第四章 第二节 光合作用(第1课时)
2021_2022学年高中生物第四章生态系统的稳态第2节第1课时生态系统中的能量流动学案苏教版必修3
第1课时生态系统中的能量流动学习目标核心素养1.分析生态系统中的能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律。
2.解释生态金字塔表示的食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。
3.阐明某些有害物质会通过食物链不断地富集的现象。
1.使用示意图等方式表示和说明生态系统中能量流动的过程和特征，并对相关的生态学实践做出合理的分析和判断。
(生命观念、科学思维、社会责任)2.能按照科学探究的要求，调查或探讨一个校园、公园、农田、森林、湿地或池塘生态系统中的能量流动。
1．能量流动的概念和过程(1)概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
(2)过程图解(3)能量来源：太阳能。
(4)总能量：生产者固定的太阳能总量。
(5)渠道：食物链和食物网。
2．能量流动的特点及研究意义(1)能量流动的特点①单向流动：指生态系统的能量只能从第一营养级流向第二营养级，再流向第三营养级……能量流动不可逆转，也不能循环。
②逐级递减：指能量在沿食物链传递的过程中，每一个营养级的生物在代谢中都会消耗很多的能量，结果流向下一个营养级的能量逐级减少。
③传递效率a.能量在相邻两个营养级之间的传递效率平均只有10%～20%。
b .生态系统的能量流动规律可用“能量金字塔”表示。
从能量金字塔可以看出，一个生态系统的营养级越多，在能量流动过程中散失的热能就越多。
c .生态系统的能量流动一般不超过4～5个营养级。
(2)研究意义：在农业生产中推广生态农业，研究生态系统能量流动的规律，是为了使能量被多级利用，大大提高能量的利用率，还可以合理调整生态系统中的能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分。
(1)能量通过光合作用和化能合成作用输入生态系统，通过呼吸作用输出生态系统。
(√)(2)流经第二营养级的总能量指次级消费者摄入体内的能量。
(×)提示：第二营养级是指初级消费者，因此流经第二营养级的总能量是指被第二营养级所同化的能量，而不是被次级消费者摄入体内的能量。
第四章光合作用
第四章光合作用第一节光合作用的概念和意义一定义:绿色植物吸收光能，同化二氧化碳和水，合成有机物并释放氧，同时将光能转变为化学能，贮存在有机物中的过程。
二特点：三讨论1 原料：CO2、H2O2动力：光能3场所：绿色细胞（叶绿体）4产物：糖类（主要）、蛋白质和脂肪，氧。
5本质：能量转变与物质转变的问题四光合作用的意义1把无机物转化为有机物；2把光能转化为化学能贮存于有机物中；3清除空气中的CO2、释放02,根本改变了地面的生活坏境，达到净化空气的目的；4是人类寻求新能源和人工合成食物的理想模型。
第二节叶绿体和叶绿体色素_叶绿体（一）叶绿体的形态：椭圆形大小：直径3〜6微米，厚约2~3微米。
数量：多（如：魂麻叶3〜5X107个/mm2）（-）叶绿体的基本结构叶绿体膜：外膜：透性大内膜：透性小，主要控制物质进出的屏障。
基质（间质）：组成：主要为可溶性蛋白质（酶）和其它代谢活跃的物质，呈高度流动性状态，具有固定二氧化碳的能力。
（光合作用的暗反应即淀粉的形成与贮存是在此进行的。
）嗜饿颗粒（滴）（脂滴）：是一类易与饿酸结合的颗粒，其主要成分是亲脂性的醍类物质。
功能是：脂类仓库。
片层系统（类囊体）：类囊体：是由双层膜组成中间含有间体物质、自身闭合的、呈压扁了的包囊体。
基粒：由两个以上的类囊体垛叠而成。
基粒片层（类囊体）：小类囊体基质片层（类囊体）：横跨两个基粒之间的片层（大类囊体）膜的成分：月旨、蛋白质、色素（按一定方式排列在膜上，并分布有电子传递体）。
光合作用的能量转化功能是在类囊体膜上进行的（光和膜）。
（三）叶绿体的成分1水…75%2干物质—25%:蛋白质：30-45%脂类：29-40%色素：8%灰分：10%贮存物质：10〜20% 核苛酸：二光合（叶绿体）色素在光合作用的反应中吸收光能的色素称为光合色素 （一） 种类 叶绿素（a 、b 、c ）类胡萝卜素（胡萝卜素、叶黄素） 浹胆素（浹蓝蛋白、浹红蛋白） （二） 叶绿体色素的结构和化学特性1叶绿素的结构与性质分子式 水溶性颜色 叶绿素a C55H72O5N4Mg 不溶于水，溶于有机溶剂 蓝绿色 叶绿素bC55H70O6N4Mg不溶于水，溶于有机溶剂黄绿色结构：作用••吸收光，传递光，并能将光能转化为电能。
高中生物必修一《第四章、光合作用和细胞呼吸》教材分析
高中生物必修一《第四章、光合作用和细胞呼吸》教材分析一、内容简介：本章由三节组成：ATP和酶、光合作用、细胞呼吸。
第一节介绍了ATP和ADP之间的相互转化以及ATP在生命活动中的广泛应用，介绍了酶的概念、酶促反应以及影响酶促反应的因素，它们是学习光合作用和细胞呼吸的必备知识；第二节介绍光合作用的发现过程、光合作用的过程、影响光合作用的环境因素；第三节介绍细胞呼吸的本质和过程、有氧呼吸和无氧呼吸的区别以及细胞呼吸原理的应用。
二、内容地位：本章教材在学生学习了细胞的化学组成、细胞的结构和功能等知识的基础上，讲述ＡＴＰ和酶在新陈代谢中的作用、光合作用和细胞呼吸的主要过程及其应用，促进学生对生物体新陈代谢的必要性和意义的理解。
社会的可持续发展离不开光合作用和细胞呼吸。
光合作用为生物界提供有机物和氧气，是地球上绝大多数生物赖以生存的基础，在人类生命活动中起着多方面、多层次的作用；细胞呼吸不断地产生能量，为生物体的生命活动提供能量保障。
本章内容是生物学科的核心知识。
本章内容与前后章节知识有着内在的联系。
光合作用和细胞呼吸需要第三章中叶绿体、线粒体结构等知识作基础，后续内容如细胞分裂等过程需要细胞呼吸为其提供能量，需要酶进行催化。
叶绿体只有在保持细胞结构完整性的基础上才能使其各项功能得以正常进行。
光合作用所需要的原料及形成的产物又涉及物质出入细胞膜等有关知识，另外光合作用和细胞呼吸的正常进行还需要其他细胞结构的协作和支持。
酶和ＡＴＰ是生物体新陈代谢过程中必不可少的物质，光合作用和细胞呼吸过程需要酶的参与，并涉及能量的释放和利用，这些都是学习后续内容的必备知识。
三、教学特点：本章共安排10项活动：3个“积极思维”、2个“课题研究”、2个“边做边学”、1个“回眸历史”、2个“放眼社会”。
教师可根据各项活动特点，合理运用教学策略，组织学生开展活动。
另外，本章有5个重要的图群：ATP与ADP相互转化图、酶促反应过程示意图、光合作用发现过程图、光合作用图解和有氧呼吸过程中能量的释放图。
光合作用完整课件
光合作用完整课件一、教学内容本节课选自高中生物教材《植物生理学》第四章第二节，详细内容为光合作用的基本概念、反应过程、影响因素以及光合作用在农业生产中的应用。
二、教学目标1. 让学生掌握光合作用的基本概念、反应过程及影响因素；2. 培养学生运用所学知识分析农业生产中光合作用的应用；3. 培养学生的科学思维和实验操作能力。
三、教学难点与重点难点：光合作用反应过程的理解，光合作用影响因素的分析。
重点：光合作用的概念，光合作用在农业生产中的应用。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体课件、黑板、粉笔、光合作用实验装置；2. 学具：笔记本、笔、实验报告单。
五、教学过程1. 实践情景引入（5分钟）利用多媒体展示植物光合作用的实际情景，引导学生思考光合作用对植物生长的重要性。
2. 知识讲解（15分钟）（1）光合作用的概念及反应过程；（2）光合作用的影响因素；（3）光合作用在农业生产中的应用。
3. 例题讲解（15分钟）选取典型例题，讲解光合作用的相关计算和实际应用问题。
4. 随堂练习（10分钟）根据所学内容，布置随堂练习，巩固知识。
5. 实验演示与操作（15分钟）（1）展示光合作用实验装置；（2）讲解实验操作步骤；（3）学生分组实验，观察光合作用现象。
六、板书设计1. 光合作用的概念2. 光合作用反应过程3. 光合作用的影响因素4. 光合作用在农业生产中的应用七、作业设计1. 作业题目：光合作用综合计算题；2. 答案：参照教材及相关资料。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课的教学方法、实验操作是否得当，学生掌握情况如何；2. 拓展延伸：引导学生关注光合作用研究的前沿动态，了解光合作用在新能源开发、环境保护等方面的应用。
重点和难点解析1. 教学内容的选取与组织；2. 教学目标的制定；3. 教学难点与重点的确定；4. 教学过程的实践情景引入；5. 例题讲解与随堂练习的设计；6. 实验演示与操作；7. 板书设计；8. 作业设计与课后反思。
光合作用的过程课件
五、光合作用的过程
光反应 暗反应 划分依据:反应过程 是否需要光能
类囊体膜
H2O
酶
[H]
1.光反应阶段
Pi ＋ADP
ATP
场所： 叶绿体内的类囊体膜上 条件 ：光、色素、 酶 光能 [H] + O2 水的光解：H2O （还原剂） 物质变化： 酶 ATP的合成： ADP＋Pi ＋能量（光能） ATP 能量变化：光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中
类囊体膜
H2O
酶
[H] Pi ＋ADP ATP
三碳化合物 2C3
基质
CO2
CO2的 多种酶 固定
C3 的 还原
五碳化合物
C5
蛋白质 糖类 脂质
2.暗反应阶段 场所： 叶绿体的基质中 条件： 多种酶、[H] 、ATP
CO2的固定： CO2＋C5
酶
2C3
物质变化：
(CH2O) ADP+Pi 糖类 能量变化： ATP中活跃的化学能转变为糖类等 有机物中稳定的化学能
1.下 图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题： H2O B C A F CO2 G
光
D
E+Pi H I
J
水 Ｏ2 ①图中B是—， 它来自于——的分解。 [H] C。 ②图中C是——，它被传递到叶绿体的基质 部位，用于——3的还原 —— ATP 色素吸收 ③图中D是——，在叶绿体中合成D所需的能量来自—— 的光能 [H]和ATP ④图中的H表示光反应 H为I提供—— ， ——
酶 C3的还原： 2C3 ATP [H] 、
三碳化合物 2C3
基质
CO2 五碳化合物 C5
CO2的 多种酶 固定
C3 的 还原
ATP [H]
《绿色植物是生物圈中有机物的制造者》教学课件(第1课时)教学设计教案
思考：暗处理重要吗？
先在黑暗处 放置一昼夜
温故知新
胚乳 子叶
遇碘变蓝是淀粉的特性
思考：酒精脱色重要吗？
直接滴加碘液
先用酒精脱色 再滴加碘液
脱色的叶片
实施实验 小组讨论与交流
讨论并叙述绿叶在光下制造有机物 的实验操作步骤和方法。
第四章 绿色植物是生 物圈中有机物的制造者
（第1课时）
它们与植物有什么关系吗？
植物为什么是生物圈中的生产者？
绿色植物通过光合作用制造有机物 绿色植物
有机物 （淀粉等）
绿色植物通过光合作用制造有机物
实验：绿叶在光下制造有机物
提出问题： 1．绿叶制造的有机物是淀粉吗？ 2．光是绿叶制造有机物不可缺少的条件吗？
作出假设： 1．绿叶制造的有机物是淀粉 2．光是绿叶制造有机物不可缺少的条件。
Hale Waihona Puke 绿色植物通过光合作用制造有机物
设计探究实验： 温故旧实验──归纳设计重点──知新本实验
单一变量
变量为：( 光 )
设置对照
将叶片的一部分 (照光)，部分(遮光)
重复多次 减小误差
将植物的（多）个 叶片进行相同实验， 并且（多）个组重复相 同的实验。
高中生物第4章光合作用和细胞呼吸第二节第1课时光合作用的认识过程与光合色素学案苏教版必修1
第1课时光合作用的认识过程与光合色素[学习目标] 1.说出光合作用的发现及研究历史。
2.说出叶绿体中的光合色素的种类和作用。
3.学会提取和分离叶绿体中的光合色素的方法。
一、解开光合作用之谜1.下图是萨克斯的实验，请分析：(1)把绿叶先在暗处放置24小时的目的是什么？答案消耗掉叶片中原有的淀粉，防止干扰实验结果。
(2)该实验是如何形成对照的？答案树叶一半遮光，一半曝光，形成了对照。
(3)为什么要用酒精脱色后再用碘液处理？答案避免叶片颜色对实验结果的干扰。
(4)本实验的结论是什么？答案光合作用的产物中有淀粉。
2.萨克斯实验跟鲁宾和卡门的实验对照设计方法相同吗？答案不相同。
萨克斯实验的对照方式为自身对照(一半曝光与另一半遮光)；而鲁宾和卡门实验的对照方式为相互对照(通过标记不同的物质：H218O和C18O2)。
3.借鉴普利斯特莱和萨克斯的实验方法，如何设计实验证明CO2是光合作用的必要条件？答案将绿色植物放在玻璃罩内，一组中加入盛有NaOH溶液的烧杯，一组加入盛有等量蒸馏水的烧杯。
暗处理一段时间后，再置于相同光照条件下，经碘蒸气处理，观察是否有蓝色出现。
1.下列实验中，科学家使用的方法不同于其他的是( )A.科学家对分泌蛋白的合成和分泌过程的研究B.萨克斯证明光合作用的产物除氧气外还有淀粉C.鲁宾和卡门证明光合作用过程中释放的氧气来自水D.卡尔文探明CO2中的碳在光合作用过程中的转化途径答案 B解析科学家利用同位素标记法对分泌蛋白的合成和分泌进行了研究，发现3H标记的亮氨酸在细胞内出现的先后顺序；鲁宾和卡门用同位素标记法证明光合作用释放的氧气来自水；卡尔文利用同位素标记法探明CO2被用于合成糖类等有机物，上述三个实验都采用了同位素标记法。
萨克斯通过对绿叶的遮光与曝光处理，证明光合作用的产物除氧气外还有淀粉，该实验没有采用同位素标记法。
2.如图是20世纪40年代美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究光合作用的示意图。
新课标光合作用教案
新课标光合作用教案一、教学内容本节课的教学内容来自新课标生物教材第四章“生命的起源与进化”中的第二节“光合作用”。
具体内容包括：光合作用的定义、光合作用的过程、光合作用的意义以及光合作用的发现史。
二、教学目标1. 让学生理解光合作用的概念，掌握光合作用的过程和意义。
2. 培养学生的实验操作能力，提高学生的科学探究能力。
3. 激发学生对生物学知识的兴趣，培养学生的创新思维。
三、教学难点与重点重点：光合作用的概念、过程和意义。
难点：光合作用的过程和光合作用的发现史。
四、教具与学具准备教具：多媒体教学设备、绿色植物叶片、显微镜、幻灯片。
学具：笔记本、彩色笔、实验器材。
五、教学过程1. 实践情景引入：展示一片绿色的植物叶片，让学生观察并思考这片叶片的颜色是如何形成的。
2. 知识讲解：通过幻灯片，详细讲解光合作用的定义、过程和意义。
3. 实验操作：让学生分组进行实验，观察叶片中的叶绿体，了解光合作用的场所。
4. 例题讲解：以具体的实例解析光合作用的过程和应用。
5. 随堂练习：让学生回答有关光合作用的问题，巩固所学知识。
6. 板书设计：板书光合作用的定义、过程和意义，方便学生复习。
7. 作业设计：（1）请简述光合作用的定义、过程和意义。
（2）请阐述光合作用在生态系统中的作用。
答案：（1）光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物（如淀粉），并且释放出氧的过程。
光合作用的过程包括光反应和暗反应两个阶段。
光合作用的意义在于：一是为生物提供了物质和能量，二是促进了生物圈的碳氧平衡。
（2）光合作用在生态系统中的作用主要体现在：一是为生态系统提供了物质和能量，二是参与了生物圈的碳氧平衡，三是为生物的生长发育提供了基础。
六、课后反思及拓展延伸课后反思：本节课通过实践情景引入、知识讲解、实验操作、例题讲解和随堂练习等环节，使学生掌握了光合作用的基本知识。
但在教学过程中，对于光合作用的发现史的讲解较为简单，可以在今后的教学中进行补充。
必修1 4-2《光合作用》第一课时教学设计
必修1 4-2《光合作用》第一课时教学设计【教案背景】光合作用的发现过程所列举的实验材料都是几百年来具有开创性的经典实验，追求实验过程、探究实验原理对于学生来说都是一大难点，教学时可以引导学生思考“科学家是如何带着问题进行实验的”，使他们尝试指出实验的基本方法，从而帮助学生理解光合作用的概念与实质。
【教材分析】“关于光合作用的历史回眸”是苏教版《生物》必修1第四章第二节内容，材料容量大，这些对光合作用概念的建立有重要的作用。
光合作用的发现是个漫长的过程，教学时，可以结合科学史实，运用发现法教学理论，构建光合作用的产物、场所、原料一步步“发现”的过程，有利于学生拓展理性思维，促进理性探索，并培养科学精神。
教材中介绍的历史非常经典，都是在光合作用探索历程中所出现的典型问题和解决的方法，学生认真了解其重要过程，也就等于沿着科学家的发现思路作了一次思维的探究，这对于学生认识和掌握光合作用的具体过程是有必要的。
【教学目标】1、知识目标：知道光合作用的发现过程，并从中理解光合作用的概念，理解实验中所涉及的有关实验设计的基本理论知识。
2、能力目标：培养分析实验、设计实验的能力。
3、情感态度与价值观目标：认识到科学发现的艰辛，科学研究的重要性，进而认识学习方法的重要性。
【教学重点】1、光合作用的发现及研究历史，揭示每个实验的原理和结论。
2、实验设计的两个基本原则——对照实验原则、单因子变量原则。
【教学难点】对光合作用发现过程中经典实验的分析，理解实验原理，学会探究实验设计的一般方法。
【教学方法】探究——研讨法、对媒体教学法【课时安排】1课时【教学准备】搜集相关图片和素材，制作多媒体课件。
【教学设计思路】针对生物科学史学习的特点，采用知识回顾引入新课学习的方法，在逐个分析重要的发现史的基础上引导学生理解光合作用的实质，体验科学的方法，形成相关的价值观等。
【教学过程】（班级分成若干活动小组，课外设计并完成光合作用兴趣实验，并将实验数据做成多媒体课件。
苏教版教学课件苏教版高一生物第四章第二节光合作用课件
解开植物光合作用之谜
植物为什么会生长？
古希腊亚里士多德认为： 根吸收土壤中的养分， 土壤减少的重量 = 植物增加的重量
解开植物光合作用之谜
1642年（比利时）海尔蒙特实验
五年后
柳树增重74.47 kg 土壤减少0.06 kg
他认为植物生长所需要的养料主要来自水，而不 是土壤。
解开植物光合作用之谜
直到1785年，发
现了空气的组成，人
们才明确绿叶在光下 放出的是O2，吸收的 是CO2。
解开植物光合作用之谜
1864年（德）萨克斯的实验
黑暗处理一昼夜 一半曝光，一半遮光
碘蒸气处理
结果：曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半则没有颜 色变化。
结论：光合作用的产物是淀粉，需要光。
解开植物光合作用之谜
1880年（德）恩吉尔曼的实验
水绵的叶绿体呈带状 好氧性细菌
水绵临时装片在黑暗、没 有空气的环境中进行实验。
解开光合作用之谜
极 细 光 束 黑暗中 光照下
结果：好氧性细菌集中在叶绿体上被光束照亮的部位 结论： 氧是由叶绿体释放出来的。
解开光合作用之谜
人们已经知道光合作用的原料有 H2O和CO2。那么，光合作用释放的 O2到底来自水还是来自CO2？
绿叶中色素的提取和分离
叶绿体中主要的色素有几种？
胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 最宽
叶绿素b
捕获光能的色素
分 光 仪
色 素 红橙黄绿蓝靛紫
结论：色素具有选择吸收光能的作用
色素的种类和作用
叶绿素a（蓝绿色） 叶绿素
（约占3/4）
叶绿素b（黄绿色）
吸收红光 和蓝紫光
（橙黄色） 胡萝卜素
光合作用
第四章光合作用第一节引论植物捕获和利用太阳能，将无机物（CO2和H2O）合成为有机物，即将太阳能转化为化学能并贮存在葡萄糖和其他有机分子中，这一过程称为光合作用（photosynthesis）。
一、光合作用研究简史1782年瑞士J. Senebier用化学方法证明，CO2是光合作用必需的，O2是光合作用产物。
1804年N.T.De Saussure进行第一次定量测定，指出H2O参与光合作用，植物释放O2的体积大致等于CO2的体积。
1864年J.V.Sachs观测到照光的叶片生成淀粉粒，证明光合作用形成有机物。
到了19世纪末，人们写出了如下的光合作用的总反应式：6CO２+6H２O→ C６H１２O６＋6O２1931年微生物学家尼尔(C.B.Van Niel)将细菌光合作用与绿色植物的光合作用加以比较，提出了以下光合作用的通式：CO２+2H２A→(CH２O)+2A+H２O10年后，同位素示踪CO2 + H218O →CH2O + 18O2证明：在光合作用中，不是CO2而是H2O被光解放出了O2。
二、光合作用概述光合自养生物植物利用太阳能制造食物分子供自我代谢需要，原料CO2和H2O，为其它的生命直接或间接地提供了食物，是生物圈的生产者。
光合作用的细胞器是叶绿体：光合作用中光反应和碳反应之间的关系可表示为：第二节光反应一、叶绿素对光的吸收光是一种电磁波，同时又是运动着的粒子流，这些粒子叫光子（photon）或光量子（quantum）。
日光经过棱镜折射，形成连续不同波长的光，即可见光谱（下图）。
高等植物叶绿体中的叶绿素（chlorophyll ,chl）主要有叶绿素a 和叶绿素b 两种。
它们不溶于水，而溶于有机溶剂，如乙醇、丙酮、乙醚、氯仿等。
在颜色上，叶绿素a 呈蓝绿色，而叶绿素b 呈黄绿色。
按化学性质来说，叶绿素是叶绿酸的酯，能发生皂化反应。
叶绿酸是双羧酸，其中一个羧基被甲醇所酯化，另一个被叶醇所酯化。
高中生物第四章 第二节(一)
(2)注意事项
①加入丙酮后, 要进行迅速、充分的研磨, 可 以防止溶剂挥发, 且能使更多的色素溶解在 溶剂中. ②层析液中含有易挥发的有毒物质. 层析时
要密封防止挥发, 还要在通风条件下进行实
验, 实验结束后要将手洗干净.
3. 结果分析 经层析后在滤纸条上出现四条色素带. 通过 色素带的分布、宽窄程度、颜色可以分析出 色素的种类、含量和溶解度高低.
时间及 科学家 20世纪
实验过程(方 法)及现象 用14C标记的CO2,
实验结论
40年代美 供小球藻进行光合 国科学家 作用, 然后追踪检 卡尔文 测其放射性
CO2 ______被用于
合成糖类等有
机物
二、光合色素与光能的捕获 1. 恩吉尔曼的实验 丝状绿藻 (1)生物材料: ____________和好氧细菌. 红光区和蓝光区 (2)实验现象: 在___________________集中 了大部分的好氧细菌. (3)实验结论: 叶绿素主要吸收 红光和蓝紫光 __________________.
膜透过的是绿光, 所以甲长势最差. 虽然乙能
吸收到红光和蓝光, 但丙各种可见光均能吸
收, 所以乙比丙长势稍差或相近.
【答案】
C
【纠错笔记】(1)无色大棚膜: 日光中各种色 光均能透过, 光合效率高. (2)有色大棚膜: 主要透射同色光, 光能有损 失, 只在为得到特殊品质的产物时才使用. 其中绿色薄膜大棚中的植物光合作用效率
步骤
方法
原因
将研磨液迅速倒入基部垫 使用单层尼 色素 有单层尼龙布的玻璃漏斗 龙布: 过滤, 提取 中过滤, 滤液收集到烧杯 中, 在烧杯上加盖 且可防止色 素吸附
步骤
方法
原因
植物生理学-第四章ppt课件
第二节 叶绿体与光合色素
一、叶 绿 体
二、光合色素
1 分类
叶绿素类 (chlorophyll)
类胡萝卜素类 (carotenoid)
叶绿素类a
(蓝绿色)
叶绿素类b
(黄绿色)
磷 光
~ 31千卡
叶绿素分子受光激发时电子能量水平图解
叶绿素的生物合成
合成前体： ð- 氨基酮戊酸
合成途径：
合成条件：
光照 温度 矿质元素
光合作用的机理
原初反应
光
反 应 电子传递和
光合磷酸化
光能的吸收、传递与转换
（光能转换成电能）
基粒片层上
（电能 活跃的化学能）
暗 反 碳素同化 应
（活跃的化学能
H2O的光解和O2的释放，但不能形 成NADPH。（NADP+不足）
光合磷酸化机理
化学渗透学说（P. Mitchell 1961）
第四节 二氧化碳的固定与还原
• C3 途径（还原的戊糖途径、卡尔文循环
The Calvin cycle）：C3植物
• C4 途径(C4 pathway)（四碳双羧酸途径）：
电子传递和光合磷酸化(photophosphorylation) （电能转换成活跃的化学能）
两个光系统
光合链（“Z”链）
光系统 I ： 光系统 II ：
证明：“红降”现象 双光增益效应（爱默生效应Emerson effect）
光合电子传递链（“Z”链）
光合磷酸化
在光下叶绿体把光合电子传递与磷
photophosphorylation 酸化作用相偶联，使ADP与Pi形
苏教版 七年级生物 第四章 教案
第四章绿色植物是有机物的生产者第一节植物的光合作用课时安排：2课时（第1课时）教学目标：1、知识目标阐明绿色植物光合作用过程；举例说明绿色植物光合作用原理在生产上的应用；概述绿色植物为所有生物提供食物和能量。
2、能力目标完成“探究阳光在植物生长中的作用”实验，学会设置对照，并尝试分析实验结果，得出结论的过程；进行“探究植物进行光合作用的场所”的活动，尝试作出假设，制定探究计划，分析实验结果，得出结论。
3、情感态度与价值观目标认同绿色植物是生态系统的生产者，形成保护绿色植物的意识。
教学方法：讲授法、谈话法、讨论法教学重点：阐明绿色植物的光合作用。
教学难点：说出光合作用原理在生产上的应用。
教学过程：（第1课时）教学内容备课札记教师活动学生活动一、引入17世纪上半叶，比利时科学家海尔蒙特做了一个有趣的实验。
[动画演示] 海尔蒙特实验提问：柳树增加的重量是从哪里来的？[小结] 柳树身体的有机物显然不是来自土壤。
[设问] 柳树的有机物究竟是从哪里来的呢？回忆环境因素，你知道海尔蒙特实验有什么不足吗？学生观看动画学生讨论回答问题二、讲授新课一、探究阳光与有机物的关系引导学生猜测，馒头的主要成分是淀粉，那么它遇到碘液会发生什么变化？演示碘与淀粉变蓝的实验：将碘液滴到一小块馒头上，观察现象。
在此基础上引导学生阅读书本P54—53实验。
思考：放置暗处的目的是什么？实验中的变量是什么？为什么要隔水加热煮叶片？滴加碘液的目的是什么？（引导学生得出实验结论）视频演示实验“探究阳光在植物生长中的作用”。
[提问] 绿色植物的光合作用的产物是否就只有有机物呢？[设问] 如何探究光合作用的产物还有氧气？书本P67信息库[视频] 探究绿色植物在阳光下能否放出氧气。
小结光合作用利用太阳的光能，把二氧化碳和水合成淀粉等有机物并释放氧气。
（公式）三、课堂小结光合作用的概念、产物。
四、布置作业同步练习学生观看实验演示观察实验结果，得出实验结论：淀粉遇碘变蓝学生自学书本内容，小组讨论，思考问题。
光合作用光反应教案
光合作用光反应教案一、教学内容本节课选自高中生物教材《生物必修1》第四章“光合作用”的第二节“光合作用光反应”。
详细内容包括：光反应的过程及其在光合作用中的重要性，光反应中光能的吸收与转化，光系统I和光系统II的功能，ATP和NADPH的过程。
二、教学目标1. 理解光合作用光反应的基本过程，明确光反应在光合作用中的作用。
2. 掌握光系统I和光系统II的功能，了解ATP和NADPH的过程。
3. 能够运用所学知识解释光反应中的能量转化和物质变化。
三、教学难点与重点教学难点：光系统I和光系统II的功能，ATP和NADPH的过程。
教学重点：光反应的基本过程及其在光合作用中的作用。
四、教具与学具准备教具：PPT、黑板、粉笔、模型。
学具：笔记本、笔。
五、教学过程1. 导入：通过展示绿色植物光合作用的图片，引导学生思考光合作用的过程，引出本节课的主题——光合作用光反应。
2. 知识讲解：（1）光反应的基本过程：讲解光反应的过程，阐述光反应在光合作用中的重要性。
（2）光系统I和光系统II的功能：通过模型展示，讲解光系统I 和光系统II的作用，引导学生了解光能的吸收与转化。
（3）ATP和NADPH的过程：结合PPT，详细讲解ATP和NADPH的过程。
3. 例题讲解：讲解一道关于光反应的例题，帮助学生巩固所学知识。
4. 随堂练习：布置几道关于光反应的练习题，检查学生的学习效果。
六、板书设计1. 光合作用光反应基本过程光系统I和光系统II的功能ATP和NADPH的过程2. 例题及解答七、作业设计1. 作业题目：（1）简述光反应的基本过程。
（2）说明光系统I和光系统II的功能。
（3）阐述ATP和NADPH的过程。
2. 答案：（1）光反应的基本过程：光能被绿色植物吸收，转化为化学能，光系统I和光系统II参与。
（2）光系统I和光系统II的功能：光系统I负责将光能转化为电能，光系统II负责将电能转化为化学能。
（3）ATP和NADPH的过程：在光反应中，ADP和无机磷酸根结合ATP，NADP+还原为NADPH。
《光合作用的原料》word教案 (公开课获奖)2022年冀教版 (1)
第四章第二节光合作用的原料第6周第1课时一、教学目标1、阐明绿色植物的光合作用。
2、举例说出绿色植物光合作用原理在生产上的应用。
二、教学重点、难点光合作用的概念。
三、教学过程新课导入：绿色植物是以什么为原料，制造出有机物的呢？（一）自学指导:学生学习课本31页的探究竟之实验并完成下面的练习1、选取的实验材料是带有5—8片叶的天竺葵枝条，带5—8片叶的目的是（）A美观 B便于观察实验结果C进行光合作用 D蕴涵有机物2、对培养皿中盛有的25%的氢氧化钠溶液作用的叙述，错误的是（）A氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳B 氢氧化钠溶液具有弱碱性C氢氧化钠溶液能与酸性物质发生反应D形成对照3、用凡士林将广口瓶的瓶口密封，目的是（）A防止装置中的水分蒸发 B密闭瓶内气体C使瓶内植物光合作用产生的氧气不泄漏出来D使瓶内植物光合作用产生的氧气不泄漏出来4、此实验的对照条件（唯一变量）是（）A有无氢氧化钠 B有无二氧化碳C 植物所需的水分 D有无光照5、实验将两个装置先进行暗处理，再一起光照2—3小时，对此的说法错误的是（）A先耗尽叶片光合作用产生的有机物B在给予光合作用的必要条件C检验唯一的变量对实验结果的影响D检验光合作用中有光和无光对实验结果的影响（二）指导学生学习课本32页的资料分析并做下面的练习1、图中的箭头表示。
2、第一组中放出的氧带有同位素标记（笑脸），与中的同位素标记（笑脸）一致；第二组放出的氧无同位素标记（哭脸），与中的无标记（哭脸）一致，所以绿色植物光合作用放出的氧，总是与保持一致，说明。
（三）实际用1、水肥条件具备的情况下，适当增加二氧化碳的浓度，可使光合作用显著，作物产量明显。
水是光合作用的原料之一，所以干旱会引起农作物。
3、农业生产中增加二氧化碳的下列方法错误的是（）A施加有机肥 B过多施用碳酸氢铵肥料C合理密植，有效通风 D 向大棚或温室中喷施瓶装二氧化碳气体4、为了维持生物圈中的碳—氧平衡，最重要的措施是（）A保护并种植绿色植物B使用地热、水利、核资源等天然能源C限制工业的发展D 减少煤、石油等的燃烧释放二氧化碳四、课后检测1光合作用的原料是（）A光和水 B水和二氧化碳 C氧和水 D 叶绿体和光2、一位同学按如下步骤做绿色植物在光下制造淀粉的实验，结果发现叶子全部变蓝色，你认为他的哪个步骤不对（）（1）把实验植物先置于黑暗的地方一天（2）用不透明的纸将叶片上表面的一部分遮盖起来（3）将植物移到阳光下晒两三个小时（4）剪下叶片，放入酒精中隔水加热，除去叶绿素（5）叶片用清水冲洗后滴上碘液A（1） B（2） C（3） D（4）3、有一年夏天，某地发生了严重的旱灾，结果造成庄稼颗粒无收，从光合作用的角度看，表明光合作用的重要原料或必要条件是（）A光 B 二氧化碳 C 水 D 适宜温度4、作物增产的物质基础是（）A土壤中的无机盐B空气中的氧气和土壤中的有机物C土壤中的无机物D空气中的二氧化碳和土壤中的无机物5、谷类植物在一定光照下，要增加产量，可以相对增加某物质在空气中的含量。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
叶绿体中的色素能溶解于水吗？如果不能，又是为什么？ 估计不能；因为叶绿体中的色素是有机物，根据化学 知识可以知道，有机物一般是不溶解于无机溶剂的。
丙酮、酒精、石油醚等都是有机溶剂，均可作为本实验 中提取色素的溶剂。 2:用什么样的植物叶片来提取色素呢？ 主要原则是叶片中色素含量丰富的，特别是叶绿素； 叶片肉质，易于提取色素的；材料易于获取的。如 菠菜、蚕豆叶片等。 3:假如叶绿体中存在两种以上的色素，如何从提取液中 分离已经提取的色素呢？化学实验中将混在一起的物 质分离的方法有哪些？ 结晶、过滤、沉淀、萃取、蒸馏、层析等。
5.观察与记录
观察试管内 滤纸条上出现 了几条色素带， 以及每条色素 带的颜色。将 观察结果记录 下来。
5.观察与记录
绿叶中的色素 到底有多少种? 各有什么特点? 滤纸条
滤液细线
层析液
㈠捕获光能的色素
1.色素的种类
胡萝卜素（橙黄色） 叶黄素（黄色） 叶绿素a (蓝绿色)
类胡萝卜素
1 /4
叶绿素
为何用铅笔在距该端1cm处画一条细线？ 用铅笔在距该端1cm处画一细线的目的是 可以为下一步画滤液细线作一个参照。
3.画滤液细线 用毛细吸管吸取少 量滤液，沿铅笔画的线 画一条细而直的滤液细 线。吹干后再重复画滤 液细线若干次。 滤液细线 画滤液细线
画滤液细线要求：细、直而齐，重复若干次。
4.分离绿叶中的色素 原理：色素随层析液 在滤纸上扩散速度不 同，从而分离色素。 将3mL层析液倒入烧杯中，将滤纸条 (有滤液细线的一端朝下)轻轻插入层析 液中，随后用培养皿盖住烧杯。注意， 滤液细线不能触及到层析液。(也可用试 管代替小烧杯，用棉塞塞紧试管口)
CO2被用于合成糖类等有机物
解开光合作用之谜
光合作用产生的有机物又是 怎样合成的？
解开光合作用之谜
1948年(美)卡尔文的实验(同位素标记法)
用14CO2供小球藻进行光合作用， 探明了CO2中的碳转化为有机物中 的碳的途径，称为卡尔文循环。
CO2→C3→(CH2O)
年代
科学家
实验结论 植物生长所需要的养料 主要来自于水 植物生长需要吸收 CO2，同时释放出O2 植物需要光才能制造O2 植物在光下产生淀粉 光合作用释放的O2来自水
萨克斯
1940年 鲁宾和卡门 1948年 卡尔文
解开光合作用之谜
海尔蒙特的柳树实验的不足在哪里呢？ 答：没有考虑到阳光、空气的影响。
1771 年英国的普利斯 特莱(J.Pristly)通过植 物和动物之间进行气体 交换的实验，第一次成 功地应用化学的方法研 究植物的生长，得知植 物生长需要吸收二氧化 碳，同时放出氧气。
植物生长
自学任务： 1.阅读教材P72“解开光合作用之谜” 2.分析科学家的实验，分别可以得出哪 些结论？
3.根据科学家的实验结论，总结光合作 用必需的原料、产物、条件和场所。
光合作用的发现
解开光合作用之谜
植物为什么会生长？ 古希腊亚里士多德认为： 根吸收土壤中的养分， 土壤减少的重量 = 植物增加的重量
玻璃漏斗，尼龙布， 剪刀，药勺， 量筒(10mL)， 试管架， 毛细吸管，
天平。
丙酮
层析液
二氧化硅和碳酸钙
四、实验步骤
四、实验步骤
1.提取绿叶中的色素： 原理：色素能溶解在 丙酮或酒精等有机溶 剂中，所以可用丙酮 提取色素。 (1)称取5g菠菜叶片，剪碎，放入研钵中。
(2)向研钵中放入少许二 氧化硅(石英砂)和碳 酸钙，再加入5mL无 水乙醇(丙酮)，进行 迅速、充分的研磨。
解开光合作用之谜
1771年(英)普利斯特莱的实验
结论：植物可以更新空气。但他并不知道植物 更新了空气中的那种成分。
年代
科学家
实验结论 植物生长所需要的养料 主要来自于水 植物生长需要吸收 CO2，同时释放出O2
17世纪 范· 海尔蒙特
1771年 普利斯特莱
1779年 扬· 英根豪斯 1864年 1940年 1948年 萨克斯 鲁宾和卡门 卡尔文
1948年
卡尔文
解开光合作用之谜
人们已经知道光合作用的原料有 H2O和CO2。那么，光合作用释放的 O2到底来自水还是来自CO2？
1940年(美国)鲁宾和卡门用同位素标记法研 究光合作用产物O2的来源？ CO2
第 一 组
18O 2
C18O2
O2
第 二 组
H218O
H2O
结论：光合作用释放的氧全部来自水。
将干燥的定性滤纸 剪成长略短于烧杯高度、 宽1cm的滤纸条，剪去 一端的两个角，在距离 该端大约1cm处用铅笔 画一条细线。
画铅笔细线
铅笔线
制备滤纸条时要将一端剪去两角的 目的是什么？
剪去两角的滤纸条上的色素带扩散速度 一致，色素在滤纸条上的排列是平行的。而 保留两角的滤纸条上的色素带边缘扩散得快， 中间扩散得慢，所以看起来色素带会是两边 高中间低。
2．绿叶中的色素不只一种，它们都能溶 解在层析液中。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得快； 反之则慢。这样，几分钟后，绿叶中的色素 就会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。
二、目的要求
1．进行绿叶中色素的提取和分离。 2．探究绿叶中含有几种色素。
三、材料用具 新鲜的绿叶(如菠菜的绿叶) 干燥的定性滤纸，试管，棉塞，研钵，
光合作用过程中，碳的转移 途径是: CO2→C3→(CH2O)
17世纪 范· 海尔蒙特
1771年 普利斯特莱
1779年 扬· 英根豪斯 1864年 1940年 1948年 萨克斯 鲁宾和卡门 卡尔文
二、光合色素与光能的捕获 一 捕获光能的色素和结构
㈠光合色素
思考
1.生命活动的最终能源太阳光能是如何转变成化 学能用于生命活动的？ 通过植物的光合作用。 2.植物的光合作用是以太阳光能作为动力的，植 物是如何捕获光能进行光合作用的？我们来比较 健康幼苗与白化苗的生长状况，请分析为什么白 化苗的长势比正常幼苗差？
证明：
光合作用需要光，光合作用能产生淀粉。
绿叶在光下制造淀粉
年代
科学家
实验结论 植物生长所需要的养料 主要来自于水 植物生长需要吸收 CO2，同时释放出O2
17世纪 范· 海尔蒙特
1771年 普利斯特莱
1779年 扬· 英根豪斯 1864年 1940年 萨克斯 鲁宾和卡门
植物需要光才能制造O2 植物在光下产生淀粉
年代
科学家
实验结论 植物生长所需要的养料 主要来自于水 植物生长需要吸收 CO2，同时释放出O2
17世纪 范· 海尔蒙特
1771年 普利斯特莱
1779年 扬· 英根豪斯 1864年 1940年 1948年 萨克斯 鲁宾和卡门 卡尔文
植物需要光才能制造O2 植物在光下产生淀粉 光合作用释放的O2来自水
玉米中有时会出现白化苗，白化苗 不能正常生长的原因是什么？
正常苗
白化苗
正常幼苗能进行 光合作用制造有 机养料。
白化苗不能进行 光合作用，无法 制造有机养料。
这说明光合作用需要色素去捕获光能。
提取和分离叶绿体中的光合色素
思考 讨论
叶绿体中的色素能溶解于水吗？如果不能，又是为什么？
1:假如我们要从叶绿体中提取色素，可以选取什么溶剂呢？ 2:用什么样的植物叶片来提取色素呢？ 3:假如叶绿体中存在两种以上的色素，如何从提取液中 分离已经提取的色素呢？化学实验中将混在一起的物 质分离的方法有哪些？
1:假如我们要从叶绿体中提取色素，可以选取什么溶剂呢？
实验注意
1、提取色素时加入SiO2，CaCO3作用 2、研磨时要迅速而充分 3、将滤液收集到试管后为什么要用棉塞将试管 塞严 4、滤纸条制作时要剪去两角 5、为了保证色素的量，滤液细线要重复多遍。 6、滤液细线不能触及层析液
一、实验原理
1．绿叶中的色素不溶于水,但能溶于有 机溶剂无水乙醇(丙酮)中，所以，可以用 无水乙醇(丙酮)提取绿叶中的色素。
讨论2： 滤纸上的滤液细线，为什么不能 触及到层析液？
滤纸上的滤液细线如果触及层析 液，细线上的色素就会溶解到层析液 中，就不会在滤纸上扩散开来，实验 就会失败。
培养皿
胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b
层析液 1. 插滤纸条 2. 色素分离
★层析液不能没 及滤液线
★溶解度大，扩散速度快
溶解度小，扩散速度慢
(二)光能的捕获
叶绿素a和叶绿素b有两个吸收峰值，即在蓝光和红光部 分，但它们的吸收峰所处部位略有差别，在蓝光部分 b>a，红光部分a>b，这主要是因为它们的化学结构略有 差别。
恩吉而曼的实验
恩吉尔曼实验的结果
恩吉尔曼实验的结果
分析：这一巧妙的实验说明了什么？ 说明了丝状绿藻中的光合色素能有效地 利用红光和蓝紫光。
恩吉尔曼的实验巧妙在哪里？
(1)选择水绵作为实验材料的原因是： 水绵有带状叶绿体，螺旋分布在细胞中， 便于观察和分析。 (2)将临时装片放在黑暗和无空气的环境中是 为了排除环境中光线和O2的干扰。 (3)设置极细光束和好氧细菌的好处： 能够准确判断出水绵细胞中产生氧气 的部位。
1648年，海尔蒙特(J.B. van Helmont)
五年后
柳树增重 74.4 kg 土壤减少 100 g 2.3 Kg
植物生长所需要的养料主要来自水，而不是土壤。
年代
科学家
实验结论 植物生长所需要的养料 主要来自于水
海尔蒙特 17世纪 范·
1771年 普利斯特莱
英根豪斯 1779年 扬·
1864年
3 /4
叶绿素b（黄绿色）
思考：
1.滤纸条上有几条不同颜色的色带?其排序 怎样?宽窄如何?这说上往下依 次为: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)。叶绿素a——最宽， 叶绿素b——较宽，胡萝卜素——最窄，叶黄 素——较窄 。说明它们在层析液中的溶解度不 同，随层析液在滤纸条上扩散的快慢也不一样。 含量也不同。