光合作用-第1課時(shí)

1、第五節(jié)第五節(jié) 光合作用光合作用 第一課時(shí)第一課時(shí) 光合作用概述光合作用概述 光合色素光合色素 自養(yǎng)生物與異養(yǎng)生物自養(yǎng)生物與異養(yǎng)生物 1 1、自養(yǎng)生物、自養(yǎng)生物 植物、藻類、藍(lán)藻、光合細(xì)菌植物、藻類、藍(lán)藻、光合細(xì)菌（進(jìn)行（進(jìn)行光合作用光合作用） 某些細(xì)菌：如某些細(xì)菌：如硝化細(xì)菌、鐵細(xì)菌硝化細(xì)菌、鐵細(xì)菌等（進(jìn)行等（進(jìn)行化能合成作化能合成作 用用） 能夠以二氧化碳和水為原料，制造有機(jī)物，為能夠以二氧化碳和水為原料，制造有機(jī)物，為 其生長、發(fā)育和繁殖提供能量和物質(zhì)的生物。其生長、發(fā)育和繁殖提供能量和物質(zhì)的生物。 根據(jù)生物能否將無機(jī)物合成有機(jī)物來分根據(jù)生物能否將無機(jī)物合成有機(jī)物來分: : 2 2、異養(yǎng)生

2、物、異養(yǎng)生物 直接或間接依靠自養(yǎng)生物的光合產(chǎn)物生活的生物。直接或間接依靠自養(yǎng)生物的光合產(chǎn)物生活的生物。 人、動(dòng)物、真菌和大部分細(xì)菌人、動(dòng)物、真菌和大部分細(xì)菌 2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量能量 2HNO2+O2 2HNO3+能量能量 6CO2+6H2O C6H12O6+6O2 硝化細(xì)菌硝化細(xì)菌 硝化細(xì)菌硝化細(xì)菌 硝化細(xì)菌能夠利用氧化硝化細(xì)菌能夠利用氧化NH3所釋放的化學(xué)能將所釋放的化學(xué)能將CO2和和 H2O合成為糖類，供自身利用。合成為糖類，供自身利用。 硝化細(xì)菌的化能合成作用硝化細(xì)菌的化能合成作用 問題一：是不是所有的植物都可以進(jìn)行光問題一：是不是所有的植物都可以進(jìn)行光 合作用

3、呢？合作用呢？ 問題二：是不是植物的所有部位都可以進(jìn)問題二：是不是植物的所有部位都可以進(jìn) 行光合作用呢？行光合作用呢？ 不是，如菟絲子，它是寄生生活，不能不是，如菟絲子，它是寄生生活，不能 進(jìn)行光合作用。進(jìn)行光合作用。 不是，主要是植物的綠色葉片（葉肉細(xì)胞）不是，主要是植物的綠色葉片（葉肉細(xì)胞） 無論是需氧呼吸還是厭氧呼吸，都以無論是需氧呼吸還是厭氧呼吸，都以糖類糖類作為底物。作為底物。 糖是從哪里來的呢？糖是從哪里來的呢？ 生物界的糖絕大部分最終來源于生物界的糖絕大部分最終來源于光合作用光合作用。 什么是光合作用？什么是光合作用？ 一、光合作用概述一、光合作用概述 反應(yīng)物反應(yīng)物 產(chǎn)物 場所

4、條件條件 概念：光合作用是指綠色植物通過概念：光合作用是指綠色植物通過葉綠體葉綠體，利用，利用光光 能能，把，把二氧化碳二氧化碳和和水水轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)化成糖類糖類等有機(jī)物，并且釋等有機(jī)物，并且釋 放出放出氧氣氧氣的過程。的過程。 6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O 光能光能 葉綠體葉綠體 實(shí)質(zhì)：合成有機(jī)物實(shí)質(zhì)：合成有機(jī)物, ,儲存能量儲存能量 光光 合合 作作 用用細(xì)細(xì) 胞胞 呼呼 吸吸 原料原料 COCO2 2、H H2 2O OO O2 2、葡萄糖等有機(jī)物、葡萄糖等有機(jī)物 產(chǎn)物產(chǎn)物 O O2 2、葡萄糖等有機(jī)物、葡萄糖等有機(jī)物COCO2 2、H H2 2O O等等 能量能量 轉(zhuǎn)

5、換轉(zhuǎn)換 發(fā)生發(fā)生 部位部位 有葉綠體的細(xì)胞，有葉綠體的細(xì)胞， 葉綠體葉綠體 活細(xì)胞，線粒體、活細(xì)胞，線粒體、 細(xì)胞溶膠細(xì)胞溶膠 發(fā)生發(fā)生 條件條件 光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能化學(xué)能轉(zhuǎn)移到化學(xué)能轉(zhuǎn)移到ATPATP中中 光照下才可發(fā)生光照下才可發(fā)生 光下、暗處都可發(fā)生光下、暗處都可發(fā)生 吸能反應(yīng)吸能反應(yīng)放能反應(yīng)放能反應(yīng) 光合作用與細(xì)胞呼吸的區(qū)別光合作用與細(xì)胞呼吸的區(qū)別 魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)魯賓和卡門實(shí)驗(yàn) （同位素標(biāo)記法）（同位素標(biāo)記法） H H2 2O O H H2 218 18O O 綠藻綠藻 綠藻綠藻 C C18 18O O2 2 COCO2 2 O O2 2 1818O O2 2 這個(gè)實(shí)驗(yàn)說

6、明了什么？這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了什么？反應(yīng)式怎么寫？反應(yīng)式怎么寫？ 6CO6CO2 2+12H+12H2 218 18O C O C6 6H H12 12O O6 6+6 +618 18O O2 2+6H +6H2 2O O 光合作用產(chǎn)生的氧氣全部來自于水。光合作用產(chǎn)生的氧氣全部來自于水。 6C6C18 18O O 2 2+12H +12H2 2O CO C6 6H H12 1218 18O O6 6+6O +6O2 2+6H+6H2 218 18O O COCO2 2中的氧去了哪里？中的氧去了哪里？ 基質(zhì)基質(zhì) 基粒基粒 酶酶 色素色素 外膜外膜 內(nèi)膜內(nèi)膜 類囊體類囊體 光合作用的場所：葉綠體光合作用

7、的場所：葉綠體 基粒上有許多類囊體，含有光合作用的色素，基粒上有許多類囊體，含有光合作用的色素，稱光合膜。稱光合膜。 原理：原理： 綠葉中的色素不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑。綠葉中的色素不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑。 如無水乙醇、丙酮、石油醚等。如無水乙醇、丙酮、石油醚等。 綠葉中的色素不止一種，它們都溶于層析綠葉中的色素不止一種，它們都溶于層析 液中，且溶解度不同，在濾紙上擴(kuò)散速度不液中，且溶解度不同，在濾紙上擴(kuò)散速度不 同（溶解度大，擴(kuò)散速度快）同（溶解度大，擴(kuò)散速度快） 提取原理提取原理 分離原理分離原理 二、光合色素的提取與分離二、光合色素的提取與分離 材料用具材料用具 新鮮的綠色葉片，新鮮的

8、綠色葉片，干燥的定性濾紙干燥的定性濾紙,95%,95%乙醇，層析液，乙醇，層析液， 二氧化硅，碳酸鈣，二氧化硅，碳酸鈣，研缽，小玻璃漏斗，尼龍布，毛細(xì)研缽，小玻璃漏斗，尼龍布，毛細(xì) 吸管，剪刀，試管，藥匙，量筒，天平。吸管，剪刀，試管，藥匙，量筒，天平。 實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)過程 1 1、提取色素、提取色素：取適量新鮮菠菜葉，加取適量新鮮菠菜葉，加95%95%乙醇乙醇， 再加少許二氧化硅和碳酸鈣，再加少許二氧化硅和碳酸鈣，迅迅 速研磨速研磨成勻漿。成勻漿。 二氧化硅作用：二氧化硅作用： 碳酸鈣作用：碳酸鈣作用： 研磨充分研磨充分 防止色素被破壞防止色素被破壞 2 2、過濾、過濾 在一小玻璃漏斗基部放一

9、塊單層尼龍布，將在一小玻璃漏斗基部放一塊單層尼龍布，將 研磨液研磨液迅速倒入迅速倒入漏斗中。收集濾液到一個(gè)漏斗中。收集濾液到一個(gè) 試管中，及時(shí)用棉塞將試管中塞緊（試管中，及時(shí)用棉塞將試管中塞緊（防止防止 揮發(fā)、色素分子被氧化揮發(fā)、色素分子被氧化）。）。 色素的提取實(shí)驗(yàn)色素的提取實(shí)驗(yàn) 3 3、制備濾紙條、制備濾紙條：剪去兩角（防止兩邊濾液擴(kuò)：剪去兩角（防止兩邊濾液擴(kuò) 散速度太快），畫鉛筆線散速度太快），畫鉛筆線 4 4、點(diǎn)樣：、點(diǎn)樣： 用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆畫的橫線均用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆畫的橫線均 勻畫出一條細(xì)而直的濾液細(xì)線。待濾液干后再勻畫出一條細(xì)而直的濾液細(xì)線。待濾液干后再

10、 畫一次，共畫畫一次，共畫3434次。次。 重復(fù)畫幾次是使后來的色素帶清晰重復(fù)畫幾次是使后來的色素帶清晰 畫濾液細(xì)線：細(xì)、直、齊，重復(fù)幾次畫濾液細(xì)線：細(xì)、直、齊，重復(fù)幾次 5 5、層析、層析 層析液不能觸及濾液細(xì)線。層析液不能觸及濾液細(xì)線。 層析液沿著干燥的濾紙由下而上擴(kuò)散，層析液沿著干燥的濾紙由下而上擴(kuò)散， 當(dāng)擴(kuò)散到細(xì)線時(shí)，色素便溶解在層析液當(dāng)擴(kuò)散到細(xì)線時(shí)，色素便溶解在層析液 中，并隨著層析液一起向上擴(kuò)散，而不中，并隨著層析液一起向上擴(kuò)散，而不 同的色素溶解不同，擴(kuò)散速度也不同，同的色素溶解不同，擴(kuò)散速度也不同， 所以將不同色素分離開。所以將不同色素分離開。 胡蘿卜素胡蘿卜素( (橙黃色橙黃

11、色) ) 葉黃素（葉黃素（黃色黃色） 葉綠素葉綠素a a（藍(lán)綠色藍(lán)綠色） 葉綠素葉綠素b b（黃綠色黃綠色） 實(shí)驗(yàn)：光合色素的提取與分離實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)：光合色素的提取與分離實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 色素種類色素種類 色素顏色色素顏色 色素含量色素含量 溶解度溶解度 擴(kuò)散速度擴(kuò)散速度 胡蘿卜素胡蘿卜素 葉黃素葉黃素 葉綠素葉綠素a 葉綠素葉綠素b 橙黃色橙黃色 黃色黃色 藍(lán)綠色藍(lán)綠色 黃綠色黃綠色 最少最少 較少較少 最多最多 較多較多 最高最高 較高較高 較低較低 最低最低 最快最快 較快較快 較慢較慢 最慢最慢 實(shí)驗(yàn)：光合色素的提取與分離實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)：光合色素的提取與分離實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 三、葉綠素和

12、其他色素三、葉綠素和其他色素 葉綠素葉綠素 類胡蘿卜素類胡蘿卜素 葉綠素葉綠素b b 葉黃素葉黃素 ( (藍(lán)綠色）藍(lán)綠色） （黃綠色）（黃綠色） （橙黃色）（橙黃色） （黃色）（黃色） （占（占3/43/4） （占（占1/41/4） 色素色素 胡蘿卜素胡蘿卜素 葉綠素葉綠素a a 葉綠體是否對所有的光都能吸收？葉綠體是否對所有的光都能吸收？ 類囊體上類囊體上 功能：功能：吸收、傳遞、轉(zhuǎn)換光能吸收、傳遞、轉(zhuǎn)換光能 上上 下下 葉綠體中的色素主要吸收葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光紅光和藍(lán)紫光 太陽光太陽光太陽光太陽光 波長波長/nm/nm 對不同波長光的吸收值對不同波長光的吸收值 吸收光譜吸收

13、光譜 各種色素對各種色素對 光的吸收情光的吸收情 況不同，可況不同，可 根據(jù)色素的根據(jù)色素的 吸收光譜來吸收光譜來 分析綠葉中分析綠葉中 色素的種類。色素的種類。 葉綠素葉綠素a a 葉綠素葉綠素b b 類胡蘿卜素類胡蘿卜素 葉綠素主要吸收藍(lán)紫光和紅光，類胡蘿卜素主要吸收葉綠素主要吸收藍(lán)紫光和紅光，類胡蘿卜素主要吸收 藍(lán)紫光。藍(lán)紫光。 為什么絕大多數(shù)植物葉片是綠色的為什么絕大多數(shù)植物葉片是綠色的? ? 為什么有些植物葉片在不同時(shí)期顏色不同呢？為什么有些植物葉片在不同時(shí)期顏色不同呢？ 思考思考: : 由于葉綠素的含量由于葉綠素的含量 大大超過類胡羅卜大大超過類胡羅卜 素，而使類胡羅卜素，而使類胡

14、羅卜 素的顏色被掩蓋，素的顏色被掩蓋， 只顯示出葉綠素的只顯示出葉綠素的 綠色綠色 由于葉綠素比類胡由于葉綠素比類胡 羅卜素易受到低溫羅卜素易受到低溫 的破壞，秋季低溫的破壞，秋季低溫 使葉綠素大量破壞，使葉綠素大量破壞， 而使類胡羅卜素的而使類胡羅卜素的 顏色顯示出來顏色顯示出來 【例題【例題】如圖是葉片中兩類色素的吸收光譜，試判如圖是葉片中兩類色素的吸收光譜，試判 定定A A和和B B分別為何種色素（分別為何種色素（ ） A.A.葉綠素葉綠素a a、葉綠素、葉綠素b b B.B.類胡蘿卜素、葉綠素類胡蘿卜素、葉綠素 C.C.葉黃素、葉綠素葉黃素、葉綠素a a D.D.葉綠素、類胡蘿卜素葉綠

15、素、類胡蘿卜素 D D （nmnm） 葉綠素葉綠素 類胡蘿卜素類胡蘿卜素 葉綠素葉綠素b b 葉黃素葉黃素 光合光合 色素色素 胡蘿卜素胡蘿卜素 葉綠素葉綠素a a ( (藍(lán)綠色）藍(lán)綠色） （黃綠色）（黃綠色） （橙黃色）（橙黃色） （黃色）（黃色） 吸收藍(lán)紫光吸收藍(lán)紫光 吸收藍(lán)紫光和紅光吸收藍(lán)紫光和紅光 光合光合 作用作用 概念概念 1.1.在在“色素的提取與分離色素的提取與分離”實(shí)驗(yàn)中得到的色素帶顏色實(shí)驗(yàn)中得到的色素帶顏色 較淡，分析其原因可能是（較淡，分析其原因可能是（ ） 加入的丙酮太多加入的丙酮太多 用用9595的的乙醇代替丙酮乙醇代替丙酮 層析液沒及濾液細(xì)線層析液沒及濾液細(xì)線 研磨

16、時(shí)沒有加入研磨時(shí)沒有加入CaCOCaCO3 3 研磨時(shí)沒有加入研磨時(shí)沒有加入SiOSiO2 2 取的葉片葉脈過多，葉肉細(xì)胞過少取的葉片葉脈過多，葉肉細(xì)胞過少 A.A. B. B. C.C. D. D. C C 鞏固練習(xí)鞏固練習(xí) 2.2.在圓形濾紙的中央滴上葉綠體的色素濾液進(jìn)行色在圓形濾紙的中央滴上葉綠體的色素濾液進(jìn)行色 素分離，可看到近似同心環(huán)狀的四個(gè)色素圈，排列素分離，可看到近似同心環(huán)狀的四個(gè)色素圈，排列 在最外圈的一個(gè)呈（在最外圈的一個(gè)呈（ ） A.A.藍(lán)綠色藍(lán)綠色 B.B.黃綠色黃綠色 C.C.黃色黃色 D.D.橙黃色橙黃色 3.3.陽光通過三棱鏡能顯示出七種顏色的連續(xù)光譜，陽光通過三棱

17、鏡能顯示出七種顏色的連續(xù)光譜， 如果將一瓶葉綠素提取液放在光源和三棱鏡之間，如果將一瓶葉綠素提取液放在光源和三棱鏡之間， 連續(xù)光譜中就會出現(xiàn)一些黑色條帶，這些條帶應(yīng)位連續(xù)光譜中就會出現(xiàn)一些黑色條帶，這些條帶應(yīng)位 于于( )( ) A.A.綠光區(qū)綠光區(qū) B.B.紅光區(qū)和綠光區(qū)紅光區(qū)和綠光區(qū) C.C.藍(lán)紫光區(qū)和綠光區(qū)藍(lán)紫光區(qū)和綠光區(qū) D.D.紅光區(qū)和藍(lán)紫光區(qū)紅光區(qū)和藍(lán)紫光區(qū) D D D D 4. 4. 某研究組獲得了水稻的葉黃素缺失突變體。將其某研究組獲得了水稻的葉黃素缺失突變體。將其 葉片進(jìn)行了紅光照射、光吸收測定和色素層析條帶分葉片進(jìn)行了紅光照射、光吸收測定和色素層析條帶分 析（從上至下）實(shí)驗(yàn)

18、，與正常葉片相比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果析（從上至下）實(shí)驗(yàn)，與正常葉片相比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果 是是( )( ) A.A.光吸收差異顯著，色素帶缺第光吸收差異顯著，色素帶缺第2 2條條 B.B.光吸收差異不顯著，色素帶缺第光吸收差異不顯著，色素帶缺第2 2條條 C.C.光吸收差異顯著，色素帶缺第光吸收差異顯著，色素帶缺第3 3條條 D.D.光吸收差異不顯著，色素帶缺第光吸收差異不顯著，色素帶缺第3 3條條 B B 5.5.同位素標(biāo)記法是研究物質(zhì)來源、去路的一種方法，如同位素標(biāo)記法是研究物質(zhì)來源、去路的一種方法，如 分泌蛋白的合成與分泌的研究就是采用此法，據(jù)此回答分泌蛋白的合成與分泌的研究就是采用此法，據(jù)此回答 下列有關(guān)植物代謝的問題：下列有關(guān)植物代謝的問題： (1)(1)將用同