高中生物_光能的捕获和利用教学课件设计
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教案设计-第三节 光能的捕获和利用(配中图版)
第三节光能的捕获和利用
一、教学目标
1.知识性目标：
(1)说出对光合作用的认识过程。
(2)了解叶绿体中色素的种类、颜色及其吸收的光谱；初步学习光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布。
(3)掌握光合作用的概念、实质、总反应式、光反应、暗反应的具体过程、光反应与暗反应的区别与联系及光合作用的意义。
(4)应用所学的光合作用的知识，了解植物栽培与合理利用光能的关系。
2.技能性目标：
(1)通过叶绿体色素的提取与分离实验，初步训练学生的实验室操作技能及相关仪器、药品的使用能力。
(2)通过探讨光合作用的氧来源，初步训练学生的实验设计能力。
(3)通过分析、讨论光合作用的光反应和暗反应具体过程，培养学生良好的思维品质。
3.情感、态度、价值观方面
(1)通过学生对影响光合作用的因素的理解，增强学生保护生态环境的意识。
(2)通过学生讨论“如何利用光合作用的原理提高作物产量”这一问题，加强对科学、技术、社会（STS）的关注。
二、教学重难点
教学重点：
光合作用的发现过程；叶绿体中色素的种类；颜色及其吸收的光谱；光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布；光合作用的概念、实质、总反应式、光反应、暗反应的具体过程；光反应与暗反应的区别与联系及光合作用的意义；植物栽培与合理利用光能的关系。
教学难点：
光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布；光反应与暗反应的区别与联系及光合作用的意义。
三、教学过程。
中图版生物必修1第三节《光能的捕获和利用》ppt
(2)功能 叶绿体内的基粒和类囊体扩大了其受光面积，含有许多吸收光能的色素分子和光合作用所必需的酶，因此叶绿体是高等植物进行光合作用的场所。 3．叶绿体中的色素 (1)色素的种类： (2)分布：叶绿体基粒类囊体上。 (3)功能：叶绿体中的色素能够吸收可见光，用于光合作用，其中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。
二、叶绿体的结构
1.一般植物的叶片为什么呈现绿色？
三、光合作用过程 光合作用的全过程包括光反应和暗反应两个阶段。 1．光反应阶段
2.能进行光合作用的生物一定有叶绿体吗？
四、影响光合作用的因素
思考探讨提示： 1．叶绿体中叶绿素的含量较多，叶绿素吸收绿光最少，绿光反射得最多，所以叶片呈绿色。 2．不一定，如原核生物中的蓝藻没有叶绿体，但具有进行光合作用的色素和酶，也可进行光合作用
一、光合作用的早期研究 1．1642年布鲁塞尔的医生海尔蒙特认为，植物体内的全部营养物质都是从土壤中获得的。 2．1771年英国的普里斯特利将蜡烛和小白鼠分别与绿色植物在一起的实验证明植物①____________；荷兰的英格豪斯证实，只有在②________绿色植物才能更新空气。 3．1864年德国萨克斯的实验：暗处处理几个小时的绿叶一半曝光一半遮阴，然后用碘液处理，结果③______________________________，说明了④________________产生淀粉。 4．1880年德国恩吉尔曼证明叶绿体光照时释放O2，证明了植物光合作用的场所是⑤________。 5．1841年美国鲁宾、卡门证明光合作用的氧气全部来自⑥________，所用的实验方法是⑦____________。
1．在叶绿体的结构中，含有与光合作用有关的酶的结构是( ) A．内膜和基质 B．外膜和基质 C．外膜和内膜 D．类囊体薄膜上和基质 【解析】 与光合作用有关的酶分布在类囊体膜上和基质中。 【答案】 D
二、叶绿体的结构
1.一般植物的叶片为什么呈现绿色？
三、光合作用过程 光合作用的全过程包括光反应和暗反应两个阶段。 1．光反应阶段
2.能进行光合作用的生物一定有叶绿体吗？
四、影响光合作用的因素
思考探讨提示： 1．叶绿体中叶绿素的含量较多，叶绿素吸收绿光最少，绿光反射得最多，所以叶片呈绿色。 2．不一定，如原核生物中的蓝藻没有叶绿体，但具有进行光合作用的色素和酶，也可进行光合作用
一、光合作用的早期研究 1．1642年布鲁塞尔的医生海尔蒙特认为，植物体内的全部营养物质都是从土壤中获得的。 2．1771年英国的普里斯特利将蜡烛和小白鼠分别与绿色植物在一起的实验证明植物①____________；荷兰的英格豪斯证实，只有在②________绿色植物才能更新空气。 3．1864年德国萨克斯的实验：暗处处理几个小时的绿叶一半曝光一半遮阴，然后用碘液处理，结果③______________________________，说明了④________________产生淀粉。 4．1880年德国恩吉尔曼证明叶绿体光照时释放O2，证明了植物光合作用的场所是⑤________。 5．1841年美国鲁宾、卡门证明光合作用的氧气全部来自⑥________，所用的实验方法是⑦____________。
1．在叶绿体的结构中，含有与光合作用有关的酶的结构是( ) A．内膜和基质 B．外膜和基质 C．外膜和内膜 D．类囊体薄膜上和基质 【解析】 与光合作用有关的酶分布在类囊体膜上和基质中。 【答案】 D
中图版高中生物必修1 3.2.3光能的捕获和利用_教案设计
《光能的捕获和利用》第二课时教学设计卞祖华一、教学内容分析1．教材分析：光合作用在绿色植物的新陈代谢以及整个生态系统地物质循环和能量流动具有十分重要的意义，其过程和机理是一个复杂的氧化还原过程，包括一系列的光化学反应及物质、能量的转变问题。
光反应和暗反应过程的物质变化和能量转化比较抽象，是理解光合作用实质、探究影响光合作用强度的环境因素的基础。
所以，《光能的捕获和利用》分3课时进行，本课时为第2课时，光合作用光反应、暗反应的过程以及相互关系是本课时教学的重点和难点。
2．教学重点、难点重点：光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
难点：光反应、暗反应的过程。
3．教学策略以经典的光合作用研究历史中的重要事件为线索，了解科学家探究科学的艰辛历程和学会探究的一般方法。
通过呈现科学史上科学家的一些实验资料，通过问题驱动，引导学生深度参与学习，思考光合作用的具体过程中的物质变化和能量转换，最终得出光合作用是光反应和暗反应的综合过程。
二、学情分析高一年级的学生缺乏“有机化学”的知识，对物理的“能量转换和守衡”定律也不够了解，尤其是光合作用机理所涉及的很多化学反应相当复杂，需要尽量运用浅显的语言、直观的图解、恰当的设问引导学生分析和解决问题，降低理解这部分知识的难度。
通过学习不仅要让学生掌握反应的机理，更重要的是培养学生善于思考的品质。
三、教学目标知识目标1．体验科学家探究科学的艰辛历程和探究的一般方法。
2．阐明光合作用光反应和暗反应的具体物质变化和能量转换的过程。
3．说出并阐明光合作用的总反应式与实质。
能力目标掌握科学实验探究的一般原则。
在相关实验背景资料分析、思考与讨论、归纳、推理、建模等过程，提升科学论证能力。
情感目标认同科学的研究态度在实验探究中的重要性，关注技术发展推进科学研究，形成用发展的观点看待科学、树立辨证的科学观。
四、教学媒体设计PPT课件、希沃教学助手、板书五、教学过程设计引出课题：“万物生长靠太阳”，所有生物每天取食的有机物都直接或间接来源于植物光合作用制造的有机物，我们的生活不全依赖着物质还需要有精神追求。
高中生物必修一(人教版)5.4.1捕获光能的色素和结构课件
绿叶中的色素不止一种，它们都能溶解在层析液中。
然而，它们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。这样滤液中不 同的色素就随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。
方法步骤： 1.提取绿叶中的色素
（1）称取绿叶五克，剪碎，放在研钵中 （2）加入少许SiO2 、CaCO3， 再加入10毫升无水乙醇， 进行迅速、充分的研磨 SiO2——使研磨充分 CaCO3 ——防止色素被破坏 无水酒精——溶解色素
以防止色素溶解于层析液中而无法分离），
用培养皿盖住（防止层析液挥发）。
培养皿
层析液
插滤纸条
5.观察与记录
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？
胡萝卜素（橙黄色）
绿 叶 中 的 色 素
类胡萝卜素
（含量约1/4）
叶黄素（黄色） 叶绿素a（蓝绿色）
叶绿素
能量之源——光与光合作用（1） （捕获光能的色素和结构）
思考 下列转变需经哪些生理过程才能实现？
光能 ① 光合作用 糖类等有机物中稳定的化学能 ② 呼吸作用、ATP合成
ATP中活跃的化学能 ③ ATP水解
直接用于各种生命活动
追根溯源，对于绝大多数生物来
说，活细胞所需能量的最终源头是太
阳能。将光能转换成细胞能够利用的
答案 C
⑥取的叶片的叶脉
⑧
⑦画滤液细线的次数少 B．②④⑤⑧ D．②③④⑤⑥
解析
在实验中，滤纸条上的色素带颜色较浅的原
因是滤液中色素含量少，或者在滤纸条上画滤液细线
时，重复的次数太少，或者加入的提取液太多，使滤
液中色素浓度降低，又或者层析时，层析液没过滤液 细线，使色素溶解在层析液中。滤液中色素含量少的 ⑵研磨时没有加入碳酸钙，使部分色素被破坏；
然而，它们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。这样滤液中不 同的色素就随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。
方法步骤： 1.提取绿叶中的色素
（1）称取绿叶五克，剪碎，放在研钵中 （2）加入少许SiO2 、CaCO3， 再加入10毫升无水乙醇， 进行迅速、充分的研磨 SiO2——使研磨充分 CaCO3 ——防止色素被破坏 无水酒精——溶解色素
以防止色素溶解于层析液中而无法分离），
用培养皿盖住（防止层析液挥发）。
培养皿
层析液
插滤纸条
5.观察与记录
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？
胡萝卜素（橙黄色）
绿 叶 中 的 色 素
类胡萝卜素
（含量约1/4）
叶黄素（黄色） 叶绿素a（蓝绿色）
叶绿素
能量之源——光与光合作用（1） （捕获光能的色素和结构）
思考 下列转变需经哪些生理过程才能实现？
光能 ① 光合作用 糖类等有机物中稳定的化学能 ② 呼吸作用、ATP合成
ATP中活跃的化学能 ③ ATP水解
直接用于各种生命活动
追根溯源，对于绝大多数生物来
说，活细胞所需能量的最终源头是太
阳能。将光能转换成细胞能够利用的
答案 C
⑥取的叶片的叶脉
⑧
⑦画滤液细线的次数少 B．②④⑤⑧ D．②③④⑤⑥
解析
在实验中，滤纸条上的色素带颜色较浅的原
因是滤液中色素含量少，或者在滤纸条上画滤液细线
时，重复的次数太少，或者加入的提取液太多，使滤
液中色素浓度降低，又或者层析时，层析液没过滤液 细线，使色素溶解在层析液中。滤液中色素含量少的 ⑵研磨时没有加入碳酸钙，使部分色素被破坏；
3.2.3光能的捕获和利用——课件
• （2）同位素标记技术的应用与实验成功密 不可分。你能否举出其他的科学与技术相 互促进共同发展的例子？
显微镜技术不细胞的収现、研究
二、叶绿体的结构
（一）叶绿体的结构和功能
• 1、叶绿体的结构 能 • （1）光学显微镜下能否看到叶绿体？ 呈 扁平的椭球形或球 形，在电镜下可看到 叶绿体由 双层膜 、 基质 、 基粒 （由一 个个圆饼状的类囊体 堆叠而成）组成的。 线粒体和叶绿体增大膜面积方式不同，分 别是怎样的？线粒体—嵴，叶绿体—基粒 • ②吸收光能的色素分布在： 类囊体膜上 • ③与光合作用有关的酶分布在： 不光反应有关的 酶—类囊体膜上，不暗反应有关的酶—基质中 • 2、叶绿体的功能： 光合作用的场所
（二）叶绿体色素的提叏不分离
• 目的要求：
1、掌握提取和分离叶绿体色素的方法 2、了解叶绿体中色素的种类
• 实验材料：
菠菜
• 【提取原理】绿叶中的色素能溶解于 （ 有机 溶剂）中，可以用其提取绿 叶中的色素。 • 【分离原理】不同色素在 层析液 中 溶解度 不同， 溶解度大 的随 层析液 在滤纸上扩散的快；反之则慢。这样， 几分钟之后，绿叶中的色素在滤纸上 分离开。这样的分离方法叫 纸层析法 。
【重点难点】
光合作用的过程及其影响因素
一、光合作用的早期研究
• 科学成果都是后人继承前人的经验， 又经过多次的探索和研究才获得的。 光合作用的发现就是一个典型的例子。
漫长的探索之旅……………………………………
漫长的探索之旅……………………………………
1、公元前3世纪—亚里士多德的观点
•你同意他的观点吗？ •不足之处在哪里？ 没有通过实验来检验自己的理论
3.2.3 光能的捕获和利用
【学习目标】
显微镜技术不细胞的収现、研究
二、叶绿体的结构
（一）叶绿体的结构和功能
• 1、叶绿体的结构 能 • （1）光学显微镜下能否看到叶绿体？ 呈 扁平的椭球形或球 形，在电镜下可看到 叶绿体由 双层膜 、 基质 、 基粒 （由一 个个圆饼状的类囊体 堆叠而成）组成的。 线粒体和叶绿体增大膜面积方式不同，分 别是怎样的？线粒体—嵴，叶绿体—基粒 • ②吸收光能的色素分布在： 类囊体膜上 • ③与光合作用有关的酶分布在： 不光反应有关的 酶—类囊体膜上，不暗反应有关的酶—基质中 • 2、叶绿体的功能： 光合作用的场所
（二）叶绿体色素的提叏不分离
• 目的要求：
1、掌握提取和分离叶绿体色素的方法 2、了解叶绿体中色素的种类
• 实验材料：
菠菜
• 【提取原理】绿叶中的色素能溶解于 （ 有机 溶剂）中，可以用其提取绿 叶中的色素。 • 【分离原理】不同色素在 层析液 中 溶解度 不同， 溶解度大 的随 层析液 在滤纸上扩散的快；反之则慢。这样， 几分钟之后，绿叶中的色素在滤纸上 分离开。这样的分离方法叫 纸层析法 。
【重点难点】
光合作用的过程及其影响因素
一、光合作用的早期研究
• 科学成果都是后人继承前人的经验， 又经过多次的探索和研究才获得的。 光合作用的发现就是一个典型的例子。
漫长的探索之旅……………………………………
漫长的探索之旅……………………………………
1、公元前3世纪—亚里士多德的观点
•你同意他的观点吗？ •不足之处在哪里？ 没有通过实验来检验自己的理论
3.2.3 光能的捕获和利用
【学习目标】
高中生物新苏教版必修1叶绿体与光能的捕获课件
(2)滤纸条色素带重叠： 画滤液细线时，未等前一次滤液线干就接着画，使得滤液细 线画得过粗。 (3)色素带不整齐的原因分析： ①画滤液细线时，没有做到画的细线细且直，使色素带重叠。 ②滤纸条一端的两角剪得不对称。
(4)滤纸条上看不见色素带： ①忘记画滤液细线。 ②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到 层析液中。 ③加的层析液为水。 (5)只看到上面两条色素带： ①未加碳酸钙，叶绿素 a、叶绿素 b 被破坏。 ②所使用的叶片为“黄叶”。
素、胡萝卜素、叶绿素 a 和叶绿素 b
(×)
(4)叶绿素和类胡萝卜素都主要吸收蓝紫光和红光
(×)
1．(科学思维)下图中甲代表新鲜菠菜叶的光合色素纸层析结果。
请 判 断 乙 图 所 示 结 果 最 有 可 能 来 自 ____________________( 填 “正常生长的柳树幼叶”或“秋冬季节的银杏落叶”)。理由是 什么？ 提示：秋冬季节的银杏落叶 秋冬季节气温较低，叶绿素合成 酶的活性降低，并且低温造成叶绿素分解，而叶黄素和胡萝卜 素比较稳定。
名师提醒：(1)鲁宾、卡门和卡尔文实验的方法均为同位素 标记法(也叫同位素示踪法)。
(2)在光合作用的发现过程中，科学家们设计了对照实验， 使结果和结论更加科学、准确。①萨克斯：空白对照，自变量 为光照(一半曝光与另一半遮光)，因变量为颜色变化。②鲁宾 和卡门：相互对照，自变量为标记物质(H128O 与 C18O2)，因变 量为 O2 中氧原子的种类。
4．如图为新鲜菠菜叶中 4 种色素的相对含量及在滤纸条上的
分离情况。下列有关说法不正确的是
()
A．4 种色素在层析液中溶解度最高的是丁 B．4 种色素均可溶于有机溶剂无水乙醇中 C．4 种色素在层析液中溶解度最高的是甲 D．发黄菠菜叶中色素含量显著减少的是甲和乙
3.2.3 光能的捕获和利用 课件 5
双 基
设
达
计 变化，并总结光反应、暗反应的反应式。
标
课
课
前
后
自
知
主
能
导
检
学
测
菜单
ZT ·生物 必修1
课
课
时
堂
教 法
7．列表让学生比较光反应与暗反应的区别和联系。(设
互 动
分 析
计意图：利用表格使知识网络更为简洁清晰便于理解记忆。
探 究
同时有利于培养学生的概括能力、语言表达能力。)
教
8．采用文字、图表、动画手段分析经典实验，逐个发 当
学
堂
方 案
和功能的学习奠定基础，当今人类社会面临的粮食、资源、
双 基
设 计
环境等问题与光合作用有着密切联系。近三年的高考中，叶
达 标
绿素的提取和分离，光合作用的原理，影响光合速率的环境
课 因素及其与呼吸作用的关系的考查尤为突出，常以曲线或图 课
前
后
自 表的形式呈现。
知
主
能
导
检
学
测
菜单
ZT ·生物 必修1
课 的呢？
课
前
后
自
知
主
能
导
检
学
测
菜单
ZT ·生物 必修1
课 ●教学流程设计
课
时
堂
教
互
法 分 析
课前自主探究：阅读教材P61～
动 探 究
教 学
，填写【课前自主导学】，
66
当 堂
方
双
案 设 计
完成“思考交流1、2、3”。
基 达 标
课
光能的捕获与利用三.ppt
请填充下图中1—18代表的结构、物质 或过程名称。
H2O
O2
水的光解
供能
2C3
NADPH 供氢
CO2
C3
的
ATP
供 能
还 原
CO2的固定 C5
ADP+Pi
（CH2O）
光反应
暗反应
类囊体膜
19、光合作用的总反应式。
叶绿体基质
（1）图中H过程表示_光_反__应，I过程表示_暗__反_应。 （2）图中A代表_色__素___， 其生理功能主要是_______。
叶表面气孔关闭而使光合作用减弱。这是由于
A、水分产生的[H]数量不足
B、叶绿体利用的光能合成的ATP不足
C、空气中CO2量相对增多，而起抑制作用
D、暗反应中三碳化合物产生的量太少
２、 下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是 A、
增大O2浓度
B、增大CO2浓度
C、增强光照
D、调节室温
３、施用农家肥能提高温室作物光合作用效率的理由中，
2、叶绿体含多种色素，其中一种色素能接受其它
色素所吸收的光能，该色素是 （ C ）
A．胡萝卜素
B．叶黄素
C．叶绿素a
D．叶绿素b
思考：
层析液
1、四条色素带的排列顺序说明了什么？
2、最宽色素带是什么？说明了什么？
3、色素的作用？
叶绿体中的色素主要吸收红橙光和蓝紫光
练一练：1、对叶绿体中的某色素进行光谱分析， 发现光谱中的红光区和蓝紫光区呈黑色，则此 色素可能是（ ） A A.叶绿素a和叶绿素b B.叶绿素b和胡萝卜素 C.胡萝卜素和叶黄素 D.叶黄素和叶绿素a
CO2吸 收量
D
●
F
H2O
O2
水的光解
供能
2C3
NADPH 供氢
CO2
C3
的
ATP
供 能
还 原
CO2的固定 C5
ADP+Pi
（CH2O）
光反应
暗反应
类囊体膜
19、光合作用的总反应式。
叶绿体基质
（1）图中H过程表示_光_反__应，I过程表示_暗__反_应。 （2）图中A代表_色__素___， 其生理功能主要是_______。
叶表面气孔关闭而使光合作用减弱。这是由于
A、水分产生的[H]数量不足
B、叶绿体利用的光能合成的ATP不足
C、空气中CO2量相对增多，而起抑制作用
D、暗反应中三碳化合物产生的量太少
２、 下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是 A、
增大O2浓度
B、增大CO2浓度
C、增强光照
D、调节室温
３、施用农家肥能提高温室作物光合作用效率的理由中，
2、叶绿体含多种色素，其中一种色素能接受其它
色素所吸收的光能，该色素是 （ C ）
A．胡萝卜素
B．叶黄素
C．叶绿素a
D．叶绿素b
思考：
层析液
1、四条色素带的排列顺序说明了什么？
2、最宽色素带是什么？说明了什么？
3、色素的作用？
叶绿体中的色素主要吸收红橙光和蓝紫光
练一练：1、对叶绿体中的某色素进行光谱分析， 发现光谱中的红光区和蓝紫光区呈黑色，则此 色素可能是（ ） A A.叶绿素a和叶绿素b B.叶绿素b和胡萝卜素 C.胡萝卜素和叶黄素 D.叶黄素和叶绿素a
CO2吸 收量
D
●
F
3.2.3光能的捕获和利用 课件(中图版必修1)
叶绿体基质 行的场所是__________________ 中。
3．图中的化学反应 (1)Ⅰ中的化学反应 O2和质子H＋ ①水的光解：水分解成 ________________ 。 ②ATP的合成：在有关酶的作用下，ADP与 Pi转化成ATP。 ③能量变化：光能→电能→活跃的化学能。
(2)Ⅱ中的化学反应
____________，数目较多。
2．叶绿体与白色体或有色体的相互转变 将叶绿体长时间置于暗处 ,叶绿体则转变成不 含色素的白色体或只有类胡萝卜素的有色体 , 但光照后又可恢复为具有叶绿素的叶绿体.
3．叶绿体的亚显微结构 (1)表面具有两层膜。
(2) 基粒：内部有许多绿色柱状的基粒，每
个基粒有数十个扁平囊状的类囊体。基粒间 还有基质类囊体与基粒的类囊体相连，从而 使各类囊体的腔彼此相通。与光反应有关的 类囊体的膜上 色素和酶都分布在_________________ 。
பைடு நூலகம்
(3) 基质：在基粒之间充满着基质。与暗反
基质 应有关的酶则分布在 ________ 中。在叶绿
体中还含有少量的DNA、RNA。 4．叶绿体中的色素
叶绿素a 主要吸收红光和蓝紫光 (1)叶绿素 叶绿素b 叶黄素 主要吸收蓝紫光 (2)类胡萝卜素 胡萝卜素
第三节
光能的捕获和利用
学习导航
1.说出人们对光合作用的认识过程。[重点] 2．提取和分离叶绿体色素。[重、难点] 3 ．阐明光合作用中光反应和暗反应物质和
能量转化的大致过程。[重点]
4．分析环境因素对光合作用速率的影响。 [重、难点]
新知初探思维启动
一、光合作用的概念分析 项目 内容 叶绿体 中 绿色植物的__________ 场所 反应物
一轮复习中图光能的捕获和利用PPT学习教案
的 吸 收 量 大 ，类胡 萝卜素 对 可见光
的 吸 收 量 大 ，对 其他波 段的光 并非不 吸收， 只是吸 收量较 少。
红光和蓝紫光
蓝紫光
第2页/共59页
2.叶 绿 体 的 结 构与 功能 (1)结 构 模 式 图
第3页/共59页
双层膜
基粒 色素
暗反应 光反应
光合作用
叶绿体
第4页/共59页
3.光 合 作 用 的 探究 历程(连 一连)
第19页/共59页
环 境因素 骤变对 光合作 用中间 产物含 量动态 变化曲 线
第20页/共59页
当 外 界 条 件改 变时， 光合作 用中C3、 C5及 ATP和 ADP含 量 变化可 以采用 以下过 程分析 ： (1)建 立 模 型
第21页/共59页
① 需 在 绘 制 光合作 用模式 简图的 基础上 借助图 形进行 分析。 ② 需 从 物 质 的生成 和消耗 两个方 面综合 分析。 如 CO2供 应 正 常 、 光照停 止时C3的 含量 变化：
第14页/共59页
(1)巧选实验材料：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 菌可以 确定释 放氧气 多的部 位。 (2)妙法排除干扰因素：没有空气的黑 暗环境 排除了 氧气和 光的干 和光 照少的 部位， 相当于 一组对 照实验 ；临时 装片暴 露在光 下的实 验再一 次验证 实验结 果。
第28页/共59页
1.(2015·安 徽 卷 ， 2)下 图 为 大豆叶 片光合 作用暗 反应阶 段的示 意图。 下列叙 述正确 的是( )
光 合作用 过程分 析
第29页/共59页
A.CO2的 固 定 实 质 上 是将 ATP中 的化学 能转变 为C3中 的化学 能 B.CO2可 直 接 被 [H]还 原， 再经过 一系列 的变化 形成糖 类 C.被 还 原 的 C3在 相 关酶的 催化作 用下， 可再形 成C5 D.光 照 强 度 由 强变 弱时， 短时间 内C5含 量会升 高 解 析 由图解可知，光反应产生的ATP和[H] 参与C 3的还 原，而 不参与C O2的固 定，A 、B错误；被 还原的 C3在有 关酶的 催化作 用下一 部分合 成了(C H2O)， 另一部 分又形 成了C5 ，C正 确；光 照强度 变弱时 ，光反 应产生 的ATP 和[H] 减少， 故短时 间内C5 含量会 降低， D错误 。 答案 C
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【知识回顾】细胞中的能源物质
直接能源物质—— ATP 主要能源物质—— 糖类 重要储能物质—— 脂肪
这些物质中的能量最终都是来自太阳能
一、光合作用的概念
植物通过叶绿体捕获和利用太阳光能， 把二氧化碳和水合成有机物，将光能转化为 化学能贮存在葡萄糖等有机物中，并释放氧 气，这个过程就是光合作用。
二、光合作用的发现
二、光合作用的发现
资料5：1864年 萨克斯的实验
片 在一 暗半 处曝 放光
暗处理置， 几一 小半
碘蒸汽的叶遮光处理
光照
选一片叶，一半 遮光，一半曝光
取下叶片 酒精脱色
二、光合作用的发现
资料5：1864年 萨克斯的实验
思考： 为什么要进行一昼夜的暗处理？ 耗尽原有淀粉
叶片一半曝光一半遮光的目的是什么？ 对照
淀粉是光合作用的产物。
二、光合作用的发现
资料6：1880年 恩吉尔曼的实验
极 细 光 束
黑暗中
光照下
一、光合作用的早期研究
思考：1 恩吉尔曼选用水绵做实验材料有什么好处？
叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；藻体由一列细胞组成， 不需切片，可直接观察
2 该实验能得出什么结论？
结论：氧气是叶绿体在有光的条件下释放出来的。叶绿 体是光合作用的场所
资料8：20世纪40年代 卡尔文
用14C标记的14CO2，供小球 藻进行光合作用，然后追 踪检测其放射性，最终探 明了CO2中的C在光合作用 中转化成有机物中的C的 途径，这一途径称为卡尔 文循环。
2000多年前 亚里士多德 植物的物质积累来源于土壤
1642年
海尔蒙特
构建植物的原料是水
1771年
普里斯特利 植物能更新空气
资料1：1642年 海尔蒙特的实验
开始时 5年后
实验前后的差 值
柳树的质量 2.3kg 76.7kg
+74.4kg
干土的质量 90.8kg 90.743kg －0.057 kg
结论：建造植物体的原料 是水。
思考：结论是否合理？
不合理。忽略了空气、矿物质等。
二、光合作用的发现
资料2：1771年 普里斯特利的实验
结论：植物可以更新空气
思考：普利斯特利的实验有时成功，有时失败，为什么？
忽略了光的作用，光照时成功，黑暗时失败。
二、光合作用的发现
资料3：1779年 英格豪斯的实验
结论：只有在阳光照射下绿叶才能更新污浊的空气。
1785年，空气组成的发现
氧气
绿叶在光下吸收CO2，放出O2
二、光合作用的发现
资料4:
叶绿体主要吸收红光和蓝光用于光合作用
四种色素对光的吸收
叶绿体中的 色素提取液
叶绿素主要吸收_蓝__紫__光__、_红__光_ 类胡萝卜素主要吸收__蓝_紫__光___
学科交叉：
光是一种电磁波。可见光的波长范围大约是 390~760nm。不同波长的光，颜色不同。波长 小于390nm的光是紫外光；波长大于760nm的 光是红外光。一般情况下，光合作用所利用 的光都是可见光。
1.下图是利用小球藻进行光合作用时的实
验示意图，图中A物质和B物质的相对分子质
量比是
（ C）
A．1∶2 C．8∶9
B．2∶1 D．9∶8
2.在下面几个著名的实验中，相关叙述不正确的是（ Ｃ ）
A 普里斯特利的实验证明了植物可以更新空气
B 萨克斯的实验也可证明光是光合作用的必要条件
分析人类对光合作用的探究历程，你 有哪些感悟？
三、光合作用的场所
1.下列标号各代表： ① 外膜 ② 内膜
③ 基粒 ④ 类囊体
⑤ 叶绿体基质
2.在④上分布有光合作用所需的
色素 和 酶 ，在⑤中也分布有光
合作用所需的 酶 。
⑤
①
叶绿体亚显微 结构模式图
②
③
④.
叶绿体中 的色素
胡萝卜素（橙黄色）
类胡萝卜素
3 该实验的设计有哪些巧妙之处？
实验材料的选择；“没有氧气的黑暗环境”，排除氧气 和光的干扰；用极细的光束照射，叶绿体上可分为光照 多和光照少的部分，相当于一组对照实验；临时装片暴 露在光下的实验再一次验证实验结果。
二、光合作用的发现
资料7：1941年 鲁宾和卡门的实验
同位素标记法
• 同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。用同
(占1/4)
叶黄素（黄色）
叶绿素
(占3/4)
叶绿素a（蓝绿色） 叶绿素b（黄绿色）
叶绿体中色素的作用： 吸收、传递、转化光能
四种色素对光的吸收有什么差别吗？
恩吉尔曼在证明光合作用放氧部位是叶绿体 后，紧接着又做了一个实验：他用透过三棱镜的 光照射水绵临时装片，惊奇地发现大量的好氧细 菌聚集在红光和蓝光区域。从这一实验你能得出 什么结论？
1779年
英格豪斯
植物叶片在光下更新空气
1785年 空气成分的发现
植物叶片在光下吸收CO2，放出O2 19世纪 能量守恒定律的提出
1845年
梅耶
植物将光能转化成化学能
1864年
萨克斯
光合作用产生淀粉(糖类)
1880年
恩格尔曼
光合作用的场所在叶绿体
1941年
鲁宾和卡门 光合作用产生的O2来自水
20世纪40年代 卡尔文 光合作用中碳的转化途径
位素标记的化合物，化学性质不会改变。科学家 通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清楚化学 反应的详细过程。这种方法叫做同位素标记法。
二、光合作用的发现
资料7：1941年 鲁宾和卡门的实验
CO2
18O2
C18O2
O2
第
一 组
H218O
第 二 H2O 组
光合作用产生的O2来自于H2O。
二、光合作用的发现
既然绿叶只有在光照下才能更新空气，那么在耶根据能量转化与守恒定律， 明确指出：植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能 储存起来。
光能转换成化学能以后，储存于什么物质中呢？也就 是说，植物在吸收水分和二氧化碳、释放氧气的过程中， 还产生了什么物质呢？这一问题迟迟未能解决。
思考：为提高温室大棚蔬菜的产量，棚顶所 用的玻璃或塑料薄膜最好选用哪种颜色？
无色透明
为什么秋天树叶会变黄？
【拓展】海洋中的藻类植物，习惯上依其颜色分 为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布依 次是浅、中、深，这与光能的捕获有关吗？
不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身 的颜色是反射出来的光，即红藻反射出红光，褐藻 反射出黄光，绿藻反射出绿光。到达深水层的光是 相对富含短波长的光，所以吸收红光和蓝色光较多 的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多 的红藻分布于海水的深层。
直接能源物质—— ATP 主要能源物质—— 糖类 重要储能物质—— 脂肪
这些物质中的能量最终都是来自太阳能
一、光合作用的概念
植物通过叶绿体捕获和利用太阳光能， 把二氧化碳和水合成有机物，将光能转化为 化学能贮存在葡萄糖等有机物中，并释放氧 气，这个过程就是光合作用。
二、光合作用的发现
二、光合作用的发现
资料5：1864年 萨克斯的实验
片 在一 暗半 处曝 放光
暗处理置， 几一 小半
碘蒸汽的叶遮光处理
光照
选一片叶，一半 遮光，一半曝光
取下叶片 酒精脱色
二、光合作用的发现
资料5：1864年 萨克斯的实验
思考： 为什么要进行一昼夜的暗处理？ 耗尽原有淀粉
叶片一半曝光一半遮光的目的是什么？ 对照
淀粉是光合作用的产物。
二、光合作用的发现
资料6：1880年 恩吉尔曼的实验
极 细 光 束
黑暗中
光照下
一、光合作用的早期研究
思考：1 恩吉尔曼选用水绵做实验材料有什么好处？
叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；藻体由一列细胞组成， 不需切片，可直接观察
2 该实验能得出什么结论？
结论：氧气是叶绿体在有光的条件下释放出来的。叶绿 体是光合作用的场所
资料8：20世纪40年代 卡尔文
用14C标记的14CO2，供小球 藻进行光合作用，然后追 踪检测其放射性，最终探 明了CO2中的C在光合作用 中转化成有机物中的C的 途径，这一途径称为卡尔 文循环。
2000多年前 亚里士多德 植物的物质积累来源于土壤
1642年
海尔蒙特
构建植物的原料是水
1771年
普里斯特利 植物能更新空气
资料1：1642年 海尔蒙特的实验
开始时 5年后
实验前后的差 值
柳树的质量 2.3kg 76.7kg
+74.4kg
干土的质量 90.8kg 90.743kg －0.057 kg
结论：建造植物体的原料 是水。
思考：结论是否合理？
不合理。忽略了空气、矿物质等。
二、光合作用的发现
资料2：1771年 普里斯特利的实验
结论：植物可以更新空气
思考：普利斯特利的实验有时成功，有时失败，为什么？
忽略了光的作用，光照时成功，黑暗时失败。
二、光合作用的发现
资料3：1779年 英格豪斯的实验
结论：只有在阳光照射下绿叶才能更新污浊的空气。
1785年，空气组成的发现
氧气
绿叶在光下吸收CO2，放出O2
二、光合作用的发现
资料4:
叶绿体主要吸收红光和蓝光用于光合作用
四种色素对光的吸收
叶绿体中的 色素提取液
叶绿素主要吸收_蓝__紫__光__、_红__光_ 类胡萝卜素主要吸收__蓝_紫__光___
学科交叉：
光是一种电磁波。可见光的波长范围大约是 390~760nm。不同波长的光，颜色不同。波长 小于390nm的光是紫外光；波长大于760nm的 光是红外光。一般情况下，光合作用所利用 的光都是可见光。
1.下图是利用小球藻进行光合作用时的实
验示意图，图中A物质和B物质的相对分子质
量比是
（ C）
A．1∶2 C．8∶9
B．2∶1 D．9∶8
2.在下面几个著名的实验中，相关叙述不正确的是（ Ｃ ）
A 普里斯特利的实验证明了植物可以更新空气
B 萨克斯的实验也可证明光是光合作用的必要条件
分析人类对光合作用的探究历程，你 有哪些感悟？
三、光合作用的场所
1.下列标号各代表： ① 外膜 ② 内膜
③ 基粒 ④ 类囊体
⑤ 叶绿体基质
2.在④上分布有光合作用所需的
色素 和 酶 ，在⑤中也分布有光
合作用所需的 酶 。
⑤
①
叶绿体亚显微 结构模式图
②
③
④.
叶绿体中 的色素
胡萝卜素（橙黄色）
类胡萝卜素
3 该实验的设计有哪些巧妙之处？
实验材料的选择；“没有氧气的黑暗环境”，排除氧气 和光的干扰；用极细的光束照射，叶绿体上可分为光照 多和光照少的部分，相当于一组对照实验；临时装片暴 露在光下的实验再一次验证实验结果。
二、光合作用的发现
资料7：1941年 鲁宾和卡门的实验
同位素标记法
• 同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。用同
(占1/4)
叶黄素（黄色）
叶绿素
(占3/4)
叶绿素a（蓝绿色） 叶绿素b（黄绿色）
叶绿体中色素的作用： 吸收、传递、转化光能
四种色素对光的吸收有什么差别吗？
恩吉尔曼在证明光合作用放氧部位是叶绿体 后，紧接着又做了一个实验：他用透过三棱镜的 光照射水绵临时装片，惊奇地发现大量的好氧细 菌聚集在红光和蓝光区域。从这一实验你能得出 什么结论？
1779年
英格豪斯
植物叶片在光下更新空气
1785年 空气成分的发现
植物叶片在光下吸收CO2，放出O2 19世纪 能量守恒定律的提出
1845年
梅耶
植物将光能转化成化学能
1864年
萨克斯
光合作用产生淀粉(糖类)
1880年
恩格尔曼
光合作用的场所在叶绿体
1941年
鲁宾和卡门 光合作用产生的O2来自水
20世纪40年代 卡尔文 光合作用中碳的转化途径
位素标记的化合物，化学性质不会改变。科学家 通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清楚化学 反应的详细过程。这种方法叫做同位素标记法。
二、光合作用的发现
资料7：1941年 鲁宾和卡门的实验
CO2
18O2
C18O2
O2
第
一 组
H218O
第 二 H2O 组
光合作用产生的O2来自于H2O。
二、光合作用的发现
既然绿叶只有在光照下才能更新空气，那么在耶根据能量转化与守恒定律， 明确指出：植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能 储存起来。
光能转换成化学能以后，储存于什么物质中呢？也就 是说，植物在吸收水分和二氧化碳、释放氧气的过程中， 还产生了什么物质呢？这一问题迟迟未能解决。
思考：为提高温室大棚蔬菜的产量，棚顶所 用的玻璃或塑料薄膜最好选用哪种颜色？
无色透明
为什么秋天树叶会变黄？
【拓展】海洋中的藻类植物，习惯上依其颜色分 为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布依 次是浅、中、深，这与光能的捕获有关吗？
不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身 的颜色是反射出来的光，即红藻反射出红光，褐藻 反射出黄光，绿藻反射出绿光。到达深水层的光是 相对富含短波长的光，所以吸收红光和蓝色光较多 的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多 的红藻分布于海水的深层。