人教版教学新疆库尔勒巴州石油一中高一生物能量之源光宇光合作用省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、 能量利用能量利用意义:为生物各种生命活动提供能量。意义:为生物各种生命活动提供能量。光能光能 光合作用光合作用 动物动物:(动物有机物)(动物有机物)热能热能(贮存于有机物中)(贮存于有机物中)直或间接直或间接 化学能化学能 细胞呼吸细胞呼吸 ATP生命活动生命活动化学能化学能植物:植物:细胞呼吸生物合成生物合成 吸收与分泌吸收与分泌 肌肉收缩肌肉收缩体温维持体温维持 神经传导神经传导第1页第第4节节 能量之源能量之源光与光合作用光与光合作用C第2页一、捕捉光能色素和结构 1、试验:绿叶中色素提取和分离 原理:叶绿体中色素能够溶解在无水乙醇中,能够用来提取色素。色素在层析液中溶解度不一样,在
2、滤纸上扩散速度有差异,能够 用来分离色素。第3页1、提取色素、提取色素:方法与步骤方法与步骤第4页制备滤纸条制备滤纸条第5页画滤液细线画滤液细线第6页分离色素分离色素第7页试验结果:试验结果:第8页叶绿素叶绿素a(蓝绿色蓝绿色)类胡萝卜素类胡萝卜素叶绿素叶绿素胡萝卜素(胡萝卜素(橙黄色橙黄色)叶黄素(叶黄素(黄色黄色)叶绿素叶绿素b(黄绿色黄绿色)1/43/4色素种类色素种类第9页绿叶中色素有绿叶中色素有4 4种,能够归纳为两类:种,能够归纳为两类:绿叶中色素绿叶中色素叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素(含量约(含量约3/4)(含量约(含量约1/4)叶绿素叶绿素a(蓝绿色)(蓝绿色)叶绿素叶绿素
3、b(黄绿色)(黄绿色)胡萝卜素(橙黄色)胡萝卜素(橙黄色)叶黄素(黄色)叶黄素(黄色)第10页思索思索:1.绿叶中色素是怎样被提取出来?又是怎样被分绿叶中色素是怎样被提取出来?又是怎样被分离开?离开?2.滤纸上滤液细线,为何不能触及层析液?滤纸上滤液细线,为何不能触及层析液?3.3.滤纸上色素由上到下次序是什么?每种色素颜滤纸上色素由上到下次序是什么?每种色素颜色是?色是?第11页试验过程注意事注意事项操作目标提提取取色色素素12345选取新取新鲜绿色叶片色叶片研磨研磨时加入加入10mL无水乙醇无水乙醇研磨研磨时加入少加入少许Sio2 CaCo3快速、充分研磨快速、充分研磨盛放盛放滤液小液小试
4、管管管口加棉塞管口加棉塞使使滤液中色素含量高液中色素含量高溶解叶片中色素溶解叶片中色素研磨充分和保研磨充分和保护叶叶绿素素预防溶防溶剂挥发并充分溶解色素并充分溶解色素预防溶防溶剂挥发和色素分子被氧化和色素分子被氧化第12页分分离离色色素素12345滤纸预先干燥先干燥处理理使使层析液在析液在滤纸条条上上扩散速度快散速度快滤纸条一端剪去两角条一端剪去两角预防防层析液在析液在滤纸条条边缘处扩散散过快快滤液液细线要直、要直、细、齐使分离色素使分离色素带平整、平整、不重合不重合滤液液细线干燥后干燥后重复画重复画23次次使分离色素使分离色素带清楚,清楚,便于便于观察察滤液液细线不能不能触及触及层析液析液预
5、防色素直接溶解到防色素直接溶解到烧杯内杯内层析液中析液中第13页色素种类色素颜色色素含量溶解度扩散速率胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b橙黄色橙黄色黄色黄色蓝绿色色黄黄绿色色最少最少较少少最多最多较多多最高最高较高高较低低最低最低最快最快较快快较慢慢最慢最慢第14页叶绿素溶液叶绿素溶液吸收可见光,用于光合作用吸收可见光,用于光合作用2.2.色素功效:色素功效:第15页色素吸收光谱图色素吸收光谱图 400 500 600 700nm 400 500 600 700nm 1001005050吸收光能百分比叶绿素类胡萝卜素可 见 光 区叶绿素:吸收蓝紫光和红光叶绿素:吸收蓝紫光和红光类胡萝卜素:吸收蓝紫
6、光类胡萝卜素:吸收蓝紫光第16页叶绿素叶绿素a a和合叶绿素和合叶绿素b b主要吸收主要吸收蓝紫光蓝紫光和和红光红光,胡萝卜素和叶红素主要吸收胡萝卜素和叶红素主要吸收蓝紫光蓝紫光。注注:因为叶绿素对绿光吸收最少,绿光被反射:因为叶绿素对绿光吸收最少,绿光被反射回来,所以叶片才展现回来,所以叶片才展现绿色绿色。结论:结论:问题:这些捕捉光能色素存在于细胞中什么部问题:这些捕捉光能色素存在于细胞中什么部位?位?第17页 18,两位法国科学家首次从植物中分离出叶绿素,当初并不清楚叶绿素在植物细胞中分布情况。1865年,德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光合作用中功效时,发觉叶绿素并非普遍分布在植物整个细
7、胞中,而是集中在一个更小结构里,以后人们称之为叶绿体。3 3、叶绿体、叶绿体第18页叶叶绿绿体体结结构构模模式式图图外膜外膜内膜内膜基粒基粒基质基质每个基粒都由一每个基粒都由一个个圆饼状囊状个个圆饼状囊状结构堆叠而成。结构堆叠而成。这些囊状结构称这些囊状结构称为类囊体。吸收为类囊体。吸收光能四种色素就光能四种色素就分布在类囊体薄分布在类囊体薄膜上。膜上。而每个基粒都而每个基粒都含有两个以上含有两个以上类囊体,多者类囊体,多者可达可达100个以上。个以上。叶绿体内有如叶绿体内有如此多基粒和类此多基粒和类囊体,极大地囊体,极大地扩大了受光面扩大了受光面积。积。第19页4 4、资料分析:叶绿体功效、
8、资料分析:叶绿体功效1装片中好氧细菌向叶绿体被光束照射到部位集中。装片中好氧细菌分布在叶绿体全部受光部位周围。氧是由叶绿体释放出来,氧是由叶绿体释放出来,叶叶绿体绿体是光合作用场所。是光合作用场所。2结论:结论:叶绿体被叶绿体被光束照射到部位光束照射到部位是是光合作用场所光合作用场所结论:结论:现象:现象:没有没有空气空气黑暗黑暗极极细细光光束束完完全全光光照照第20页水绵水绵好氧细菌好氧细菌1883年年 生物学家恩吉尔曼生物学家恩吉尔曼第21页讨论:讨论:恩格尔曼试验在设计上有什么巧妙之处?恩格尔曼试验在设计上有什么巧妙之处?(1 1)、用水绵作试验材料,有)、用水绵作试验材料,有细而长带状
9、叶绿体细而长带状叶绿体,螺旋状分布在细胞中,便于观察和分析研究。螺旋状分布在细胞中,便于观察和分析研究。(2 2)、将暂时装片置于黑暗且没有空气环境中,排)、将暂时装片置于黑暗且没有空气环境中,排除了环境中除了环境中光线和光线和O2影响,从而确保试验能顺利进影响,从而确保试验能顺利进行。行。(3 3)、用极细光束照射,而且用好氧菌进行检测,)、用极细光束照射,而且用好氧菌进行检测,能准确判断水绵能准确判断水绵细胞中放细胞中放O2 部位。部位。(4 4)、进行黑暗(局部光照)与曝光)、进行黑暗(局部光照)与曝光对照试验对照试验,从,从而明确试验结果完全是由光照引发。而明确试验结果完全是由光照引发
10、。第22页结论结论:叶绿体叶绿体是进行光合作用场所,它内部巨是进行光合作用场所,它内部巨大膜表面上,不但分布着许多吸收光能大膜表面上,不但分布着许多吸收光能色素分子色素分子,还有许多进行光合作用所必,还有许多进行光合作用所必需需酶酶。第23页二、光合作用原理和应用1 1、光合作用概念、光合作用概念指绿色植物经过叶绿体,利用光能,指绿色植物经过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量有把二氧化碳和水转化成储存着能量有机物,而且释放出氧气过程。机物,而且释放出氧气过程。2 2、光合作用实质、光合作用实质合成有机物,储存能量合成有机物,储存能量第24页结论:水分是植结论:水分是植物建造本身原
11、料。物建造本身原料。17 17世纪世纪海尔蒙特海尔蒙特栽培柳树试验栽培柳树试验第25页结论:植物能够更新空气结论:植物能够更新空气有些人重复了普利斯特利试验,得到相反结果,所以有些有些人重复了普利斯特利试验,得到相反结果,所以有些人认为植物也能使空气变污浊?人认为植物也能使空气变污浊?第26页17791779年,荷兰英格豪斯年,荷兰英格豪斯 普利斯特利试验只有在普利斯特利试验只有在阳光照阳光照射射下才能成功;植物体只有绿叶下才能成功;植物体只有绿叶才能才能更新空气更新空气。到到1785年,发觉了空气组成,人年,发觉了空气组成,人们才明确绿叶在光下放出是们才明确绿叶在光下放出是O2,吸吸收是收是
12、CO2。光光能能化化学学能能储存在什么储存在什么物质中?物质中?德国德国梅耶梅耶第27页18641864年,德国萨克斯试验年,德国萨克斯试验黑暗处理黑暗处理一昼夜一昼夜让一张叶片二分之一让一张叶片二分之一曝光二分之一遮光曝光二分之一遮光绿叶在绿叶在光光下制造下制造淀粉淀粉。用碘蒸气处理这片叶,用碘蒸气处理这片叶,发觉曝光二分之一呈深发觉曝光二分之一呈深蓝色,遮光二分之一则蓝色,遮光二分之一则没有颜色改变。没有颜色改变。光合作用释放光合作用释放O2来自来自CO2还是还是H2O?第28页第一组第一组光合作用产生光合作用产生O2来自于来自于H2O。H2180C02H20C18O2第二组第二组1802
13、02美国鲁宾和卡门试验(同位素标识法)美国鲁宾和卡门试验(同位素标识法)光合作用产生有机物又是怎样合成?光合作用产生有机物又是怎样合成?第29页美国卡尔文美国卡尔文用用1414C C标识标识1414COCO2 2,供小球藻进,供小球藻进行光合作用,探明了行光合作用,探明了COCO2 2中中C C去向,称为卡尔文循环。去向,称为卡尔文循环。第30页年代年代科学家科学家结论17711771普利斯特利普利斯特利植物能够更新空气17791779英格豪斯英格豪斯只有在光照下只有绿叶才能够更新空气18451845R.R.梅耶梅耶植物在光合作用植物在光合作用时把光能把光能转变成成了化学能了化学能储存起来存起
14、来18641864萨克斯克斯绿色叶片光合作用色叶片光合作用产生淀粉生淀粉18801880恩格恩格尔曼曼氧由叶绿体释放出来。叶绿体是光合作用场所。19391939鲁宾 卡卡门光合作用释放氧来自水。2020世世纪4040代代卡卡尔文文光合产物中有机物碳来自CO2第31页4 4、光合作用化学反应式:、光合作用化学反应式:5 5、光合作用过程、光合作用过程光能光能光能光能叶绿体叶绿体叶绿体叶绿体CO22+H2 2*O(CH2 2O)+*O2 2(1)光合作用分为哪几个阶段?分类依据是什么?)光合作用分为哪几个阶段?分类依据是什么?(2)每个阶段反应条件、场所、物质改变、)每个阶段反应条件、场所、物质改
15、变、能量改变怎样?能量改变怎样?6CO2+12H2O C6H12O6+6H2O+6O2光能叶绿体第32页光光 反反 应条件:条件:叶绿体叶绿体中色素中色素光能光能H2O水在光下分解水在光下分解O2H光、酶、色素光、酶、色素过程:过程:场所:场所:类囊体薄膜上类囊体薄膜上物质物质物质物质H2O光光酶酶H+O2ADP+Pi+光能光能酶酶ATP能量能量能量能量光能光能光能光能ATPATP中活跃化学能中活跃化学能中活跃化学能中活跃化学能ADP+Pi酶酶ATP第33页暗 反 应co2C5固固定定2c3H供氢供氢酶酶(CH2O)糖类糖类 场所:场所:条件:条件:过程:过程:叶绿体基质叶绿体基质叶绿体基质叶
16、绿体基质酶酶酶酶各种酶各种酶参加催化参加催化co2+C5酶酶2c32c3酶酶(CH2O)C5HATPATP酶酶ADP+Pi+能量能量物物物物质质质质能量能量能量能量ATPATP中活跃化学能转化为中活跃化学能转化为糖类糖类中稳定化学能中稳定化学能 还还原原酶酶酶酶ATP供能供能ADP+Pi第34页色素分子色素分子可见光可见光C52C3ADP+PiATP2H2OO24H各种酶各种酶酶酶(CH2O)CO2吸收吸收光解光解能能固定固定还还原原酶酶光反应光反应暗反应暗反应光合作用总过程:光合作用总过程:第35页光反应光反应H2O2H+1/2O2+Pi+光能光能ATP酶酶ADP水光解:光合磷酸化:暗反应暗
17、反应CO2还原:2C2C3 3+H (CH+H (CH2 2O)+CO)+C5 5酶酶ATPATPCO2固定:CO2+C5 2C3酶酶总结:总结:第36页光反应阶段与暗反应阶段比较光反应阶段与暗反应阶段比较项目目光反光反应阶段段暗反暗反应阶段段区区别场所所条件条件物质改变能量能量转化化类囊体薄膜上类囊体薄膜上叶绿体基质中叶绿体基质中需需光、色素和酶光、色素和酶不需不需光、色素光、色素;需需各种酶各种酶光能光能转变为转变为ATP中中活泼化活泼化学能学能ATP中中活泼化学能活泼化学能转化为糖类等转化为糖类等有机物中有机物中稳定化学能稳定化学能水光解:水光解:2H2O光光4H+O2光光ADP+PiA
18、TP酶酶CO2固定:固定:CO2+C52C3C3还原:还原:2C3(CH2O)H,ATP酶ATPADP+Pi酶酶联 系系1、光反应是暗反应基础,光反应为暗反应进行提供H和ATP2、暗反应是光反应继续,暗反应为光反应进行提供合成ATP原料ADP和Pi3、二者相互独立又同时进行,相互制约又亲密联络第37页原料和产物对应关系:原料和产物对应关系:(CH2O)CHOCO2CO2H2OO2H2O能量转移路径:能量转移路径:碳转移路径:碳转移路径:光能光能ATPATP中中活跃活跃化学能化学能(CH2O)中中稳定稳定化学能化学能CO2C3(CH2O)第38页6 6、光合作用实质、光合作用实质把二氧化碳和水合
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