《光合作用与能量转化》课件人教版高中生物1
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5.4 光合作用与能量转化-高一生物精品课件(人教版2019必修1)
净
B
光补偿点
c
光 合 速 率
总 光 合 速
光饱和点率
光照强度
CO2 A
释放量
呼吸速率
2、CO2浓度 ——影响暗反应，制约C3的形成
CO2 吸 收
CO2 A
释 放
光 合 作 用 强
B CO2浓度 度
O
A:CO2补偿点
A':进行光合作用 所需最低CO2浓度
A' B' CO2浓度 B、B':CO2饱和点
1.色素的种类
1. 滤纸条上有几条色素带， 排序、颜色、宽窄如何？ 2. 溶解度大小如何？ 3.哪一种色素含量最多？ 4.如果滤纸条上没有色素带， 可能的原因是什么？ 5.如果滤纸条上色素带颜色 浅，可能的原因是什么？
花青素，是自然界一类广泛存在 于植物中的水溶性天然色素。水果、 蔬菜、花卉中的主要呈色物质大部 分与之有关。在植物细胞液泡不同 pH 条件下，花青素使花瓣、叶片 等呈现五彩缤纷的颜色。
【探究·实践】绿叶中色素的提取与分离
分离色素的原理：
不同色素在层析液中的溶解度不同。溶解度高 的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度快；溶解 度低的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度慢。
分离色素的方法 ——纸层析法
【探究·实践】绿叶中色素的提取与分离
1. 滤纸减去两角的目的是什么？ 2. 铅笔画一条细线的目的？ 3. 滤液细线的画线原则？目的是？ 4. 滤液细线重复画两三次的目的是什么？ 5. 两次画线之间要待滤液干后再画线的原因？ 6. 层析时需要注意什么？原因是什么？ 7. 用烧杯层析时，用培养皿盖住烧杯的目的？ 8. 层析后的结果是什么？
水分
应用： 及时、合理灌溉
干旱初期，主 要影响暗反应
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。
5.4.2光合作用的原理和应用(课件)-高中生物人教版(2019)必修一
光合作用的过程
• 光反应阶段
• 场所：叶绿体内的类囊体膜上
• 条件：光、色素、酶 • 物质变化
+
+-
H + NADP + 2e
→NADPH
• 水的光解：H2O
→光能 酶
[H]
+
O2
• ATP的合成：ADP+Pi+能量（光能）→酶 ATP
• 能量变化：光能转变为AIP中活跃的化学能
光合作用的过程
• 光合作用产生的有机物中的碳，是否来自CO2呢？ • 20世纪40年代，美国科学家卡尔文 • 卡尔文循环（同位素示踪法）
光合作用原理的应用
• 实验器材 • 打孔器、 • 3个注射器 • 1个100W台灯、 • 4个小烧杯、新鲜绿叶、 • 富含二氧化碳的清水、皮尺
光合作用原理的应用
• 实验步骤 • 打出三十个小圆片。
光合作用原理的应用
• 注满水后，用手指堵住注射器前段的小孔并缓幔拉动活塞，让小 圆片内的气体逸出。步骤重复3次
→ •14CO2+ H2O 光能 （14CH2O）+O2
叶绿体
光合作用的过程 暗反应阶段：
[H]
还 原
2C3
多种 酶
CO2 C5
ATP 酶
ADP+Pi
光合作用的过程
• 暗反应阶段 • 场所：叶绿体的基质中 • 条件：多种酶、[H]、ATP • 物质变化 • CO2的固定：CO2+C5酶→ 2C3
光合作用原理的应用
• 探究：环境因素对光合作用强度的影响 • 影响光合作用强度的因素有哪些？ • 植物自身因素 • 环境因素： • 1）光照 2）温度 3）二氧化碳浓度 4）水分 • 如何测定光合作用强度？
生物人教版(2019)必修1 5.4光合作用与能量转化(共48张ppt)
美国科学家阿尔农发现在光照下，叶绿体合成ATP的 过程总是伴随着水的光解 4、尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系
H2O 叶 光绿照体 O2 +NADPH+能量
ADP+Pi+ ATP
光合作用的过程十分复杂，它包括一系列化学反应 。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
能量联系：光反应为暗反应提供活跃的化学能，暗 反应将活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能
光合作用总过程：
可见光
2H2O O2
光解
酶
吸收
4[H]
色素分子
ATP 酶
还 原
能
ADP+Pi
2C3 固定 CO2
多Байду номын сангаас酶 C5
(CH2O)
光反应
光能
6CO2 + 12H2O 叶绿体
暗反应
C6H12O6 + 6H2O + 6O2
减 C光 止 光 变停光结体O少照C照(2止 照供OC合内或不不H2应供2O图的停变变不应)运止，,光解C变C停输光减O5反2分化止供受照少应应阻析合或不停：物光和[增减A增H加T少下C]加P↓3的减↓化减增少植合少加物物减突增的增还受少加加然含原阻停量止如输些如CC光何3受物何5 ↑照↓变减阻质变减减后化(成少少少C？含化，量H？2O减这量？其)合少
阅读教材P103-104,回答下列问题： 1、 暗反应的场所及反应条件？ 2、 暗反应中物质变化、能量转化过程是怎样的？ 3、光反应中产生的NADPH和ATP用于暗反应哪一步？
类囊体膜
H2O
酶
NADPH
ADP ＋Pi ATP
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
生物人教版(2019)必修一5.4光合作用与能量转化(共51张ppt)
叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光， 植物工厂里的LED灯都是做成全红、全 蓝、红蓝组合，植物的光合作用强。
绿色光源发出绿色的光，这种波长的光 线不能被光合色素吸收，因此无法用于 光合作用中制造有机物。
导入新课 自主学习 深度学习 迁移应用
导入新课 自主学习 深度学习 迁移应用
叶绿体的结构适于进行光合作用
导入新课 自主学习 深度学习 迁移应用
1.恩格尔曼第一个实验的结论是什么？ 氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进 行光合作用的场所
2.恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？
水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察，用好氧细 菌可确定释放氧气多的部位; 没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰; 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; 临时装片暴露在光下的实验再一次验证了实验结果
一、捕获光能的色素和结构
捕获光能的色素
绿叶中色素的提取与分离
导入新课 自主学习 深度学习 迁移应用
提取色素的原理：
叶绿体中的色素属于脂溶性色素，不溶于水，易溶于 有机溶剂，因此可用无水乙醇等有机溶剂来提取。
导入新课 自主学习 深度学习 迁移应用
据《绿叶中色素的提取》视频并阅读教材P98的实践与探究，回 答下列问题：
导ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ新课 自主学习 深度学习 迁移应用
1.滤液细线的划线原则是什么？ 细、直、匀。 待滤液干后，再重画一到两次。
2.分离色素时有哪些注意事项？
不能让层析液滤液细线触及层析液。 使用时应注意盖好盖子并避免挥发。 层析过程应在通风处进行。 结束时应用肥皂将手洗干净。
滤纸上的滤液细线若触到 层析液，滤液细线中的色 索会被层析液溶解，而不 能在滤纸上扩散。
绿色光源发出绿色的光，这种波长的光 线不能被光合色素吸收，因此无法用于 光合作用中制造有机物。
导入新课 自主学习 深度学习 迁移应用
导入新课 自主学习 深度学习 迁移应用
叶绿体的结构适于进行光合作用
导入新课 自主学习 深度学习 迁移应用
1.恩格尔曼第一个实验的结论是什么？ 氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进 行光合作用的场所
2.恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？
水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察，用好氧细 菌可确定释放氧气多的部位; 没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰; 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; 临时装片暴露在光下的实验再一次验证了实验结果
一、捕获光能的色素和结构
捕获光能的色素
绿叶中色素的提取与分离
导入新课 自主学习 深度学习 迁移应用
提取色素的原理：
叶绿体中的色素属于脂溶性色素，不溶于水，易溶于 有机溶剂，因此可用无水乙醇等有机溶剂来提取。
导入新课 自主学习 深度学习 迁移应用
据《绿叶中色素的提取》视频并阅读教材P98的实践与探究，回 答下列问题：
导ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ新课 自主学习 深度学习 迁移应用
1.滤液细线的划线原则是什么？ 细、直、匀。 待滤液干后，再重画一到两次。
2.分离色素时有哪些注意事项？
不能让层析液滤液细线触及层析液。 使用时应注意盖好盖子并避免挥发。 层析过程应在通风处进行。 结束时应用肥皂将手洗干净。
滤纸上的滤液细线若触到 层析液，滤液细线中的色 索会被层析液溶解，而不 能在滤纸上扩散。
人教版高中生物学必修1精品课件 第5章 细胞的能量供应和利用 第4节 第2课时 光合作用的原理和应用
应用
②温室大棚 使用无色透
明材料;
环境因素 光
对光合作用的影响原理
续表 应用
③合理密植, 目的是提高 光能的利用
率
环境因素 温度
对光合作用的影响原理
应用
①适时播种; ②进行温室栽 培时,白天应 适当提高温 度,晚上应适 当降低温度
环境因素
对光合作用的影响原理
应用
旁栏边角 想一想
致用 视角1 探究环境因素对光合强度的影响
（乙醇酸）
2. 水中圆形小叶片在中、强光下，叶片上浮，试分析其原因并在下图中绘制叶肉细胞 气体交换图。
提示 光合作用强度大于细胞呼吸强度，叶 片中氧气增多。
3. 下图所示为科学家研究环境因素对同一植物光合作用强度的影响。
知新
1. 光合作用的强度 （1） 概念:植物在单位时间内通过_光__合__作__用___制造糖类的数量。 （2） 影响因素：土壤中水分的多少、环境中_____浓度、温度的高低、光照的_强__弱___、 光的波长。
01 考点一 光合作用的原理 02 考点二 影响光合作用的因素 03 情境突破 光呼吸
01 考点一 光合作用的原理
导入
1. 什么是希尔反应？该反应的设计思路是什么？证明了什么问题？
3. 光合作用的光反应阶段发生的物质变化和能量变化有哪些？
4. 光合作用的暗反应阶段发生的物质变化和能量变化有哪些？
03 情境突破 光呼吸
命题情境
（乙醇酸）
高考例证
图1
（1） 图1中，类囊体薄膜直接参与的代谢途径有_①__⑥___（从①～⑦中选填），在红
光照射条件下，参与这些途径的主要色素是__________________。
过氧化
【新教材】5.4 光合作用与能量转化-人教版(2019)高中生物必修一课件
CO2+H2 O
光能 （CH2O）+O2 叶绿体
光合作用强度表示方法
1、单位时间内光合作用产生有机物的量 2、单位时间内光合作用吸收CO2的量 3、单位时间内光合作用放出O2的量
四、光合作用原理的应用
（1）影响光合作用的因素 外界因素：光照、CO2、温度、水、矿质元素等
内部因素：不同部位、不同生育期 （2）提高农作物光合作用强度的措施 1、适当提高光照强度、延长光照时间 2、合理密植 3、适当提高CO2浓度 4、适当提高温度 5、适当增加植物体内的含水量 6、适当增加矿质元素的含量
光反应阶段
暗反应阶段
叶绿体的类囊体薄膜 光、色素和酶
水光解为O2和H+ ATP、NADPH的合成
叶绿体基质
多种酶、CO2
CO2的固定 C3的还原 ATP、NADPH的分解
光能转变为ATP、
ATP、NADPH中活跃的化学能转
NADPH中活跃的化学能 化为有机物中稳定的化学能
联系
1、物质联系： 2、能量联系：
2 现象：
装片中好氧细菌分布在叶绿体 所有受光部位的周围。
结论：
氧是由叶绿体释放出来的， 叶绿体是光合作用的场所。
❖ 实验过程
水绵+好氧细菌无黑空暗气
❖ 实验结论
极细光束照射 好氧细菌集中在 叶绿体被光束照射的部位
完全暴露光下 好氧细菌分布于 叶绿体所有受光部位
1、氧气是叶绿体释放出来的
2、叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所
资料1：恩格尔曼的水绵实验
用透过三棱镜的光束照射水绵临时装片，发现大量的需氧
细菌聚集在
区域。
资料2：
在类囊体上和基质中，含有多种进行光合作用所必需的酶。
高中生物必修1 分子与细胞 5.4 光合作用与能量转化(共37张PPT)(完美版课件)
（2）加少许的二氧化硅和
碳酸钙、10ml无水乙醇，
进行迅速、充分地研磨。
防止无水乙醇的挥发 （3）将研磨液进行过滤。
2.制备滤纸条
（1）剪去两角： 使层析液能同步到达滤液细线 （2）铅笔： 圆珠笔中含有色素
3.画滤液细线 画两三次：积累更多的色素，使分离后的色素带明显
4.分离绿叶中的色素
注意：不能让滤液细线触及层析液 滤纸上的滤液细线如果触到层析液，细线上的色
在没有空气的光亮环境中 好氧细菌集中在叶绿体__所__有__受__光___部位。
没
有 空
极 细 光
气
束
黑
完 全 光 照
暗
1 现象：
2 现象：
装片中好氧细菌向叶绿
装片中好氧细菌分布
体被光束照射到的部位集中。在叶绿体所有受光部位的
结论：
周围。
氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。
蓝
红
紫
光
胡萝叶卜绿素素最ａ少＞。叶绿素ｂ＞叶黄素＞胡萝卜素
四种色素对光的吸收
叶绿素主要吸收蓝__紫__光__、__红__光_ 类胡萝卜素主要吸收_蓝__紫__光___
练习：
1.在叶绿体色素的提取和分离实验中，收集到的滤液绿
色过浅，其原因可能是（ D ）
① 未加石英砂，研磨不充分
② 一次加入大量的无水酒精提取
二、叶绿体的结构适于进行光合作用 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。
想一想： 叶绿体内有如此多的基
粒和类囊体，有什么作用？ 极大地扩展了受光的面积
色素的功能？
吸收、传递、转化光能。 （只有特殊状态下的叶绿素a能转化光能）
在没有空气的黑暗环境中 好氧细菌只集中在__被__光__线__照__射__的叶绿体附近。
【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 高一生物同步备课优质课件(人教版2019必修1)
1.2 色素的吸收光谱
➢ 色素功能：吸收、传递、转化光能。 ➢ 光谱： 阳光是由不同波长的光组成组合成的复合光，在穿过三棱镜时，不同
波长的光会分散开，形成不同颜色的光带，称为光谱； 分别让不同颜色的光照射色素溶液就可得到色素溶液的吸收光谱。
自然光通过三棱镜
现象：光屏出现明显的色光带
自然光经过色素提取液后通过三棱镜
思考·讨论
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？ 这是因为水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在此波长 光的照射下，叶绿体会释放氧气，适于好氧细菌在此区域分布。
④ 综合上述资料，你认为叶绿体具有什么功能？ 叶绿体能够吸收特定波长的光，利用光能用于光合作用放氧。
2.1 叶绿体的结构适于进行光合作用
（运输水和 （运输有机物）
迎春叶横切 无机盐）
（控制水蒸发 和气体进出）
2.1 叶绿体的结构适于进行光合作用
➢叶绿体
基质 核糖体 DNA
外膜 内膜
a.电子显微镜下结构 双层膜（外膜、内膜）， 基质（DNA、RNA 核糖体） 基粒（由类囊体堆叠而成） 含光合作用有关的酶
叶绿体简笔图
类囊体 基粒
b.色素分布 类囊体薄膜；众多的基粒和类
探究·实践
绿叶中色素的提取和分离 视频见U盘该课件文件夹
探究·实践
➢ 实验原理 I.提取原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。 II.分离原理：各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随 层析液在滤纸条上的扩散更快，反之则慢。
➢ 实验目的 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。
恩格尔曼的实验示意图
思考·讨论
资料1 紧接着，他又做了一个实验： 又用三棱镜的光照射水绵临时装片， 发现大量的需氧细菌聚集在红光和蓝 紫光区域。
光合作用与能量转化光合作用的原理和应用ppt推荐【新】人教版高中生物必修一
(2)若用14C标记CO2中的C,则能在光合作用过程中 的哪些物质中检测到放射性?请标出C的转移途径。
提示:14CO2→2C3(只有一个14C)→(14CH2O)。
3.光反应和暗反应的联系。 通过分析光反应和暗反应的物质、能量变化,概 述两者之间存在怎样的联系? 提示:光反应为暗反应提供NADPH、ATP,暗反 应为光反应提供ADP、Pi和NADP+。 4.通过以上分析,归纳光合作用的实质。 提示:合成有机物,储存能量。
探究二 光合作用的过程
结合教材第 103 页图 5-14,阅读相关内容,概述光合作
用的过程,说明光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段,两
个阶段既有区别又有联系。
1.区别。
过程
光反应
场所
类囊体薄膜
条件
光、色素和酶
暗反应 叶绿体基质
多种酶
原料 产物
H2O、NADP+、ADP、Pi NADPH、ATP、O2
提示:不能。不能。 2.鲁宾和卡门的实验中若只标记H2O中的O或只标 记CO2中的O进行实验,能否证明光合作用释放的氧气中 的氧元素全部来自水?为什么?
提示:否。由于受技术手段的限制,不能证明O2中 的O全部被标记。若只标记H2O中的O,不能证明光合作 用释放的氧气中的氧元素全部来自水。若只标记CO2 中的O,则不能证明氧气中氧元素的来源。
(3)1937年,希尔(英国)。
①研究过程:
H2O
O2
②结论:_离__体__叶__绿__体__在__适__当__条__件__下__发__生__水__的__光__解__，_
_产__生__氧__气__。 (4)1941年,鲁宾(美国)和卡门(美国)。 ①研究过程:
向植物提供
提示:14CO2→2C3(只有一个14C)→(14CH2O)。
3.光反应和暗反应的联系。 通过分析光反应和暗反应的物质、能量变化,概 述两者之间存在怎样的联系? 提示:光反应为暗反应提供NADPH、ATP,暗反 应为光反应提供ADP、Pi和NADP+。 4.通过以上分析,归纳光合作用的实质。 提示:合成有机物,储存能量。
探究二 光合作用的过程
结合教材第 103 页图 5-14,阅读相关内容,概述光合作
用的过程,说明光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段,两
个阶段既有区别又有联系。
1.区别。
过程
光反应
场所
类囊体薄膜
条件
光、色素和酶
暗反应 叶绿体基质
多种酶
原料 产物
H2O、NADP+、ADP、Pi NADPH、ATP、O2
提示:不能。不能。 2.鲁宾和卡门的实验中若只标记H2O中的O或只标 记CO2中的O进行实验,能否证明光合作用释放的氧气中 的氧元素全部来自水?为什么?
提示:否。由于受技术手段的限制,不能证明O2中 的O全部被标记。若只标记H2O中的O,不能证明光合作 用释放的氧气中的氧元素全部来自水。若只标记CO2 中的O,则不能证明氧气中氧元素的来源。
(3)1937年,希尔(英国)。
①研究过程:
H2O
O2
②结论:_离__体__叶__绿__体__在__适__当__条__件__下__发__生__水__的__光__解__，_
_产__生__氧__气__。 (4)1941年,鲁宾(美国)和卡门(美国)。 ①研究过程:
向植物提供
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5.4 光合作用与能量转化
知识体系 核心素养
色素、酶、DNA、 重要 物质 RNA、ATP、ADP、
Pi
[ 知识体系］
叶绿体
结构
场所
双层膜、基质、基粒
从1771年20世纪40年 代揭示出光合作用的过 程
发现
光合作用
影响 因素
过程
光照、CO2、温度、水 和矿质元素等
光照
条件
光反应
ATP、[H] ADP、Pi
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5．下图是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意
图，下列有关叙述正确的是( B )
A．两实验均需进行“黑暗”处理，以消耗细胞中原有的淀粉 B．两实验均需要光的照射 C．两实验中只有恩格尔曼的实验设置了对照 D．两实验均可证明光合作用的产物有氧气
返回
恩格尔曼实验方法的巧妙之处 (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 气和除极细光束外其他光的干扰。 (3)巧妙设计对照实验：用极细的光束照射，叶绿体上 可分为光照部位和黑暗部位，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。
是 (C )
AB．．构叶成一可绿般见叶体情光绿中况，素的下可的色， 见镁素光光可合不能作包以够用括由溶所红植解利外物在用光的有的和根光紫机都外从溶是 光土剂壤乙中醇吸中收 C．通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用 D．黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的
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1．如图是在电子显微镜下观察到的高等植物叶绿体结构模式图，下
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2．某植物叶片不同部位的颜色不同，将该植物在黑暗中放置48 h后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。在日光下照光一段时间， 去除锡箔纸，用碘染色法处理叶片，观察到叶片有的部位出现蓝 色，有的没有出现蓝色，请思考：
(1)实验时预先对植物进行暗处理，其目的是 ___消__耗__掉__原__有__淀__粉__，__排__除__其___对__实__验__结__果__的__干__扰__________________。
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4．(2019·湖北鄂西部分优质高中联考)以下关于叶绿体和光合作用的
几个叶实绿验素，的得无不水到乙相醇应提实取验液结中果只的含是有( 色A素) ，不能完成光反应，也
A．将不叶能绿产素生的淀无粉水乙醇提取液置于适宜光源处照射5 h，加碘液处理 后溶液呈蓝色 B．在温暖晴朗的一天下午，在某植物的向阳处采得一片叶，用酒精 隔水加热脱色，并加碘液处理叶片，变成蓝色 C．将叶绿体色素的无水乙醇提取液放于自然光和三棱镜之间，从三 棱镜的一侧观察，连续光谱中变暗(暗带)的区域主要是红光和蓝紫光 区域 D．将经饥饿处理后的绿色正常叶片置于含有充足14CO2的密闭透明的 照光小室内，3小时后在叶内淀粉中可检验到14C的存在
场所：叶绿体基质
Ⅱ：暗反应
CO2＋C5――酶→2C3 物质变化2C3A―TP―酶、→[H]CH2O＋C5
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影响叶绿素合成的三大因素
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题组二 光合作用的探究历程
3．下列关于光合作用探究历程的叙述，不正确的是 ( C )
A．普恩利格斯尔特曼利的的实实验验能证够明证了明植氧物气可是以由更叶新绿空体气释放出来的， 叶绿体是进行光合作用的场所，但不能定量分析光合
B．萨作克用斯生的成实的验氧证气明量了。光合作用的产物除氧气外还有淀粉 C．恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量 D．鲁宾和卡门的实验中，用18O分别标记H2O和CO2，证明 了光合作用产生的氧气来自H2O而不是CO2
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3．叶绿体的结构与功能 (1)结构模式图：
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提示： ①—A—b ②—C—a ③—E—e ④—D—c ⑤—B—d 返回
基础速练 1．判断正误： (1)被叶绿素吸收的光可用于光合作用( √ ) (2)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同( √ ) (3)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效吸收绿光( × ) (4)叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光( √ ) (5)液泡中色素吸收的光能用于光合作用( × ) (6)叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内( ×)
列有关叙述错误的是 ( C )
A．叶①绿和素②分均子为中选含择M透g过2＋性，膜胡萝卜素、叶黄素中 B．不③含上M分g布2＋有与光反应有关的色素和酶，这些色素对绿光吸收最少 C．③上所含色素均含Mg2＋，故缺Mg2＋时这些色素都无法合成 D．在③上形成的产物[H]和ATP进入④中为暗反应提供物质和能量
暗反应 条件 有难透析
考点一 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 1．叶绿体中色素的种类和颜色
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2.叶绿体中色素的吸收光谱分析
(1)色素的功能：叶绿素主要吸收 红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要 吸收 蓝紫光 。
(2)色素吸收光的范围：可见光的波长范围大约是390～760 nm，叶 绿体中的色素只吸收 可见光 ，对红外光和紫外光等不吸收。
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2．(2019·湖南郴州一中质检)某同学从杨树叶片中提取并分离得到4 种色素样品，经测定得到下列吸收光谱图，其中属于叶绿素b的是
( A)
解析： 叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光；胡萝卜 素和叶黄素主要吸收蓝紫光。红光和蓝紫光位于可见光谱的 两端，所以叶绿素b吸收可见光的峰值在可见光谱的两端，A 正确。
(2)实验中____a_与__b_、__d___对照可证明光合作用需叶绿体， ____e_与__b_、__d___对照可证明光合作用需要光。
(3)本实验可证明光合作用的产物是__淀__粉____。
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题组一 捕获光能的色素和结构 1．(2016·全国课标卷Ⅱ)关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的
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考点二 光合作用的过程 1．光合作用的过程
光合作用反应式：CO2＋H2O ―光―能→ (CH2O)＋O2。 叶绿体
图中：① O2，②[H]，③ C3，④CO2。
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场所：叶绿体类囊体薄膜
Ⅰ：光反应
H2O―光―酶能→O2＋[H] 物质变化ADP＋Pi―光―酶能→ATP
能量变化：光能→ATP中活跃的化学能
知识体系 核心素养
色素、酶、DNA、 重要 物质 RNA、ATP、ADP、
Pi
[ 知识体系］
叶绿体
结构
场所
双层膜、基质、基粒
从1771年20世纪40年 代揭示出光合作用的过 程
发现
光合作用
影响 因素
过程
光照、CO2、温度、水 和矿质元素等
光照
条件
光反应
ATP、[H] ADP、Pi
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5．下图是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意
图，下列有关叙述正确的是( B )
A．两实验均需进行“黑暗”处理，以消耗细胞中原有的淀粉 B．两实验均需要光的照射 C．两实验中只有恩格尔曼的实验设置了对照 D．两实验均可证明光合作用的产物有氧气
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恩格尔曼实验方法的巧妙之处 (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 气和除极细光束外其他光的干扰。 (3)巧妙设计对照实验：用极细的光束照射，叶绿体上 可分为光照部位和黑暗部位，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。
是 (C )
AB．．构叶成一可绿般见叶体情光绿中况，素的下可的色， 见镁素光光可合不能作包以够用括由溶所红植解利外物在用光的有的和根光紫机都外从溶是 光土剂壤乙中醇吸中收 C．通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用 D．黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的
返回
1．如图是在电子显微镜下观察到的高等植物叶绿体结构模式图，下
返回
2．某植物叶片不同部位的颜色不同，将该植物在黑暗中放置48 h后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。在日光下照光一段时间， 去除锡箔纸，用碘染色法处理叶片，观察到叶片有的部位出现蓝 色，有的没有出现蓝色，请思考：
(1)实验时预先对植物进行暗处理，其目的是 ___消__耗__掉__原__有__淀__粉__，__排__除__其___对__实__验__结__果__的__干__扰__________________。
返回
4．(2019·湖北鄂西部分优质高中联考)以下关于叶绿体和光合作用的
几个叶实绿验素，的得无不水到乙相醇应提实取验液结中果只的含是有( 色A素) ，不能完成光反应，也
A．将不叶能绿产素生的淀无粉水乙醇提取液置于适宜光源处照射5 h，加碘液处理 后溶液呈蓝色 B．在温暖晴朗的一天下午，在某植物的向阳处采得一片叶，用酒精 隔水加热脱色，并加碘液处理叶片，变成蓝色 C．将叶绿体色素的无水乙醇提取液放于自然光和三棱镜之间，从三 棱镜的一侧观察，连续光谱中变暗(暗带)的区域主要是红光和蓝紫光 区域 D．将经饥饿处理后的绿色正常叶片置于含有充足14CO2的密闭透明的 照光小室内，3小时后在叶内淀粉中可检验到14C的存在
场所：叶绿体基质
Ⅱ：暗反应
CO2＋C5――酶→2C3 物质变化2C3A―TP―酶、→[H]CH2O＋C5
返回
影响叶绿素合成的三大因素
返回
题组二 光合作用的探究历程
3．下列关于光合作用探究历程的叙述，不正确的是 ( C )
A．普恩利格斯尔特曼利的的实实验验能证够明证了明植氧物气可是以由更叶新绿空体气释放出来的， 叶绿体是进行光合作用的场所，但不能定量分析光合
B．萨作克用斯生的成实的验氧证气明量了。光合作用的产物除氧气外还有淀粉 C．恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量 D．鲁宾和卡门的实验中，用18O分别标记H2O和CO2，证明 了光合作用产生的氧气来自H2O而不是CO2
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3．叶绿体的结构与功能 (1)结构模式图：
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提示： ①—A—b ②—C—a ③—E—e ④—D—c ⑤—B—d 返回
基础速练 1．判断正误： (1)被叶绿素吸收的光可用于光合作用( √ ) (2)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同( √ ) (3)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效吸收绿光( × ) (4)叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光( √ ) (5)液泡中色素吸收的光能用于光合作用( × ) (6)叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内( ×)
列有关叙述错误的是 ( C )
A．叶①绿和素②分均子为中选含择M透g过2＋性，膜胡萝卜素、叶黄素中 B．不③含上M分g布2＋有与光反应有关的色素和酶，这些色素对绿光吸收最少 C．③上所含色素均含Mg2＋，故缺Mg2＋时这些色素都无法合成 D．在③上形成的产物[H]和ATP进入④中为暗反应提供物质和能量
暗反应 条件 有难透析
考点一 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 1．叶绿体中色素的种类和颜色
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2.叶绿体中色素的吸收光谱分析
(1)色素的功能：叶绿素主要吸收 红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要 吸收 蓝紫光 。
(2)色素吸收光的范围：可见光的波长范围大约是390～760 nm，叶 绿体中的色素只吸收 可见光 ，对红外光和紫外光等不吸收。
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2．(2019·湖南郴州一中质检)某同学从杨树叶片中提取并分离得到4 种色素样品，经测定得到下列吸收光谱图，其中属于叶绿素b的是
( A)
解析： 叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光；胡萝卜 素和叶黄素主要吸收蓝紫光。红光和蓝紫光位于可见光谱的 两端，所以叶绿素b吸收可见光的峰值在可见光谱的两端，A 正确。
(2)实验中____a_与__b_、__d___对照可证明光合作用需叶绿体， ____e_与__b_、__d___对照可证明光合作用需要光。
(3)本实验可证明光合作用的产物是__淀__粉____。
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题组一 捕获光能的色素和结构 1．(2016·全国课标卷Ⅱ)关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的
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考点二 光合作用的过程 1．光合作用的过程
光合作用反应式：CO2＋H2O ―光―能→ (CH2O)＋O2。 叶绿体
图中：① O2，②[H]，③ C3，④CO2。
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场所：叶绿体类囊体薄膜
Ⅰ：光反应
H2O―光―酶能→O2＋[H] 物质变化ADP＋Pi―光―酶能→ATP
能量变化：光能→ATP中活跃的化学能