发现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝光区域。从这一实验你能得出什么结论？

叶绿体主要吸收红光和蓝光用于光合作用叶绿体中的色素提取液四种色素对光的吸收叶绿素主要吸收___________蓝紫光蓝紫光、红光类胡萝卜素主要吸收________学科交叉：光是一种电磁波。可见光的波长范围大约是390~760nm。不同波长的光，颜色不同。波长小于390nm的光是紫外光；波长大于760nm的光是红外光。一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光。思考：为提高温室大棚蔬菜的产量，棚顶所用的玻璃或塑料薄膜最好选用哪种颜色？无色透明为什么秋天树叶会变黄？

【拓展】海洋中的藻类植物，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布依次是浅、中、深，这与光能的捕获有关吗？

不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光，即红藻反射出红光，褐藻反射出黄光，绿藻反射出绿光。到达深水层的光是相对富含短波长的光，所以吸收红光和蓝色光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水的深层。1.下图是利用小球藻进行光合作用时的实验示意图，图中A物质和B物质的相对分子质量比是（）A．1∶2 B．2∶1 C．8∶9 D．9∶8C练一练练一练2.在下面几个著名的实验中，相关叙述不正确的是（）A普里斯特利的实验证明了植物可以更新空气B萨克斯的实验也可证明光是光合作用的必要条件C恩吉尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量D鲁宾和卡门的实验中，用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用产生的氧气来自于H2O而不是CO2Ｃ

3.德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处数小时“饥饿”处理后，再把叶片的一部分遮光，其它部分曝光。一段时间后，经脱色、漂洗再用碘蒸汽处理，结果遮光部分不变蓝，曝光部分变蓝。下列有关实验的分析及结论合理的是（）

①本实验未设对照组

②有无光照是遮光和曝光区域显现不同结果的唯一原因

③实验初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态

④实验证明叶绿体利用光能将CO2转变成了淀粉

A．只有②③

B．只有①②③

C．只有②③④

D．①～④全部练一练A练一练4.下列关于叶绿体的叙述中，正确的是（）A植物细胞均含有叶绿体B叶绿体基质、线粒体基质和细胞质基质的功能和所含化合物均相同C叶绿体中所含色素分布在叶绿体类囊体和基质中D叶绿体中含有少量DNA和