能量之源-光與光合作用

能量之源--光與光合作用第一頁，共三十六頁，2022年，8月28日一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)1、捕獲光能的色素色素葉綠素類胡蘿卜素葉綠素a葉綠素b葉黃素胡蘿卜素葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光吸收可見的太陽光類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光（藍(lán)綠色）（黃綠色）（橙黃色）（黃色）含量約占3/4含量約占1/4第二頁，共三十六頁，2022年，8月28日2、捕獲光能的結(jié)構(gòu)—葉綠體（1）分布主要分布在綠色植物的葉肉細(xì)胞（2）形態(tài)一般呈扁平的橢球形或球形（3）結(jié)構(gòu)外膜內(nèi)膜（4）功能光合作用的場(chǎng)所基粒由兩個(gè)以上的類囊體組成，含色素和酶基質(zhì)含多種光合作用所必需的酶透明，有利于光線的透過第三頁，共三十六頁，2022年，8月28日1.下列關(guān)于“綠葉中色素的提取和分離”的實(shí)驗(yàn)描述中，不屬于實(shí)驗(yàn)要求的是A.提取高等植物葉綠素的色素B.用紙層析法分離色素C.了解各種色素的吸收光譜D.驗(yàn)證葉綠體中所含色素的種類2.用紙層析法分離葉綠體的色素，色素帶最寬的是A.葉黃素B.胡蘿卜素C.葉綠素bD.葉綠素a鞏固練習(xí)CD第四頁，共三十六頁，2022年，8月28日3.下列關(guān)于葉綠體的亞顯微結(jié)構(gòu)的敘述中，不正確的是A.1和2均有選擇透過性B.暗反應(yīng)是在4中進(jìn)行的C.光反應(yīng)是在3上進(jìn)行的D.與光合作用有關(guān)的酶均分布在3上①④③②D第五頁，共三十六頁，2022年，8月28日4.分別在A、B、C三個(gè)研缽中加2g剪碎的新鮮菠菜綠葉，并按下表所示添加試劑，經(jīng)研磨、過濾得到三種不同顏色溶液，即：深綠色、黃綠色（或褐色）、幾乎無色。試回答：（1）A處理得到的溶液顏色是

，原因是

。（2）B處理得到的溶液顏色是

，原因是

。（3）C處理得到的溶液顏色是

，原因是

。處理ABCSi2O+++CaCO3-++95%乙醇（10ml）+-+蒸餾水（10ml）-+-答案：（1）黃綠色部分葉綠素受到破壞（2）幾乎無色葉綠素不溶于水（3）深綠色大量葉綠素溶于乙醇中第六頁，共三十六頁，2022年，8月28日二光合作用的原理和應(yīng)用1、光合作用的概念綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程2、光合作用探索歷程第七頁，共三十六頁，2022年，8月28日2000多年前亞里士多德

認(rèn)為“植物是由土壤汁構(gòu)成”，即植物生長所需物質(zhì)全部來自土壤。思考：

他為何能提出這樣的問題？土壤究竟為植物的生長提供了什么？第八頁，共三十六頁，2022年，8月28日

1642年海爾蒙特思考：1.分析實(shí)驗(yàn)前后柳苗和干土的重量有何變化？

2.海爾蒙特通過此實(shí)驗(yàn)得出柳苗的增重只是來自于水，你認(rèn)為他忽視了哪些因素？忽視了空氣、光照等因素海爾蒙特實(shí)驗(yàn)示意圖柳樹增重74.4kg，土壤只減少0.1kg第九頁，共三十六頁，2022年，8月28日1771年普利斯特利思考：1.請(qǐng)同學(xué)們?cè)囍枋鲈搶?shí)驗(yàn)過程，并思考實(shí)驗(yàn)遵循了什么原則？實(shí)驗(yàn)中巧妙的進(jìn)行了對(duì)照，植物的有無體現(xiàn)了單一變量。2.當(dāng)時(shí)其他科學(xué)家也都為普利斯特利的實(shí)驗(yàn)吸引，并重復(fù)他的實(shí)驗(yàn)，奇怪的是實(shí)驗(yàn)有時(shí)獲得了成功，有時(shí)卻失敗，這是為什么呢？科學(xué)家們實(shí)驗(yàn)中可能忽視了光照、植物本身、透明玻璃罩等對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響第十頁，共三十六頁，2022年，8月28日1779年英格豪斯

英格豪斯花了三個(gè)月的時(shí)間，用帶葉的枝條作了500次以上的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)植物在光照下才能（釋放氣體）更新空氣。

資料1：在以后的20多年中，在許多科學(xué)家的努力下，特別是經(jīng)過化學(xué)家們的努力，研究得出空氣成分以后，得知英格豪斯提出植物可以更新實(shí)空氣，實(shí)際是產(chǎn)生了氧氣的原因。思考：英根豪斯當(dāng)時(shí)為什么只得出植物在光下更新空氣，而沒有得出產(chǎn)生了氧氣？受當(dāng)時(shí)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的制約（還未能搞清楚空氣的成分）光照產(chǎn)生氣體暗處不產(chǎn)生氣體英格豪斯實(shí)驗(yàn)示意圖第十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日1864年薩克斯思考：1.1864年薩克斯欲探究光合作用的產(chǎn)物中有淀粉?，F(xiàn)提供一盆正常生長的綠色植物，黑紙片，酒精、碘液等材料，小組討論后，請(qǐng)幫助他設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)，敘述其實(shí)驗(yàn)過程。2.請(qǐng)與薩克斯的實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)過程如右圖)比較，找出你實(shí)驗(yàn)中的不足，并完善你的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。暗處理幾小時(shí)酒精脫色滴加碘液一半遮光一半曝光薩克斯實(shí)驗(yàn)示意圖第十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日(1)植物先進(jìn)行暗處理幾小時(shí)，目的是什么?(2)酒精脫色是脫掉綠葉中什么成分?(3)碘液染色的目的是什么?

(4)該實(shí)驗(yàn)是如何遵循對(duì)照原則的？得出什么結(jié)論?消耗掉營養(yǎng)物質(zhì),避免對(duì)實(shí)驗(yàn)干擾色素檢測(cè)是否有淀粉產(chǎn)生葉片一半遮光，一半曝光；結(jié)論：植物在光下產(chǎn)生淀粉。第十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日1.好氧細(xì)菌容易聚集在O2多的部位，由此得出產(chǎn)生O2部位是什么？光合作用場(chǎng)所在哪里？1880年恩格爾曼葉綠體第十四頁，共三十六頁，2022年，8月28日2.小組討論：恩格爾曼在實(shí)驗(yàn)的選材上、光照處理等方面有哪些巧妙之處？(1)選材方面，選用水綿為實(shí)驗(yàn)材料。水綿葉綠體呈帶狀,大而明顯,便于觀察。選用好氧細(xì)菌檢測(cè)，能夠準(zhǔn)確判斷出水綿細(xì)胞中釋放氧的部位。(2)選用了極細(xì)光束照射，黑暗(局部光照)和曝光對(duì)比實(shí)驗(yàn)。3.某興趣小組用透過三棱鏡的光線照射水綿臨時(shí)裝片，驚奇發(fā)現(xiàn)大量好氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)光區(qū)域，從這一結(jié)果中你能推導(dǎo)出什么結(jié)論？葉綠體主要吸收紅光和藍(lán)光，用于光合作用，放出O2第十五頁，共三十六頁，2022年，8月28日1.光合作用原料、場(chǎng)所、條件、產(chǎn)物各是什么？試寫出反應(yīng)方程式：2.氧氣來自于水還是二氧化碳？CO2+H2O光能葉綠體(CH2O)+O2CO2和H2O、葉綠體、光、（CH2O）和O2思考與討論第十六頁，共三十六頁，2022年，8月28日1939年，魯賓和卡門

右圖為魯賓和卡門利用同位素標(biāo)記法進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)示意圖。圖中A物質(zhì)與B物質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量的比是（）1：2B.8：9C.2：1D.9：8BACO2H218O光照射下的小球藻懸液C18O2H2OD閱讀課本P102，同位素標(biāo)記法研究光合作用中物質(zhì)轉(zhuǎn)移途徑完成下列習(xí)題，并感悟同位素標(biāo)記法在科學(xué)研究中的應(yīng)用第十七頁，共三十六頁，2022年，8月28日1946年，卡爾文的實(shí)驗(yàn)紙層析分離技術(shù)放射自顯影技術(shù)同位素示蹤法探明了二氧化碳的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中碳的途徑，這一途徑稱為卡爾文循環(huán)?？栁挠?961年獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。第十八頁，共三十六頁，2022年，8月28日分析人類對(duì)光合作用的探究歷程，你有哪些感悟？暢所欲言第十九頁，共三十六頁，2022年，8月28日成功的啟示1.適宜的實(shí)驗(yàn)材料2.巧妙的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)4.嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度5.善于應(yīng)用新科技3.精湛的思維技藝6.獻(xiàn)身科學(xué)的精神第二十頁，共三十六頁，2022年，8月28日5.1864年，德國科學(xué)家薩克斯將綠色葉片放在暗處幾小時(shí)，然后把此葉片一半遮光，一半曝光。經(jīng)過一段時(shí)間后，用碘蒸氣處理葉片，成功地證明了光合作用中產(chǎn)生了淀粉。此實(shí)驗(yàn)中沒有對(duì)照實(shí)驗(yàn)B.不需要對(duì)照實(shí)驗(yàn)C.曝光處為對(duì)照實(shí)驗(yàn)D.遮光處為對(duì)照實(shí)驗(yàn)D第二十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日年代科學(xué)家結(jié)論1771普利斯特利1779英格豪斯1845R.梅耶1864薩克斯1880恩格爾曼1939魯賓和卡門20世紀(jì)40年代卡爾文光合作用探究歷程一覽表植物可以更新空氣只有在光照下植物可以更新空氣植物在光合作用時(shí)把光能轉(zhuǎn)變成了化學(xué)能儲(chǔ)存起來綠色葉片光合作用產(chǎn)生淀粉氧由葉綠體釋放出來。葉綠體是光合作用的場(chǎng)所光合作用釋放的氧來自水光合產(chǎn)物中有機(jī)物的碳來自CO2第二十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日CO2+H2O*

（CH2O)+O2*光能葉綠體3.光合作用化學(xué)反應(yīng)式：4.光合作用過程光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段第二十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日葉綠體中的色素光合作用的過程光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段光能co22c3H2O 水在光下分解C5ATPADP+Pi酶供能[H]供氫O2

固定還原多種酶參加催化(CH2O)酶第二十四頁，共三十六頁，2022年，8月28日光反應(yīng)階段與暗反應(yīng)階段的比較項(xiàng)目光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段區(qū)別場(chǎng)所條件物質(zhì)變化能量轉(zhuǎn)化類囊體的薄膜上葉綠體的基質(zhì)中需光、色素和酶不需光、色素;需多種酶光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中活潑的化學(xué)能ATP中活潑的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為糖類等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能水的光解：2H2O

光

4[H]+O2光ADP+PiATP酶CO2的固定：CO2+C52C3C3的還原：2C3

（CH2O）

[H]，ATP酶ATPADP+Pi酶聯(lián)系1、光反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ)，光反應(yīng)為暗反應(yīng)的進(jìn)行提供[H]和ATP2、暗反應(yīng)是光反應(yīng)的繼續(xù)，暗反應(yīng)為光反應(yīng)的進(jìn)行提供合成ATP的原料ADP和Pi3、兩者相互獨(dú)立又同時(shí)進(jìn)行，相互制約又密切聯(lián)系第二十五頁，共三十六頁，2022年，8月28日物質(zhì)上把CO2和H2O轉(zhuǎn)變成以糖類為主的有機(jī)物能量上把光能轉(zhuǎn)變成有機(jī)物中的化學(xué)能最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝5.光合作用的實(shí)質(zhì)第二十六頁，共三十六頁，2022年，8月28日6.光合作用原理的應(yīng)用（1）影響光合作用的因素光照、CO2、溫度、水、礦質(zhì)元素等（2）提高農(nóng)作物光合作用強(qiáng)度的措施1.適當(dāng)提高光照強(qiáng)度、延長光照時(shí)間3.適當(dāng)提高CO2濃度4.適當(dāng)提高溫度5.適當(dāng)增加植物體內(nèi)的含水量6.適當(dāng)增加礦質(zhì)元素的含量2.合理密植第二十七頁，共三十六頁，2022年，8月28日自養(yǎng)生物：能夠直接把從外界環(huán)境攝取的無機(jī)物轉(zhuǎn)變成為自身的組成物質(zhì)，并儲(chǔ)存了能量的一類生物7.化能合成作用異養(yǎng)生物：不能直接利用無機(jī)物制成有機(jī)物，只能把從外界攝取的現(xiàn)成的有機(jī)物轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì)，并儲(chǔ)存了能量的一類生物第二十八頁，共三十六頁，2022年，8月28日——能夠利用體外環(huán)境中的某些無機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來制造有機(jī)物的合成作用硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌等少數(shù)種類的細(xì)菌化能合成作用2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量硝化細(xì)菌2HNO2+O22HNO3+能量硝化細(xì)菌6CO2+6H2O2C6H12O6+6O2能量第二十九頁，共三十六頁，2022年，8月28日你的想法1.從人類對(duì)光合作用探究歷程來看，生物學(xué)的發(fā)展與物理學(xué)和化學(xué)有什么聯(lián)系?與技術(shù)手段的進(jìn)步有什么關(guān)系？2.分析人類對(duì)光合作用的探究歷程，你還有哪些感悟？請(qǐng)與同學(xué)交流。3.請(qǐng)課后登陸相關(guān)網(wǎng)站查詢?cè)诠夂献饔锰骄康臍v程中還有哪些科學(xué)家作出了貢獻(xiàn)，打印出來與同學(xué)們交流。第三十頁，共三十六頁，2022年，8月28日葉綠體光能廠房動(dòng)力原料產(chǎn)物有機(jī)物和氧CO2+H2O光合作用的概念第三十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日6．光合作用過程中，光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供了A.ADP、［H］B.ATP、O2

C.ATP、［H］D.ATP、CO27.下列物質(zhì)中，暗反應(yīng)階段所必需的是A．葉綠素 B．ATP C．ADP D．O2CB第三十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日9.光合作用過程中，能量的