能量之源──光与光合作用 课件

二、叶绿体的结构和功能
1．结构：一般呈扁平的椭球形成或球形，外表具_类__囊__体___， 内部有基粒和_双__层__膜___，基粒是由_基__质_____堆叠而成。 吸收光能的色素分布于_类__囊__体__薄__膜___，与光合作用有关 的酶分布在叶__绿_体__基__粒__上__和_基__质__中_______。
在叶绿体所有受光部位
(2)实验结论： ①叶绿体是进行光合作用的场所。 ②O2 是由叶绿体释放的。
(3)实验设计巧妙之处：
①实验材料选择水绵和好氧细菌：水绵的叶绿体呈螺旋式带 状，便于观察；用好氧细菌可确定释放氧气的部位。
②没有空气的黑暗环境：排除了氧气和光的干扰。
③用极细的光束点状投射：叶绿体上可分为获得光照和无光 照的部位，相当于一组对照实验。
ATP。 (4)能量变化：光能转变为____活__跃_的__化__学__能_。
2．暗反应 (1)场所：叶绿体的___基__质___中。
(2)条件：酶、[H]、ATP。
(3)物质变化：
a．[HC]O＋2A的T固P→定_：__CC_65H_＋_1C2_O_O6_2_→___。___2_C_3__；b.C3的还原：C3＋ (4)能量变化：ATP中活跃的化学能转变为_稳__定__的__化_学__能__。
年代科学家
过程(依据)
结论或结果
1771 年普利
玻密璃闭罩＋绿植色物＋
斯特利(英) 蜡烛→不易熄灭 小鼠→不易窒息死亡
植物可以更新空气
1779 年英格 豪斯(荷兰)
同普利斯特利的实验 过程
只有在阳光照射下 和有绿叶时植物才 可以更新空气
年代科学家
1845 年梅耶 (德国)
过程(依据) 能量转换和守恒定律 黑暗中饥饿处理的绿叶
[答案] D
2 叶绿体的结构和功能
• 1.叶绿体的结构及功能 • (1)结构： • ①双层膜：分为内膜和外膜，其主要功能是控制物质进出
叶绿体。
②基粒：由囊状结构堆叠而成，这些囊状结构称为类囊体。 吸收光能的四种色素就分布在类囊体的薄膜上。
③基质：在基粒与基粒之间充满基质，基质中含有与光合作 用有关的酶。
阶段 场所 具体过程 产物 能量转换
光反应阶
①水的光解
叶绿体
段(必须 基粒 ②ATP的生
有光)
成
O2 [H] 光能―→活 ATP 跃化学能
暗反阶段 (有光无 光均可)
叶绿体 基质
①CO2的固 定
②CO2(或 C3)的还原
活跃的化学 (CH2O) 能―→ 等有机
②认识上的成功：本实验在证明光合作用的产物是淀粉的同 时，还证明了光照是光合作用的必要条件。
(3)鲁宾和卡门实验 ①巧妙之处：两组实验相互对照直观地表现出氧气是来自于
水的光解，而不是来自于二氧化碳中的氧。
②自变量为被标记的C18O2和HO，因变量是O2的放射性。
自身对照≠相互对照 不能认为萨克斯实验和鲁宾及卡门实验的对照设计方法 相同：其中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：H128O 与 C18O2)。
有关叶绿体的叙述正确的是( )
• A．叶绿体中的色素都分布在囊状结构的膜上
• B．叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上
• C．光合作用的酶只分布在叶绿体基质中
• D．光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上
• [解析] 叶绿体中的色素都分布在囊状结构的薄膜上。
• [答案] A
3 光合作用的探究历程 • 1.探究历程
验叙述正确的是( )
• A．加入碳酸钙防止滤液挥发
• B．用NaCl溶液提取叶片中的色素
• C．用无水酒精或丙酮分离滤液中的色素
• D．加入二氧化硅(石英砂)有利于充分研磨
[解析] 本题考查实验中药品和试剂的作用。加入碳酸钙的 目的是防止叶绿素被有机酸破坏掉；色素的提取利用的是 无水乙醇；色素的分离利用的是层析液；加入二氧化硅是 使研磨更充分。
(2)从色素带的宽度可知各种色素的含量一般情况下为：叶绿 素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。
(3)在滤纸条上距离最近的两条色素带是叶绿素a与叶绿素b， 距离最远的相邻的两条色素带是胡萝卜素和叶黄素。
4．绿叶中的色素对光的吸收特点
(1)绿叶中的色素只吸收可见光，对红外光和紫外光等不吸收。
(2)叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光 的吸收量大，对其他可见光并非不吸收，只是吸收量较少。
②代表生物光化能能自自养养生生物物：：
绿色植物 硝化细菌
(2)异养生物： ①概念：只能利用环境中_____现_成__的__有__机__物_来维持自身生命
活动的生物。
②代表生物：人、动物、真菌、大多数细菌。
•互 动 探 究
• 1.夏季的树叶多为绿的海洋，到了深秋时节更有“看万山 红遍，层林尽染”的美景，试从生物学角度分析其原因。
2．细胞质中有叶绿体。 3．既能提高温度，又能提高棚内CO2的浓度，有利于提高
作物的光合作用强度。
4．一般选用无色透明的薄膜，因为能够透过各种单色光。
1 绿叶中色素的提取和分离
1.原理及试剂 (1)原理： 色素提取：色素能够溶解于有机溶剂 色素分离：色素在层析液中的溶解度不同 (2)试剂： 色素提取：用无水乙醇作为溶剂 色素分离：用层析液，也可以用93号汽油代替
实验中的注意事项
加入无水乙醇后，要进行迅速、充分的研磨，迅速研磨可以 防止溶剂挥发，充分研磨是为了使更多的色素溶解在溶剂 中，否则提取的色素量减少。
过滤时，不能用滤纸，要用单层尼龙布(或脱脂棉)，因为滤 纸可以吸附色素，降低滤液中色素的含量，使实验效果不 明显。
•1
•
下列有关“叶绿体色素的提取和分离”的实
滤纸条(有_滤__液_细__线___的一端朝下)，随后用
棉塞塞紧试管口，不能让滤_液__细__线____触及层 析液
观察结果 滤纸条上色素带有四条
3.分析四种色素对光吸收的差异
A：类胡萝卜素胡叶萝黄卜素素橙 黄黄 色色主要吸收_蓝__紫__光_
B： 叶绿素b C：叶绿素a
黄蓝绿绿色色主要吸收__蓝__紫__光__和__红__光____
铅笔 在_距__去__角__的_一__端__1_c_m___处用铅笔画一条 画线 细的横线
步骤名称
操作过程
取滤液 用毛__细__吸__管__吸取少量滤液
画滤 液细
滤液画线
沿铅笔线均匀地画出一条细线
线
重复画线 待滤液干后，重复画线_一__两_____次
将适量的层析液倒入试管中，然后轻轻插入
分离绿叶中的 色素
④进行黑暗(局部光照)和完全暴露在光下的对照实验：明确 实验结果完全是由光照引起的等。
(1)光合作用的酶分布在类囊体的薄膜上和基质中，但光合色 素只分布在类囊体的薄膜上。
(2)叶绿体以囊状结构堆叠成基粒的方式增大膜面积，而线粒 体以内膜向内腔折叠形成嵴的方式增大膜面积。
•2
•
Baidu Nhomakorabea
叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下面
步骤
分离 色素
观察 与分
析
方法 画滤液细线
原因
剪去两角：防止层析液在滤纸条 的边缘处扩散过快
画得细、齐、直；重复画 ①层析液不能没及滤液细线：防 止色素溶于层析液中 ②试管加塞是为了防止层析液挥 发(因为丙酮、苯等有毒性)
3.有关色素带的分析
(1)从色素带的位置可知道各种色素在层析液中溶解度的高低 依次为：胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。(记忆口诀： 胡黄ab)
收集操器作材：：将小试试管管口用
棉塞
塞严
2．分离绿叶中的色素 (1)原理：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得快，反之则慢。
(2)步骤： 步骤名称
操作过程
制备 滤纸
条
剪滤 将干燥的定性滤纸剪成略小于试管长与 纸条 直径的滤纸条，并在一端_剪__去__两_角__
2．功能：是进行_______光__合_的作场用所。
三、光合作用的探究历程
1．1864年，德国的萨克斯的实验证实了光合作用的产物有 _淀__粉_____。
2．1939年，美国的鲁宾和卡门利用______同__位_素__标__记__法____ 证明光了合__作__用__释__放__的_氧__气__来__自__水_________。
①自变量明确：证明植物具有更新空气的作用 优点 ②对照明显：玻璃罩内只放小鼠或燃烧蜡烛作
对照 ①没有认识到光在植物更新空气中的作用 不足 ②没有明确植物吸收和释放的气体
(2)萨克斯实验的成功之处 ①方法的成功：
a．设置了对照实验，自变量为光照，因变量是叶片颜色的 变化。
b．实验的关键是饥饿处理，使叶片中的营养物质消耗掉， 避免了对实验结果的干扰。
能量之源——光与光合作用
1.1.1 集合的概念
• 一、捕获光能的色素
• 1．提取绿叶中的色素 • (1)原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂_无__水__乙__醇___
中。
(2)填写提取绿叶中色素的步骤： 取材材处理料：：剪称碎取，5 放g绿入叶研钵中 研磨研药磨品：、迅试速剂、：二充氧分化硅 、 碳酸钙 和无水乙醇 过滤过器程材：：玻将璃滤漏液斗迅速、倒单入层漏尼斗龙中布进行过滤
•3
•
如图，在温室下，将3株脱淀粉(经过充分
“饥饿”处理)的同种植株和相同体积的不同溶液放在钟
罩内，给予相同强度的光照，本实验可以证明( )
A．光合作用速率随CO2浓度增大而增大 B．光合作用的必需条件是CO2 C．过多的CO2阻碍光合作用 D．NaHCO3能抑制光合作用 [解析] 该实验的自变量是CO2浓度，丙组缺少CO2，乙组
五、化能合成作用
1．化能合成作用 (1)概念物能质源变来化源：：无无机机物物―的→氧有化机物 (2)实例：硝化细菌，能利用氧化__N_H__3、__H__N_O__2__释放的化 学能将_C__O_2_和__H__2O____合成为糖类，供自身利用。
2．自养生物和异养生物
(1)自养生物：
①概念：能将无机物合成为有机物的生物。
2．步实骤验步骤 方法
原因 ①选取新鲜叶片：色素含量高
②加入少许二氧化硅和碳酸
钙：作用分别是使研磨充分、
保护色素
色素 提取
③加入 10 mL 无水乙醇：溶解、 提取色素 将研磨液迅速倒入基
部垫有单层尼龙布的 玻璃漏斗中过滤，滤 液收集到试管中，及
试管口加棉塞：防止溶剂挥 发，并充分溶解色素
时用棉塞塞紧试管口
结论或结果 植物在进行光合作用 时，把光能转换成化 学能储存起来
1864 年萨克 斯(德国)
1939 年鲁宾 和卡门(美国)
12曝光碘蒸气 变蓝 → 12遮光碘蒸气 不变蓝
H128O＋CO2→植物→18O2 C18O2＋H2O→植物→O2
绿色叶片在光合作用 中产生淀粉
光合作用释放的氧气 来自水
2.从光合作用的探究历程可知： (1)普利斯特利的实验的优点和不足
CO2浓度比甲组高，本实验CO2浓度值组数设置不够，不 能说明光合作用速率与CO2浓度的关系。 [答案] B
4 光合作用的过程
• 光合作用过程是由一系列的化学反应组成的。通常是根据 是否需要光能，将光合作用的过程分为需要光能的光反应 阶段和不需要光能的暗反应阶段。各阶段的物质和能量变 化可用下图表示：
(2)功能：
叶绿体内的基粒和类囊体扩展了受光面积，含有许多吸收光 能的色素分子和光合作用所必需的酶，因此叶绿体是绿色 植物进行光合作用的场所。
2．叶绿体功能的验证实验 (1)实验过程及现象：
极细光束照射→好氧细菌集中于 好氧细水菌绵无―黑空―暗→气叶完绿全体暴被露光在束光照下射→到好的氧部细位菌分布
• 2．植物能进行光合作用制造有机物，有位同学就想： “如果人能像绿色植物一样，岂不是不用吃饭了吗？”如 果该同学的想法能实现，你认为人体细胞应具备什么样的 结构？
• 3．在进行植物温室栽培时，大棚内常常放几个燃烧的煤 炉，你知道是什么原因吗？
• 4．在大棚种植时一般选用哪种颜色的薄膜？为什么？
提示：1.春夏时节叶绿素所占比例大，故叶子为绿色，而到 了深秋叶绿素大量分解，类胡萝卜素含量相对增加，故叶 子为黄色或橙黄色。
3．20世纪40年代，美国的卡尔文，利用____放_射__性__同__位__素_标_ 记 技__术__最__终__探__明_了_的_C_途_O_径2_。_在光合作用中转化成 有机物中碳
四、光合作用的过程及应用
1．光反应 (1)场所：叶绿体的_类_囊__体__薄__膜___上。
(2)条件：_光__照_____、色素、酶等。 (3)物质变化：将水分解为_[_H_]_和__O_2___，将ADP和Pi合成