5.4.1光合作用与能量转化 课件 高一上学期生物人教版必修1

讨论：1、靠人工光源生产蔬菜有什么好处？【问题探讨】（1）避免由于自然环境中光照强度不足导致光合作用低；（2）人工光源的强度和不同色光是可以调整的这些因素会影响植物光合作用的强度（生长），通过控制以便植物达到最佳生长状态。2、为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件？第4节光合作用与能量转化

——捕获光能的色素和结构白化苗由于不含绿色的色素，无法进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就会死亡捕获光能的色素和结构捕获光能与叶片中的色素有关实验：绿叶中色素的提取和分离阅读课本P98-99，思考以下问题：1、绿叶中色素的提取和分离的试剂和原理分别是什么？2、碳酸钙和二氧化硅的作用是什么？3、为什么滤纸条上的滤液细线不能触及层析液？4、分离后的色素有几种？【实验原理】提取：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇不同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的快，反之则慢纸层析法【实验材料】实验：绿叶中色素的提取和分离新鲜的绿叶（如菠菜的绿叶）色素含量高分离：（95%乙醇加入无水碳酸钠替代）实验：绿叶中色素的提取和分离【实验步骤】（一）提取色素称取5g绿叶，剪去主叶脉，剪碎，放入研钵中。向研钵中放少许二氧化硅（研磨充分）和碳酸钙（防止色素被破坏），再加入5~10mL无水乙醇（提取色素），迅速、充分地进行研磨将研磨液迅速倒入玻璃漏斗（漏斗基部放一块单层尼龙布）进行过滤。将滤液收集到试管中，及时用棉塞将试管口塞严。取材研磨过滤收集实验：绿叶中色素的提取和分离【实验步骤】（二）分离色素制备滤纸条画滤液细线分离色素将滤纸条一端剪去两角（防止边缘扩散过快，使扩散均匀），并在距这一端底部1cm处用铅笔画一条细的横线。用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线（细、直、齐），待滤液干后，再重画一到两次（防止色素太少，现象不明显）将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口或用培养皿盖小烧杯（层析液易挥发且有毒）注意：不能让滤液细线触及层析液。【实验结果】实验：绿叶中色素的提取和分离胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）最少，溶解度最大最多溶解度最小类胡萝卜素叶绿素（1/4）（3/4）溶解度越大，扩散的越快，离起点越远【问题】某同学在提取色素时，收集到的滤液绿色过浅，

试帮他分析一下可能的原因有哪些？(1)未加二氧化硅，研磨不充分；(2)未加碳酸钙，叶绿素被破坏；(3)一次加入大量的无水乙醇（提取液），色素被稀释；(4)菠菜叶不新鲜，叶绿素太少。色素的吸收光谱光谱黑色区域的光是被色素吸收了色素的吸收光谱叶绿素a和叶绿素b主要吸收：蓝紫光和红光蓝紫光胡萝卜素和叶黄素主要吸收：为什么植物叶片呈现绿色？因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片才呈现绿色。这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位呢？由类囊体堆叠形成增大膜面积叶绿体的结构结构①双层膜②基质③基粒在叶绿体内部的类囊体薄膜上，分布着许多吸收光能的_________。在__________上和

中，还有许多进行光合作用所需的酶。色素分子类囊体膜叶绿体基质叶绿体的功能恩格尔曼的实验（一）水绵＋需氧细菌没有空气黑暗中，用极细光束需氧细菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位全部曝光需氧细菌分布在叶绿体所有受光部位②实验结论：叶绿体是进行光合作用的场所，释放氧气①实验过程及现象叶绿体的功能恩格尔曼的实验（二）大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，释放氧气光三棱镜临时装片①实验过程用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，观察需氧细菌的分布。②实验现象③实验结论（1）叶绿体中只有叶绿素吸收的光能才能用于光合作用。（

）（2）叶绿体的类囊体上有巨大的膜面积，有利于充分吸收光能。（

）（3）植物叶片之所以呈现绿色，是因为叶片中的叶绿体吸收了绿光（

）下列关于高等植物细胞内色素的叙述，错误的是（

）A.所有植物细胞中都含有4种色素B.有些植物细胞的液泡中也含有色素C.叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收光能D.植物细胞内的光合色素主要包括叶绿素和类胡萝卜素第4节光合作用与能量转化

——光合作用的原理和应用一、光合作用的概念

光合作用是指绿色植物通过

，利用

，把

和

转化成储存着

的

，并且释放出

的过程。有机物氧气光合作用的反应式：叶绿体二氧化碳水光能能量糖类释放的氧气是来自原料中的水还是二氧化碳？（一）19世纪末，科学家认为光合作用中CO2中的O2会被释放出来，

C会与H2O结合形成甲醛，之后再形成糖。但是之后发现甲醛会毒害植物，并且甲醛不能通过光合作用转化为糖。CO2→

O2（二）希尔实验处理：给离体叶绿体悬浮液加入氧化剂，

有H2O但没有CO2，同时给予光照。结果：叶绿体有O2释放。H2O

O2水的光解光照希尔反应该实验是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水？实验思路：用同位素标记来研究物质的去路处理：用18O分别标记CO2和H2O，给予光照。结论：光合作用产生的O2

来自于H2O，不来自CO2（三）鲁宾和卡门实验O218O2（四）阿尔农实验水的光解同时会合成ATPADP+Pi+能量→ATP二、光合作用的过程光能ADP+PiATPH2OO2H+吸收光反应暗反应NADP+NADPH条件场所光反应①水的光解②ATP的合成光合色素类囊体薄膜H2O→O2+H++e-光酶NADP++H++e-→NADPH酶酶只用于暗反应光、光合色素、酶卡尔文14CO2（14CH2O）暗反应又叫卡尔文循环不直接依赖光C3是三碳化合物C5是五碳化合物

酶ATP、NADPH二、光合作用的过程光能C52C3ADP+PiATP(CH2O)CO2吸收固定还原光反应暗反应NADP+NADPH光能→ATP和NADPH活跃的化学能→有机物中稳定的化学能场所：暗反应：光合作用能量变化：①CO2的固定②C3的还原类囊体薄膜叶绿体基质CO2+C5→2C3酶2C3

（CH2O）+C5H2OO2H+叶绿体基质光反应阶段暗反应阶段反应场所所需条件物质变化能量转化联系光反应和暗反应的比较类囊体薄膜叶绿体基质光、色素、酶ATP、NADPH、酶水的光解；ATP的合成CO2的固定；C3的还原光能→ATP和NADPH中活跃的化学能NADPH、ATP中活跃的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能光反应为暗反应提供NADPH和ATP，暗反应为光反应提供NADP+、ADP和Pi相互影响，且两者都不能长期独立的进行外界条件改变对光合物质的影响外界条件改变NADPH、ATPC3C5（CH2O）CO2不变光照减弱光照增强光照不变CO2减少CO2增加（1）光合作用释放的氧气中的氧元素来自水（

）（2）光反应只能在光照条件下进行，暗反应只能在黑暗条件下进行（

）（3）影响光反应的因素不