人教版生物必修一5-4光合作用与能量转化
高中生物第5章细胞的能量供应和利用第4节光合作用与能量转化第2课时光合作用的原理课件新人教版必修1
（4）1954年，美国科学家阿尔农发现，在光照下，叶绿体可合成 _A_T_P__。1957年，他发现这一过程总是与_水__的__光__解___相伴随。
（5）20世纪40年代，美国的卡尔文利用_同__位__素__标__记___法最终探明 了CO32．中反的应碳式在：光_C合__O作_2_＋用__H中_2_O转_― _化叶_光―_绿成能_体→_有_（_机_C_物_H_2中_O_碳）__的＋__途O__2径_。。
（2）联系：光反应为暗反应提供NADPH、ATP，暗反应为光反应 提供ADP和Pi，如图所示：
3．光合作用过程中物质交换分析 （1）光合作用过程中C、H、O元素转移途径
（3）光合作用总反应式与C、H、O元素的去向（以生成葡萄糖为 例）
知识贴士：有关光合作用过程的四点提醒 （1）叶绿体的内膜既不参与光反应，也不参与暗反应。 （2）光反应阶段为暗反应提供ATP、NADPH，ATP从类囊体薄膜 移向叶绿体基质。而暗反应则为光反应提供ADP和Pi，ADP从叶绿体基 质移向类囊体薄膜。 （3）光反应阶段必须是在有光条件下进行，而暗反应阶段有光无 光都能进行，但需光反应提供的NADPH和ATP，故暗反应不能长期在 无光环境中进行。 （4）在自然条件下，光反应阶段和暗反应阶段同时进行，不分先 后。
NADPH 和 O2 ②ATP 的合成：在相关酶
O2 的固定：CO2＋C5――酶→2C3
的作用下，ADP 和 Pi 形 ②C3 的还原：2C3――酶→（CH2O）
成 ATP
＋C5
光能→ATP 中活跃的化 ATP 中活跃的化学能→有机物中
能量变化
学能
稳定的化学能
相应产物 O2、ATP 和 NADPH 糖类等有机物
中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有水，没有二氧化碳），在光照下可 以 释 放 出 ___氧__气_ 。 像 这 样 ， __离__体__叶__绿__体__在__适__当__条__件__下__发__生__水__的__ ___光__解__、__产__生__氧__气___的化学反应称作希尔反应。
新教材生物人教版必修一精品公开课课件5-4 光合作用与能量转化(第2课时)
条件：光、色素、多种酶
场所：类囊体薄膜
水的光解： H2O
光 色素
O2 + H+ + e-
物质转化：
ATP的合成：ADP + Pi + 能量 NADPH的合成：NADP+ + H+
+
酶ATP e- 酶
+ H2O NADPH
能量转化: 光能
ATP、NADPH中活跃的化学能
产物：O2、NADPH、ATP
四、光合作用的过程——暗反应
1941 鲁宾和卡门 20世纪40代 卡尔文
光合作用释放的氧来自水 光合产物中有机物的碳来自CO2
二、光合作用的概念 光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二 氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释 放出氧气的过程。
CO2+H2O 光能 （CH2O）+O2
三、光合作用的过程
根据是否需要光能，这些化学反应可以概括地分为光反应和暗 反应，现在也称为碳反应，两个阶段。
（3 ）
条件： 场所： 物质变化： 能量转变：
条件：
场所： 物质 变化： 能量转变：
即时训练
1
2
3 4
5
2.NADP+和类AD囊P体的移薄动膜途径呢？ 从叶绿体叶基质绿到体类基囊质体薄膜。
3.NA光D能PH→的AT作P用、？N①A在DPCH3的中还活原跃中的作化还学原能剂→；有②机为物C中3的稳还定原的提化供学能量
五、光合作用中元素的转移
CO2 + H2O
叶绿体 光能
（CH2O）+ O2
①H的转移： H2O → NADPH→ (CH2O )
产物
5.4光合作用与能量转化教学设计-2023-2024学年高一上学期生物人教版必修一
授课内容
授课时数
授课班级
授课人数
授课地点
授课时间
教材分析
本节课选自2023-2024学年高一上学期生物人教版必修一，第五章第四节“光合作用与能量转化”。本节内容是对光合作用的实质进行深入探讨，包括光合作用的反应过程、能量转化和碳氧平衡等方面。通过本节课的学习，学生应理解光合作用的意义，掌握光合作用的反应过程，并能够运用相关知识解释实际问题。
5.价值观培养：学生能够认识到光合作用对于生物圈的重要性，理解自然界的复杂性和生物多样性的价值。他们应该能够培养对于自然环境的保护和可持续发展的意识。
学生通过本节课的学习，不仅能够掌握光合作用的基本知识，还能够提升自己的科学素养和思维能力。他们将能够将所学知识应用于实际问题中，并为保护环境和可持续发展做出自己的贡献。
4.实验报告：我们将评估学生在实验中的操作能力、观察能力和数据分析能力，以及他们如何将实验结果与理论知识相结合。
5.作业和练习：我们将评估学生完成作业和练习的质量，包括对知识点的理解和应用能力，以及他们的思考深度和广度。
教师评价与反馈：我们将根据学生的课堂表现、小组讨论成果展示、随堂测试、实验报告和作业练习，给予学生及时、具体的反馈。我们将指出学生的优点和需要改进的地方，帮助他们更好地理解和掌握光合作用的知识。同时，我们也会鼓励学生积极参与课堂讨论和实践活动，培养他们的批判性思维和解决问题的能力。通过评价与反馈，我们希望能够激发学生的学习兴趣，提高他们的学习效果，并为他们的进一步学习提供支持。
3.题目：请阐述光合作用过程中能量转化的机制。
答案：光合作用过程中能量转化的机制涉及到ATP和NADPH的生成。在光反应中，水分解生成氧气和[H]，同时将光能转化为ATP和NADPH的能量。ATP和NADPH在暗反应中被用于将CO2还原成有机物，同时将AT链来实现的。
5.4.2光合作用与能量转化——光合作用的原理和应用 课件 高一上学期生物人教版必修1
知识回顾
绿 叶 中 的 色 素
类胡萝卜素
（约占1/4， 主要吸收蓝紫光）胡萝卜素 叶黄素Fra bibliotek叶绿素
（约占3/4，主要 吸收蓝紫光和红光）
叶绿素a 叶绿素b
（橙黄色）
（黄色） （蓝绿色） （黄绿色)
叶绿素ａ＞叶绿素ｂ＞叶黄素＞胡萝卜素 进行光合作用的场所是 叶绿体 。
H2O
光能 叶绿体
（CH2O）+
O2
光合作用强度：指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。 可用有机物生成量、O2产生量或CO2吸收量表示。 影响光合作用强度的因素有哪些？
CO2的浓度 H2O
原料
温度：影响酶活性
光：影响能量供应 （光照强度、光质、光照时间）
矿质元素：（如：Mg 合成叶绿素）
二、光合作用的原理的应用
P105
探究光照强度对光合作用强度的影响
实验原理：
光合作用产生的氧气量可作为光合强度的指标， 氧气量会改变叶片的密度。
抽气 叶片含有空气，上浮
叶片 下沉；
光合作用 产生O2充满细胞间隙，叶片 上浮 。
二、光合作用的原理的应用
P105
探究光照强度对光合作用强度的影响
实验步骤：
1. 取材
0.6cm
2. 排出细胞间隙中的气体
一、光合作用的原理——探索历程（部分实验） P102
1. 19世纪末： CO2
O2 + H2O
✘ 甲醛 缩合 （CH2O）
1928年，科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过
光合作用转化为糖。
光能
2. 1937年，希尔： H2O 离体叶绿体 O2 水光解产生氧气的化学反应称为希尔反应
5.4光合作用与能量转化(第4课时)课件-高一上学期生物人教版(2019)必修1
d点： 温度过高，部分气孔关闭，出现“午休”现象。
e点： 下午6时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。
ef段： 光合作用强度小于细胞呼吸强度。
fg段：没有光照，光合作用停止，只进行细胞呼吸。
bf段： 制造有机物的时间段。
ce段：积累有机物的时间段，积累有机物最多的点e点
一昼夜有机物的积累量＝S1－(S2＋S3)(S1、S2、S3分别表示曲线和横轴围成的面积)。
量
⑷ 画出阴生植物对应曲线 A 上移，B左移，C左下移。
例5.将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室CO2浓 度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度（以CO2吸收速率表
D 示）,测定结果如下图。下列相关叙述，正确的是（ ）
A. 如果光照强度适当降低，a点左移，b点左移 B. 如果光照强度适当降低，a点左移，b点右移 C. 如果光照强度适当增加，a点右移，b点右移 D. 如果光照强度适当增加，a点左移，b点右移
光合作用与细胞呼吸曲线的综合分析
植物光合作用和细胞呼吸的日变化曲线分析
1.自然环境中一昼夜植物CO2吸收或释放速率的变化曲线
a点： 凌晨，温度降低，细胞呼吸减弱，CO2释放减少。
b点： 有微弱光照，植物开始进行光合作用。 bc段：光合作用强度小于细胞呼吸强度。
c点： 上午7时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。 ce段：光合作用强度大于细胞呼吸强度。
例7．(不定项)某密闭温室大棚内CO2浓度的变化如图所示，其中b、c
两点的温度相同。下列说法错误的是( ACD )
A．经一昼夜后大棚内植物有机物积累 量减少 B．经一昼夜后大棚内O2浓度增加 C．b、c两点时温室大棚中的光照强度相同 D．b、c两点时叶肉细胞的光合速率等于细胞呼吸的速率
高中生物新教材必修一教学案《54光合作用与能量转化》
高中生物新教材必修一教学案《54光合作用与能量转化》高中生物材必修一教学案XXX《5.4.光合作用与能量转化》一、教学目标1、尝试提取和分离绿叶中的色素，简述绿叶中色素的种类及其功能2、运用结构与功能相适应的观念，解释叶绿体适于进行光合作用的结构特点3、设计并实施实验，探究环境因素对光合作用强度的影响4、关注光合作用原理的应用二、教学重点和难点1.教学重点(1)叶绿体适于光合作用的结构特点。
(2)光合作用的原理。
2.教学难点(1)光合作用过程中物质和能量的变化及相互关系。
(2)探究影响光合作用强度的环境因素。
三、素养要求1、生命观念1)能初步用物质与能量观，说明叶绿体是光合作用的场所。
2)阐明光合作用的过程。
2、科学思维1)通过分析与综合，明确叶片颜色与其色素含量的关系。
2)通过分析与综合，认识光合作用的发现历程。
3)构建环境身分影响光合作用的数学模子3、科学探究1)给出得当的实验方案，分析色素提取与分离的关键。
2)通过讨论与交流，认识科学探究的基本思路和方法。
3)设计实验方案，探讨环境身分对光合作用的影响4、社会责任应用光合作用的原理，指导农业生产。
四、教学方法问题导学，情境教学，思维探究，多媒体PPT、模型建构、图表曲线五、教学过程第一课时问题商量你参观或听说过植物工厂吗?植物工厂在人工精密控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成分等条件下，生产蔬菜和其他植物。
有的植物工厂完全依靠LED灯等人工光源，其中常见的是红色、蓝色和白色的光源。
讨论1)靠野生光源生产蔬莱有什么好处?2)为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件?教师：1、用野生光源生产蔬菜，可以避免因为自然环境中光照强度缺乏导致光合作用强度低而酿成的减产。
2、影响光合作用的身分很多，既有植物自身前提，也有外界环境前提。
捕获光能的色素和结构①太阳光能的输入、捕捉和转化，是生物圈得以维持运转的基础。
②光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。
高中生物 人教版必修1第5章 第4节 光合作用与能量转化 影响光合作用的因素 总结
B
CO2
释 放 A’
量 A
C
阳生植物
阴生植物
光照强度
根据上表：阴生植物的光饱和点和 光补偿点低于阳生植物的原因？
阴生植物的叶绿素含量低，且叶绿素 a/b的值也低，导致光反应速率降低， 同时Rubp羧化酶含量也比阳生植物的 低，导致暗反应速率低，故阴生植物 的光饱和点和光补偿点均低。
13
练习
光照强度
光补偿点：植物达到光
合速率等于呼吸速率时， 所对应的光照强度。
总（真）
光合速率光饱和点：植物达到最
呼吸速率
大光合速率所需要的最
A
CO2 A:光合作用为0，只进行呼吸作用
小光照强度
释放
应用：①合理密植；
量
②阴雨天适当补充光
照，及时对大棚除霜消雾。 11
Ⅰ.影响光合作用强度的因素
CO2 吸收
量
C D
O
B
A
CO2 释放
量
E 光照强度
F
光照强度由O到E变化的过程中：
用面积表示
①细胞呼吸消耗的有机物是多少？
矩形SAOEF
②光合作用制造的有机物是多少？ ③此梯过形程SA中CDF积累的有机物是多少？
梯形SACDF－矩形SAOEF
即，梯形SDCBE－△SOBA
12
补充：阳生植物和阴生植物
CO2
吸
C’
2.如果光合强度用CO2的量表示，那么，“同化”、“固定”或“消 耗”CO2的量表示的是总光合强度，而“从环境（或容器）中吸收” 或“环境（或容器）中减少”CO2的量则指的是净光合强度。
3.如果光合强度用O2的量表示，那么“产生”或“制造”O2的量指 的是总光合强度，而“释放至容器（或环境）中”或“容器（或环 境）中增加”O2的量则指的是净光合强度。
新人教版生物必修一第五单元：光合作用与能量转化
2、色素的吸收萝卜素主要吸收蓝紫光
叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱
类叶 胡绿 萝素 卜： 素吸 ：收 吸蓝 收紫 蓝光 紫和 光红
光能转化为化学能被细胞所吸 收的过程称为光合作用。
太阳光中有能量，我 们制造出太阳能电池板 可以捕获其中的能量并 转化为电能。
绿色植物也能捕获 并转化太阳光中的能量， 那么，绿叶中通过什么 物质或结构捕获并转化 光能呢？
捕获光能的色素
• 我们知道，玉米中有时会出现白化苗。 白化苗由于不能进行光合作用，待种子中贮 存的养分耗尽就会死亡。可见光合作用与细 胞中的色素有关。 今天，下面的这个实验，主要目的是探究
二、实验程序
实验结果：
讨论：1.滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？
宽窄如何？这说明了什么？
2022/12/26
9
胡萝卜素（橙黄色）
绿 叶
类胡萝卜素
中
（含量约1/4）
叶黄素（黄色）
的
色 素
叶绿素
叶绿素a（蓝绿色）
（含量约3/4）
叶绿素b（黄绿色）
三、实验关键
1.选材时应注意选择鲜嫩、色浓绿、无浆汁的 叶片。如菠菜叶、棉花叶、洋槐叶等。
光
结论：
• 叶绿素a和合叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光， 胡萝卜素和叶红素主要吸收蓝紫光。
• 注：因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反 射回来，所以叶片才呈现绿色。
问题：这些捕获光能的色素存在于细胞中 的什么部位？
3.叶绿体
• 1817年，两位法国科学家首次从植物中分 离出叶绿素，当时并不清楚叶绿素在植物细 胞中的分布情况。
高中生物第一册 5 4 光合作用与能量转换 教学设计
第五章细胞的能量供应和利用第4节光合作用与能量转化一、教学目标知识方面：1、说出绿叶中色素的种类和作用。
2、说出叶绿体的结构和功能。
3、说出光合作用以及对它的认识过程。
4、说出光合作用原理的应用。
5、简述化能合成作用。
能力方面：尝试探究影响光合作用强度的环境因素。
情感态度价值观：通过研究科学家对光合作用原理的探究过程，认同科学是在不断地观察、实验、探索和争论中前进的；认同科学家不仅要继承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意见中的合理成分，还要有质疑、创新和勇于实践的科学精神与态度。
二、教学重点、难点及解决方法1、教学重点：⑴绿叶中色素的种类和作用。
⑵光合作用的发现及研究历史。
⑶光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
⑷影响光合作用强度的环境因素。
解决方法：⑴通过色素提取和分离实验，让学生仔细观察分离出的不同色带，色带的颜色、分布顺序和宽窄，思考其原因及作用。
⑵让学生从化学反应的角度看光合作用的过程，明确每一个物质变化的来龙去脉和相应的能量转化的过程。
⑶让学生通过探究活动理解光合作用原理的应用。
2、教学难点：⑴光反应和暗反应的过程。
⑵探究影响光作用强度的环境因素。
解决方法：⑴通过由浅入深的讲解，让学生理解光反应和暗反应的过程，区别和联系。
⑵通过探究活动——环境因素对光合作用强度的影响，让学生掌握光合作用原理在农业生产中的应用。
三、课时安排：3课时四、教学方法：讲解、实验法。
五、教具准备：课件六、学生活动1、指导学生阅读教材，找出需了解的知识点。
2、让学生讨论认识叶绿体的结构，这种结构有哪些适于进行光合作用的特点；光合作用的过程，影响因素等。
七、教学程序第1课时[问题探讨]结合教材讨论：1、靠人工光源生产蔬菜有什么好处？2、为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件？导言：追根溯源，对绝大多数生物来说，能量的最终来源是光能。
将光能转换成化学能要靠光合作用，进行光合作用的细胞，首先要能够捕获光能，那么捕获光能的色素有哪些呢？一、捕获光能的色素。
5.4.光合作用与能量转化 课件-高一上学期生物人教版(2019)必修一
1.恩格尔曼的第1个实验的结论是什么？
2.恩格尔曼在选材实验设计上有什么巧妙之处？
叶绿体的结构适用于进行光合作用
1、为什么选用水绵和好氧细菌作为实验材料？
➢水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察。 ➢好氧细菌可确定释放O2的部位。
2、为什么选用黑暗并且没有空气的环境？
➢选用黑暗并且没有空气的环境，可排除光线和 氧的干扰。
探究·实践
材料用具
干燥的定性滤纸，试管棉塞，试管夹， 研钵，玻璃漏斗，尼龙布，毛细吸管， 剪刀，药匙，量筒，天平。 无水乙醇，层析液，二氧化硅，碳酸 钙
探究·实践
方法步骤
1.提取绿叶中的色素
①称取5g的绿叶，剪碎， 放入研钵中。
探究·实践
②放入少许二氧化硅和 碳酸钙 再放入10mL无 水乙醇
目的：二氧化硅有助于 研磨得充分，碳酸钙可 防止研磨中色素被破坏。
★层析液不能没及滤液线
层析液
防止色素溶解在层析 液中
探究·实践 6.实验结果
探究·实践
讨论：
滤纸条上有4条不同的颜色的色素带，从上到下 依次为胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素（黄色，）
叶绿素a（蓝绿色）和叶绿素b(黄绿色)
1.滤纸条上有几条色素带？它们是按照什么次序分布的？
2.滤纸条上的色素带的分布情况说明了什么？
叶绿体除了吸收光能以外，还有什么功能吗？
水绵和需氧型细 菌放在没有空气 的黑暗小室内
叶绿体的结构适用于进行光合作用
极
放
细
置
的
光
光
下
束
叶绿体的结构适用于进行光合作用
用透过三棱镜的光照射水绵 临时装片，发现大量的需氧 型细菌聚集在红光和蓝紫光 区域。
第4节 光合作用与能量转化 第2课时 光合作用的原理和化能合成作用
课堂思学区 学习反思 评价检测
一、光合作用的概念
1.概念
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,并且释放出氧气的过程。
(1)场所:① 叶绿体 。
(2)能量来源:② 光能
。
(3)反应物:③ 二氧化碳和水
。
(4)产物:④ 有机物和氧气 。
(5)实质:⑤ 合成有机物,储存能量
三、光合作用原理
1.填写图中序号a~d所代表的物质或结构⑫_a_:_O_2_;_b_:_N_A_D_P_+_;_c_:_A_D_P_+_P_i_;_d_:_C_5 。 2.图示Ⅰ过程是⑬___光__反__应_____阶段。 (1)场所:⑭__[_e_]_类__囊__体__薄__膜___上。 (2)条件:光、色素和酶等。
5.下图表示叶绿体的结构和功能,请回答下列问题。
(1)与光合作用有关的色素分布在图中[②] 类囊体薄膜 上。 (2)光反应是在 类囊体薄膜 上进行的,暗反应是在[⑧] 叶绿体基质 中进行 的。
。
2.反应式 CO2+H2O
⑥__(_C_H_2O_)_+_O_2______
二、探索光合作用原理的部分实验
科学家
实验过程或依据
实验结论
19世纪末
科学界普遍认为,在光合作用中
,CO2分子的C和O被分开,O2被释放 甲醛对植物有毒害作用,而且甲醛不能
,C与H2O结合成甲醛,然后甲醛分子 通过光合作用转化成⑦_____糖________
A.1∶2 B.2∶1 C.8∶9 D.9∶8
分析总结光合作用过程 活动2 观察下图,梳理光合作用过程相关问题
1.完成下列表格 比较项目 需要条件
必修一 第五章 第4节 光合作用与能量转化
第4节光合作用与能量转化1、靠人工光源生产蔬菜有什么好处？用人工光源生产蔬菜，可以避免由于自然环境中光照强度不足，导致光合作用强度低而造成的减产，同时人工光源的强度和不同色光是可以调控的，可以根据植物生长的情况进行调节，以使蔬菜产量达到最大。
2、为什么要控制二氧化碳浓度，营养液成分和温度等条件？影响光合作用的因素很多，既有植物自身条件，也有外界环境条件，二氧化碳浓度、营养液和温度是影响植物生长的重要外部条件，因此要进行控制，以便让植物达到最佳的生长状态。
3、捕获和转化光能的唯一的生物学途径是什么？光合作用4、对于高等植物来说，叶片是进行光合作用的主要器官。
这些植物的叶片多数是绿色的，说明其中有绿色的色素。
在玉米地里有时可以看到叶片中不含绿色色素的白化苗，在种子中储存的养分耗尽就会死去。
这说明什么问题？叶片中的绿色色素可能与光能的捕获有关。
5、提取色素和分离色素的试剂分别是什么？提取色素，用无水乙醇。
分离色素用层析液。
6、分离绿叶中色素的原理是什么？绿叶中的色素不止一种，他们都能溶解在层析液中，但不同的色素，溶解度不同，溶解度高的，随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢，这样滤液中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开。
7、提取色素，要用无水乙醇，如果只有95%的乙醇应该怎么办？将体积分数95%的乙醇加入适量无水碳酸钠。
8、二氧化硅、碳酸钙的作用分别是什么？二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙，可防止研磨中色素被破坏。
9、研磨时为什么要迅速、充分的研磨？迅速研磨，是因为无水乙醇易挥发。
充分研磨，是为了让滤液中获得足够量的色素。
10、过滤滤液时是选用的滤纸吗？如果不是，那应该选择什么？原因是什么？不是滤纸，而选择单层尼龙布。
滤纸会吸附色素。
11、哪些措施都是为了让滤液中含有足够量的色素？选用新鲜的绿叶；剪去叶片中不含色素的主脉；用无水乙醇充分溶解色素；研磨时添加二氧化硅；充分研磨；过滤时选用单层尼龙布。
12、将滤纸条减去两个角的目的是什么？为了让滤液细线更加平、直。
5.4.2 光合作用与能量转化课件 高一上学期生物人教版必修1
五、光合作用原理及探索
1.光合作用的探究历程
（5）瓦尔堡实验
布来克曼在1905年提出光合作用分为依赖光的阶段和不依赖光的阶段。 瓦尔堡设计了下图类似的实验检验布来克曼的假说。
连续光照135s
A组
→ 光合产物量：a
光照7.5s，黑暗7.5s，光暗交替共135s
B组
→ 光合产物量：0.7a
思考：若光合作用的全过程都需要光，则B组光合产物量应为多少？ 光合作用分为光反应和暗反应
光合作用强度的表示方法：
（单位时间内光合作用）
制造或产生有机物（糖类）量 固定或者利用CO2的量 产生或消耗O2的量
思考：能否测量出光合作用强度？
六、光合作用原理的应用
2.探究环境因素对光合作用强度的影响
（1）实验目的： 探究光照强度对光合作用强度的影响
（2）变量分析： 自变量：光照强度 如何处理？ 不同瓦数的灯或相同瓦数 台灯离实验装置的距离
五、光合作用原理及探索
1.光合作用的探究历程
（2）希尔反应
思考3：希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？
能说明，希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的，悬浮液中 有H20，无CO2，所以可以说明水的光解并非与糖的合成相关联，暗示希 尔反应是相对独立的反应阶段。
五、光合作用原理及探索
NADPH
C3
ATP
ADP+Pi NADP+
C5
（1）物质方面： 光反应生成的ATP和NADPH供暗反应中C3的还原，而暗 反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+。
（2）能量方面： 光反应将光能转变为不稳定化合物（ATP和NADPH）中的 化学能，暗反应再将不稳定化学物中的化学能转变为稳 定化学物（糖类等有机物）中的化学能
【课件】光合作用与能量转化课件2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1
（一）捕获光能的色素
实验操作的误差分析
假设同学甲在进行色素提取实验时，一次加入大量无水乙醇； 同学乙在进行层析时不小心将滤液细线浸没于层析液之下。 请问两位同学的操作是否会影响实验结果？
① 同学甲的操作会导致提取的色素浓度过低，使色素提取液和色素带 颜色较浅；
② 同学乙的操作会导致绿叶纸条上的色素更多的溶解于层析液中，如 果时间较短，色素带颜色较浅；若时间较长，则可能无色素带出现。
（二）叶绿体的结构适于进行光合作用
资料： 又结合其他实验证据，科学家们证明了：在叶绿体基质中，含有多种
进行光合作用所必需的酶。
叶绿体是光合作用的场所，并且 能够吸收特定波长的光。
叶绿体内部巨大的膜表面上，分 布着许多吸收光能的色素分子，在 类囊体膜上和叶绿体基质中，还有 很多进行光合作用所必需的酶。
(5)在真核细胞内，能进行光合作用的色素分布在叶绿体以及液泡
中( × )
练习巩固
3．如图1所示为某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行相关实验的流程，请分析回答下列问题：
(1) 提 取 色 素 时 为 了 研 磨 充 分 应 加 入 ___S_i_O_2____ ， 纸 层 析 法 分 离 色 素 的 原 理 是 _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__条__上__扩__散__的__快__，__反__之__则__慢_______。
（2）为什么选用黑暗并且没有空气的环境？ 选用黑暗并且没有空气的环境，可排除光线和氧的干扰。
（3）为什么用极细的光束照射？ 叶绿体上有光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验。
思考·讨论： 恩格尔曼的实验二
新教材高中生物第五章细胞的能量供应和利用第四节光合作用与能量转化课件新人教版必修第一册
探究一 绿叶中色素的提取和分离
阅读教材第98~99页“探究·实践”,分析“绿叶中色素
的提取和分离”实验的原理、步骤及结果。 1.绿叶中色素的提取。 (1)原理:绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂_无__水__乙_
醇 中。 (2)过程。 取材:称取5 g绿叶,剪去主叶脉,剪碎,放入研钵中
研磨:向研钵中放入少许_S__iO__2 _和_C_a_C__O_3_,再加入 5~10 mL _无__水__乙__醇___,迅速、充分地进行研磨
(3)滤纸条上色素带重叠:①滤液细线不直;②滤液细线 过粗。
(4)滤纸条上看不见色素带:①忘记画滤液细线;②滤液 细线触及层析液,色素溶解到层析液中。
【例2】下列关于绿叶中色素的提取和分离实验的相关说 法正确的是( ) A.提取色素时需使用体积分数为75%的乙醇 B.滤纸条上含量最多的叶绿素a呈现黄绿色 C.叶绿素在层析液中的溶解度比类胡萝卜素大 D.研磨时若不加入碳酸钙,得到的色素带可能只有两条 解析:绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,因此 可以用无水乙醇提取色素,A项错误;叶绿素a呈现蓝绿色,B 项错误;叶绿素在层析液中的溶解度比类胡萝卜素小,C项 错误;碳酸钙能防止研磨中叶绿素被破坏,因此研磨时若不 加入碳酸钙,得到的色素带可能只有两条,D项正确。 答案:D
实验中的注意事项及操作目的归纳
过程
注意事项
选新鲜绿色的叶片
研磨时加无水乙醇
提取 加少量SiO2和CaCO3 色素
迅速、充分研磨
盛放滤液的试管口加 棉塞
滤纸预先干燥处理
滤液细线要直、细、 分离 匀 色素 滤液细线干燥后再重
画一至两次
滤液细线不触及层析 液
操作目的 使滤液中色素含量 高 溶解色素 研磨充分和保护色 素 防止乙醇过度挥发, 充分溶解色素
光合作用与能量转化
光合作用与能量转化一、教材分析《光合作用与能量转化》是人教版高中生物学必修1《分子与细胞》第5章第4节的内容，本节内容分3个课时进行教学。
本课时主要包括捕获光能的色素和结构，学生需重点学习叶绿体的结构和色素的种类，掌握提取、分离色素的实验技巧，跟随科学家探索光合作用原理，学习其中的科学思维和方法，为后续课时内容的学习打下基础。
二、学情分析本章节内容与初中知识联系紧密，较其他章节更为微观、抽象。
高一同学在初中时接触过光合作用相关概念，在第3章第2节初步学习了叶绿体的基本功能，但不能准确说出光合作用的物质基础和结构基础，无法形成植物结构与功能相适应的生命观念，也未能从物质转换和能量转化的角度学习光合作用。
本章节所包含的实验，涉及到化学知识中混合物的分离、提纯和氧化还原反应，高一学生已具备该实验所需的基本操作技能和现象观察能力，可开展小组合作进行实验。
三、教学目标（1）了解绿叶中色素的种类和作用，掌握叶绿体的结构和功能，培养结构与功能相适应的生命观念。
从物质和能量的视角，探究光合作用，阐明细胞生命活动过程中贯穿着物质和能量的变化。
（2）开展提取分离绿叶中的色素实验，通过实验探究来培养归纳与概括的科学思维，锻炼观察、交流讨论的能力，通过合作探究，培养科学探究能力。
（3）通过科学史内容的学习，认识科学家伟大的奉献精神，培养批判性思维、创新性思维，启发敢于实践的科学精神和科学态度，激发社会责任感。
四、教学重难点（一）教学重点1、绿叶中色素的种类和作用2、叶绿体的结构和功能（二）教学难点绿叶中色素的种类和作用五、教学环节六、教学反思本节课主要通过绿叶中色素的分离和提取实验，通过实验操作，锻炼了实验操作能力，发展了他们的科学思维，培养了科学探究能力。
本节课的内容还涉及到了历史知识，即生物学科学史。
由于生物学科学史中涉及科学研究的过程、技术的应用及有趣的发现，所以教师在讲解生物学科学史时，有助于引发学生的共情，培养学生积极奋的科学态度和社会责任感。
生物人教版(2019)必修1 5.4光合作用与能量转化(共21张ppt)
光照不变
减少
增加
增加
减少
增加
增加
减少
增加
减少
增加
光照由弱到强， CO2供应不变
CO2供应由充足到不足， CO2供应由不足到充足，
光照不变
光照不变
04
光合作用原理的应用
NYDIA·C
四、光合作用原理的应用
B
C EF
D
G
A
光合作用
光合作用强度：指在单位时间内通过光合作用 制造糖类的数量
意义：直接关系农作物产量，研究影响光合作 用强度的因素很有现实意义
滤液细线的要求 细、齐、直、重复多次
层析液 20份石油醚 + 2份丙酮 + 1份苯
一、捕获光能的色素
绿叶中的色素
叶绿素（3/4）
叶绿素a（蓝绿色） 叶绿素b（黄绿色）
类胡萝卜素（1/4）
胡萝卜素（橙黄色） 叶黄素（黄色）
异常现象分析
滤液中绿色颜色过浅 滤纸条色素带重叠
胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b
滤纸条看不到色素带
色素带位置和宽度分别有什么含义？
NYDIA·C
一、捕获光能的色素
叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红 光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
NYDIA·C
一、捕获光能的色素
叶绿体的结构适于光合作用
NYDIA·C
02
探索光合作用的部分实验
NYDIA·C
二、探索光合作用的部分实验
实验材料选的好 01
实验材料选择水绵和需氧细菌。水绵的叶绿 体呈螺旋带状分布，便于观察；用需氧细菌 可确定释放氧气多的部位
实验材料 选的好
02 排除干扰方法好
第五章第4节光合作用与能量转化高中生物必修一人教版
然后将等量的叶圆片转至不同浓度的NaHCO3 溶液中，给予一定的光照，测量每个培
养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间（如图乙所示），以研究光合作用速率与
NaHCO3 溶液浓度的关系。下列有关分析正确的是( C )
图甲
图乙
A.在ab段，随着NaHCO3 溶液浓度的增大，光合作用速率逐渐减小
C.将载有水绵和需氧细菌的临时装片放在充满空气的小室内进行实验
D.用透过三棱镜的光照射临时装片，发现大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域
【解析】水绵具有螺旋带状叶绿体，用极细的光束可将叶绿体分为有光照和无光照
的部位（相互对照），便于实验观察，A正确；用极细的光束照射水绵,发现需氧细
菌集中分布在叶绿体的照光部位，所以恩格尔曼的实验直接证明叶绿体能吸收光能
【解析】链接左栏探索历程，逐项分析
例4-8 (2024·陕西师大附中月考改编)如图是绿色高等植物的光合作用图解，下列说
法正确的是( B
)
A.①可代表光合色素，主要吸收蓝紫光
B.③是C3 ，若突然降低CO2 的供应量，短时间内③的含量会减少
C.④是ATP，该物质合成时不需要消耗能量
D.⑤是NADPH，仅作为③还原过程中的还原剂
题型1 色素的提取和分离
例14 某同学用新鲜菠菜叶进行绿叶中色素的提取和分离。下列说法错误的是( C
A.将菠菜叶剪碎，研磨时应加入二氧化硅、碳酸钙和无水乙醇
B.滤纸条上的滤液细线若触及层析液会导致分离实验失败
C.滤纸条上，扩散最快的色素带呈蓝绿色，最宽的色素带呈橙黄色
D.若滤纸条上滤液细线的色素带变窄、变浅，可能是因为使用了久置的叶片
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为什么植物春夏叶子翠绿，而深秋叶片金黄呢？
叶绿素的含量﹥类胡萝卜素
叶绿素的含量﹤类胡萝卜素
由于叶绿素比类胡萝卜素 易受到低温的破坏，秋季 低温时叶绿素大量破坏
1.恩格尔曼第一个实验的结论是什么？ 2.恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？ 3.在第二个实验中，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，为什么？ 4.综合上述资料，你认为叶绿体具有什么功能？
（含量约占3/4）
叶绿体 色素
功能:捕获光能,用于光合作用。
思考：这样4种色素对光的吸收有什么差别呢？
拓展：观察色素吸收光谱
分光仪
三棱镜
色素溶液
光源
观察到变暗处即是被色素吸收的光谱。
叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱
叶绿素：主要吸收蓝紫光和红光 类胡萝卜素：主要吸收蓝紫光
植物工厂用红色或 蓝色光的灯管，并且在 白天也开灯。
酶
ADP+Pi+能量
ATP
NADPH、 ATP 、O2
光能→活跃的化学能
酶 CO2被固定C3被还原形成糖类 等有机物
ATP酶→ADP+Pi+能量 ADP Pi （CH2O ） C5
活跃的化学能→稳定的化学能
都包括物质变化和能量变化
把无机物转变成有机物，把光能转变成化学能贮存起来
思考：光照强度和CO2浓度变化对叶绿体内C3化合物、C5化合物含量变 化的影响。
O2的释放量 O2的吸收量
CO2的吸收量 有机物的积累量 CO2的释放量 有机物的消耗量
CO2浓度
温度
水分
水是光合作用的原料，也可间接影响光合作用。
缺水
气孔 关闭
限制二氧化 碳进入叶片
光合作用 受影响
光合作用强度：指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。 表示方法：有机物生成量
O2产生量 CO2吸收量 影响光合作用的因素： 1.光照强度 2.CO2浓度： 3.水分： 4.温度： 5.影响叶绿体的形成和结构的因素
探究光照强度对光合作用强度的影响 自变量：光照强度 （调节光源与烧杯距离来控制） 因变量：氧气产生量 （用单位时间浮起叶片数量表示） 无关变量：如温度、水分、 CO2等 （要相同且适宜）
AB段：光合作用强度<呼吸作用强度 B点：光补偿点，即光合作用强度=细胞呼吸强度 BC段：光合作用强度>呼吸作用强度 C点: 增加光照强度光合作用强度不再增加。 C点对应的横坐标：光饱和点，
真正光合速率=净光合速率+呼吸速率
总光合作用 净光合作用 呼吸作用
O2
CO2
有机物
O2的产生量 CO2的固定量 有机物的制造量
（1）如果光照增强，CO2浓度不变：
C3化合物含量
C5化合物含量
（2）如果光照减弱， CO2浓度不变：
C3化合物含量
C5化合物含量
（3）如果CO2浓度增加，光照强度不变：
C3化合物含量
C5化合物含量
（4）如果CO2浓度减少，光照强度不变：
C3化合物含量
C5化合物含量
探究环境因素对光合作用强度的影响
光合作用与能量转化
思考1：“白化苗”能持续正常地生长吗？ 不能进行光合作用，不能持续正常地生长。 光合作用与细胞中的色素有关。
思考2：细胞哪些结构含有色素？ 液泡：花青素 叶绿体：多种光合色素
只有叶绿体中的色素可以捕获光能。
绿叶中色素的提取和分离
原理：
1、提取： 绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，可用无水乙醇
光能
ATP中活跃 的化学能
碳的转移途径：
CO2
C3
CO2 H2O CO2 H2O
(CH2O)中稳定 的化学能
（CH2O）
反应阶段 反应部位 反应条件 物质变化
产物 能量变化
两阶段相同点 光合作用实质
光反应与暗反应的比较 光反应
暗反应
叶绿体类囊体的薄膜上
叶绿体基质
叶绿体色素、酶、光能
H2O 酶 NADPH +O2
来提取色素。
2、分离： 绿叶中色素都能溶解在层析液中。不同色素在层析液中的
溶解度不同，溶解度高的，随层析液在滤纸上扩散的速度快， 反之则慢。
SiO2（石英砂） （研磨充分）
CaCO3 （防止研磨过程 中色素被破坏）
无水乙醇 （提取色素）
橙黄色
黄色 蓝绿色 黄绿色
类胡萝卜素
（含量约占1/4）
叶绿素
水的光解： NADPH的合成： ATP的合成： 能量转化:
光能→ATP和NADPH中的活跃化学能
2 、 暗 反 应 阶 段（卡尔文循环）
场 所： 叶绿体基质 条 件： 多种酶、CO2 物质变化:
能量转化: ATP和NADPH中的活跃化学能→有机物中稳定的化学能
C
（CH2O） H O
O2
能量的转移途径：
项目 烧杯
甲 乙 丙
小圆形叶片
10片 10片 10片
加富含CO2的清水
20 mL 20 mL 20 mL
光照强度 叶片浮起数量
强
多
中
中
弱
少
实验结论：在一定范围内，随着光照强度不断增
光照强度
A点：只进行细胞呼吸， CO2释放量表明此时的呼吸强度。
思考·讨论 探索光合作用原理的部分实验
1.1937年，希尔：（希尔反应） H2O 光能 O2
2.1941年，鲁宾和卡门：同位素标记法
C02
018 2 C18O2
02
H2180
H20
CO2+H2O*
（CH2O）+O*2
3.1954-57年，阿尔农：水光解产生ATP
H2O 光能
O2 +ATP
光合作用
1.概念： 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（CH2O） ，并且释放出氧气的过程。
2.反应式：
光能
CO2 + H2O
（CH2O） + O2
叶绿体
3.实质
物质变化： 把无机物转变成有机物，释放O2。
能量变化：把光能转变成有机物中的化学能。
1、光反应阶段
场 所：叶绿体的类囊体薄膜 条 件：光、色素、酶 物质变化: