人教版教学能量之源光与光合作省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、能量之源能量之源光与光合作用光与光合作用第1页捕捉光能色素和结构捕捉光能色素和结构二光合作用原理和应用二光合作用原理和应用一二第2页捕捉光能色素和结构 绿叶中色素提取和分离捕捉光能色素 绿叶中色素吸收光谱 叶绿体 结构结构功效第3页(一)提取色素:(一)提取色素:1.研磨研磨材料材料:5g鲜叶鲜叶药品药品SiO2CaCO3无水酒精无水酒精原理:原理:色素能溶解在丙酮或酒精等有机色素能溶解在丙酮或酒精等有机溶剂中,所以可用无水酒精提取色素。溶剂中,所以可用无水酒精提取色素。一、绿叶中色素提取和分离一、绿叶中色素提取和分离使研磨充分使研磨充分预防色素破坏预防色素破坏溶解色素溶解色素要求:要快速、充
2、分要求:要快速、充分(为何)(为何)第4页2.过滤:获取绿色滤液过滤:获取绿色滤液滤纸吗?滤纸吗?对着光:对着光:背着光:背着光:红色红色绿色绿色第5页 色素随层析液在滤纸上扩散速度不一样,从色素随层析液在滤纸上扩散速度不一样,从而分离色素。而分离色素。扩散速度与色素在层析中溶解度关系:扩散速度与色素在层析中溶解度关系:溶解度大,扩散速度快溶解度大,扩散速度快溶解度小,扩散速度慢溶解度小,扩散速度慢(二)分离色素(二)分离色素原理:原理:第6页1.准备滤纸条准备滤纸条铅笔线铅笔线画铅笔细线画铅笔细线滤液细线滤液细线画滤液细线画滤液细线要求:要求:细而直细而直 重复重复2323次次剪去两角原因剪
3、去两角原因?第7页2.分离色素分离色素:插滤纸条插滤纸条层析液层析液培养皿培养皿层析液不能没及滤液线层析液不能没及滤液线胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b(为何?)(为何?)第8页说明色素种类说明色素种类色素色素第9页二、二、色素作用色素作用 试验表明:叶绿素主要吸收试验表明:叶绿素主要吸收红光红光和和蓝蓝紫紫光,类胡萝卜素主要吸收光,类胡萝卜素主要吸收蓝蓝紫紫光。光。第10页有些蔬菜大棚内悬挂红色或蓝色灯管,而且在白天也开有些蔬菜大棚内悬挂红色或蓝色灯管,而且在白天也开灯。灯。1.用这种方法有什么好处?这么做对光合作用有影响吗?用这种方法有什么好处?这么做对光合作用有影
4、响吗?2.用绿色能够吗?用绿色能够吗?用这种方法能够提升光合作用强度,用这种方法能够提升光合作用强度,叶绿素吸收最多是蓝紫光和红光叶绿素吸收最多是蓝紫光和红光因为叶绿素对绿光吸收最少因为叶绿素对绿光吸收最少3.为何叶子展现绿色?为何叶子展现绿色?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,绿光被反射出来,所以呈绿色出来,所以呈绿色4.温室大棚应选择什么颜色玻璃、塑料薄膜?温室大棚应选择什么颜色玻璃、塑料薄膜?白色白色第11页三、光合作用完整单位三、光合作用完整单位叶绿体叶绿体其中基粒是由一个个囊状结构堆叠而成,称为其中基粒是由一个个囊状结构堆叠而成,称为4123类囊体类囊体吸
5、收光能色素分布在?吸收光能色素分布在?类囊体薄膜上类囊体薄膜上思索:叶绿体中色素能吸收光能,是不是叶绿体只能吸思索:叶绿体中色素能吸收光能,是不是叶绿体只能吸收光能?有没有其它功效收光能?有没有其它功效?第12页1880年,美国科学家恩格尔曼年,美国科学家恩格尔曼黑暗处用极细光束照射黑暗处用极细光束照射暴露在光下暴露在光下资料一资料一第13页水绵水绵+好氧细菌好氧细菌黑暗黑暗无空气无空气极细光束照射极细光束照射完全暴露光下完全暴露光下v试验过程1、氧气是叶绿体释放出来、氧气是叶绿体释放出来2、叶绿体是绿色植物进行光合作用场所、叶绿体是绿色植物进行光合作用场所v试验结论v试验巧妙之处1 选取水绵
6、:含有细而长叶绿体而且其螺旋状分布在细胞中。选取水绵:含有细而长叶绿体而且其螺旋状分布在细胞中。2 先放在黑暗无空气环境中:排除环境中光和氧气影响。先放在黑暗无空气环境中:排除环境中光和氧气影响。3 极细光束照射、好氧细菌检测:快速准确地判断出释放氧气部位。极细光束照射、好氧细菌检测:快速准确地判断出释放氧气部位。4 黑暗和极细光照射形成对比:明确指出结果完全是由光照引发。黑暗和极细光照射形成对比:明确指出结果完全是由光照引发。5 设置验证试验:完全暴露在光下,再一次验证了试验结果。设置验证试验:完全暴露在光下,再一次验证了试验结果。好氧细菌集中在叶绿体好氧细菌集中在叶绿体被光束照射部位被光束
7、照射部位好氧细菌分布于叶绿体好氧细菌分布于叶绿体全部受光部位全部受光部位 第14页资料二资料二在类囊体上和基质中含有各种进行光合作用所必需在类囊体上和基质中含有各种进行光合作用所必需酶酶为何说叶绿体是进行光为何说叶绿体是进行光合作用完整单位?合作用完整单位?叶叶绿绿体体(含光合色素及相关酶)(含光合色素及相关酶)含光合酶含光合酶外膜内膜基质基粒(含光合作用酶含光合作用酶)第15页多年前多年前亚里士多德亚里士多德(Aristotle)1、问题:、问题:植物生长所需物质来自何处?植物生长所需物质来自何处?认为认为:组成植物组成植物 体原料是土壤体原料是土壤 植物增加重量植物增加重量=土壤降低重量土
8、壤降低重量第16页五年后五年后2 2、16481648年比利时海尔蒙特试验年比利时海尔蒙特试验柳树增重柳树增重80kg土壤只降低土壤只降低0.06kg结论:植物增重主要来自水分结论:植物增重主要来自水分第17页一段时间后一段时间后一段时间后一段时间后3 3、17711771年英国普利斯特利试验年英国普利斯特利试验第18页普利斯特利试验普利斯特利试验结论结论:植物能够更新空气植物能够更新空气第19页4、1779年,荷兰年,荷兰 英格豪斯试验英格豪斯试验实验重复了500屡次结论:只有在光照下只有绿叶才能够更新空气结论:只有在光照下只有绿叶才能够更新空气B组组A组组第20页 17851785年,发觉
9、了空气组成,年,发觉了空气组成,科学家在明确绿叶在光下科学家在明确绿叶在光下放出放出气体是气体是氧气氧气,吸收吸收是是二氧化碳二氧化碳第21页5、18451845年年,德国科学家,德国科学家梅耶梅耶指指出:植物光合作用时,把出:植物光合作用时,把光能转换光能转换成化成化学能储存成化成化学能储存起来起来。依据:依据:能量转换和守恒定律能量转换和守恒定律第22页二分之一曝光,二分之一二分之一曝光,二分之一遮光遮光在暗处放置几小叶片在暗处放置几小叶片6 6、18641864年萨克斯试验年萨克斯试验暗处理暗处理光照光照酒精酒精脱色脱色结论结论:绿色叶片在光合作用中产生了淀粉绿色叶片在光合作用中产生了淀
10、粉碘蒸汽处理碘蒸汽处理第23页水绵水绵+好氧细菌好氧细菌黑暗黑暗无空气无空气极细光束照射极细光束照射完全暴露光下完全暴露光下v试验过程好氧细菌集中在叶绿好氧细菌集中在叶绿体被光束照射部位体被光束照射部位好氧细菌分布于叶绿好氧细菌分布于叶绿体全部受光部位体全部受光部位 第24页7 7、光合作用原料有水和二氧化碳,、光合作用原料有水和二氧化碳,那么,光合作用释放氧气到底是来那么,光合作用释放氧气到底是来自二氧化碳还是来自水呢?自二氧化碳还是来自水呢?伴随技术进步,人们发觉了放射性伴随技术进步,人们发觉了放射性同位素,利用放射性同位素做示踪原同位素,利用放射性同位素做示踪原子,为处理氧气是来自水还是
11、二氧化子,为处理氧气是来自水还是二氧化碳提供了技术伎俩。碳提供了技术伎俩。19391939年,美国年,美国科学家鲁宾和卡门利用科学家鲁宾和卡门利用同位素标识法同位素标识法,用用1818O O做示踪原子,对光合作用产物做示踪原子,对光合作用产物氧气中氧起源进行了探究。氧气中氧起源进行了探究。第25页 返回返回1939年鲁宾和卡门试验第26页光合作用产生有机光合作用产生有机物又是怎样合成呢?物又是怎样合成呢?2020世纪世纪4040年代,美国科年代,美国科学家卡尔文利用放射性学家卡尔文利用放射性同位素同位素1414C C标识标识1414COCO2 2做做试验研究这一问题。最试验研究这一问题。最终探
12、明终探明COCO2 2中碳在光合中碳在光合作用中转化成有机物中作用中转化成有机物中碳路径,这一路径碳路径,这一路径称为称为卡尔文循环卡尔文循环。19611961年诺贝年诺贝尔化学奖得主尔化学奖得主第27页 光合作用原料,产物,场所和条件是什光合作用原料,产物,场所和条件是什么?你能用一个反应式表示出来吗么?你能用一个反应式表示出来吗?光能光能CO2+H2O叶绿体叶绿体(CH2O)+O2第28页一、光合作用过程一、光合作用过程光反应光反应暗反应暗反应划分依据划分依据:反应过程反应过程是是否需要光能否需要光能第29页H H2 2O O类囊体膜类囊体膜酶酶Pi ADPATP1.光反应阶段光反应阶段色
13、素色素光光酶酶叶绿体内类囊体薄膜上叶绿体内类囊体薄膜上水光解:水光解:H2O H +O2光能光能(还原剂)(还原剂)ATP合成:合成:ADPPi 能量(能量(光能光能)ATP酶酶条件条件:场所:场所:物质改变:物质改变:能量改变:能量改变:光能光能转变为活跃转变为活跃化学能化学能贮存在贮存在ATP中中H第30页CO2 2糖类糖类 五碳化合物五碳化合物 C5 氨基酸氨基酸脂肪脂肪CO2固固定定三碳化合物三碳化合物 2C3C C3 3还还原原 基质基质各种酶各种酶H H2 2O O类囊体膜类囊体膜酶酶Pi ADPATPH第31页CO2 2糖类糖类 五碳化合物五碳化合物 C5 氨基酸氨基酸脂肪脂肪C
14、O2固固定定三碳化合物三碳化合物 2C3C C3 3还还原原 基质基质各种酶各种酶HATP2.暗反应阶段暗反应阶段CO2固定:固定:CO2C5 2C3酶酶C C3 3还原还原:ATPH、ADP+Pi条件:条件:场所:场所:物质改变:物质改变:能量改变:能量改变:叶绿体基质中叶绿体基质中各种酶、各种酶、ATP中活跃化学能中活跃化学能转变为糖类等转变为糖类等 有机物中稳定化学能有机物中稳定化学能2C3 (CH2O)酶酶糖类糖类H、ATP第32页光反应光反应暗反应暗反应酶酶酶色素色素 酶酶联联 系系能量改变能量改变 物质改变物质改变场所场所条条件件光光暗暗 反反 应应 光光 反反 应应过程过程项目项
15、目需要光需要光 色素、酶色素、酶不需要光不需要光 酶酶类囊体膜上类囊体膜上基质中基质中水光解;水光解;ATP合成合成CO2固定;固定;C3还原还原 ATP中活中活 跃化学能跃化学能ATP中活中活 跃化学能跃化学能光能光能有机物中稳有机物中稳定化学能定化学能光反应光反应 为为 暗反应暗反应 提供提供 H 和和ATP,暗反应暗反应 为为 光反应光反应 提供提供 ADP 和和Pi。第33页叶绿体叶绿体中色素中色素光合作用过程光合作用过程光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段光能光能co2H2O水在光下分解水在光下分解C5ATPADP+Pi酶酶供能供能H供氢供氢O2 固固 定定还还 原原各种酶各种酶
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