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(共25张PPT)
5.4光合作用与能量转化
第一课时
第1课时 捕获光能的色素和结构与光合作用的过程
考点一 实验：绿叶中色素的提取和分离
考点二 捕获光能的色素和叶绿体的结构
考点三 探索光合作用原理的部分实验与光合作用过程
问题导学1：
在“绿叶中色素的提取和分离”实验中：
1、提取剂是？层析液是？使用这两种试剂的实验原理是？
2、二氧化硅的作用是？碳酸钙的作用是？
滤纸条为什么要剪去两个角？画滤液细线时要注意什么？
能否让滤液细线触及到层析液？为什么？为何层析时要盖住小烧杯？
3、绿叶中的色素有哪些？在滤纸条上的位置和在层析液中的溶解度是什么关系？色素条带的宽窄和色素含量的关系是？
1.绿叶中色素的提取和分离
（1）原理
（2）步骤
（3）结果分析
（4）实验结果异常原因分析
实验结果及分析
色素种类 色素颜色 色素含量 溶解度 扩散速度
胡萝卜素 橙黄色 _____ _____ _____
叶黄素 黄色 较少 较高 较快
叶绿素a 蓝绿色 _____ 较低 较慢
叶绿素b 黄绿色 较多 _____ _____
最少
最高
最快
最多
最低
最慢
类胡萝卜素（1/4）
叶绿素（3/4）
问题导学2：
1、叶绿体中的色素吸收什么颜色的光？
植物叶片颜色和所吸收的光的关系？
大棚蔬菜为何不用绿色的补光灯？
2、叶绿体有什么结构？部分结构与光合作用有什么关联？
3、恩格尔曼的实验选材有什么独特之处？
实验设计有什么巧妙之处？
色素的吸收光谱实验结果
A.叶绿素主要吸收红光和蓝紫光
B.叶绿素a和叶绿素b的吸收峰值不同
C.类胡萝卜素主要吸收蓝紫光， 不吸收红光
学科交叉：叶绿体中的色素只吸收 ，
而对红外光（>700）和紫外光(<400)等不吸收。
可见光
规范表达（链接教材） 1.［必修 ］白化苗的叶片中不含叶绿素和类胡萝卜
素，自然界中黄化苗出现的原因可能是土壤中缺乏____（填“ ”或“ ”），导致
________（填色素种类）无法正常合成。

叶绿素
2.［必修 ］植物工厂不使用发绿光的光源的原因是_____________________
______________________________________________________________________。
有的植物工厂使用 灯等人工光源进行生产，其中白色、______________等光
源的使用率最高
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
蓝紫色、红色
3.［必修 “拓展应用” ］植物本身的颜色是反射出来的光所形成的，海
水越深透过的波长越短，判断红藻、褐藻、绿藻在海水中的深浅分布是
_______________________________。原因是红藻吸收______________较多，绿
藻吸收______________较多。
红藻最深，褐藻居中，绿藻最浅
蓝紫光和绿光
红光和蓝紫光
问题导学2：
1、叶绿体中的色素吸收什么颜色的光？
植物叶片颜色和所吸收的光的关系？
大棚蔬菜为何不用绿色的补光灯？
2、叶绿体有什么结构？部分结构与光合作用有什么关联？
3、恩格尔曼的实验选材有什么独特之处？
实验设计有什么巧妙之处？
叶绿体的结构与功能
1.结构模式图
光反应
暗反应
2.结构与功能
外膜
内膜
叶绿体基质
暗反应
类囊体
光合色素
光反应
光合作用
问题导学2：
1、叶绿体中的色素吸收什么颜色的光？
植物叶片颜色和所吸收的光的关系？
大棚蔬菜为何不用绿色的补光灯？
2、叶绿体有什么结构？部分结构与光合作用有什么关联？
3、恩格尔曼的实验选材有什么独特之处？
实验设计有什么巧妙之处？
证明叶绿体是光合作用场所的实验——恩格尔曼实验
1.实验步骤及现象
①黑暗环境：极细光束照射水绵:需氧细菌只集中分布在叶绿体
____________到的部位。
②完全曝光:需氧细菌分布在叶绿体__________的部分。
③用透过三棱镜的光照射水绵:大量的需氧细菌聚集在
______________区域。
被光束照射
所有受光
红光和蓝紫光
2.实验结论
________________________________________________________________。
叶绿体能吸收光能用于光合作用并释放氧气；叶绿体是光合作用的场所
3.实验分析
（1）分析恩格尔曼实验在选材上的巧妙之处：_____________________________
__________________________________________________________。
选择水绵和需氧细菌,水绵的叶绿体呈螺旋带状，便于观察;用需氧细菌可以确定氧气释放多的部位
（2）分析恩格尔曼实验在实验设计上的巧妙之处：
1、没有空气的黑暗环境排除了氧气和环境光的干扰；
2、用极细的光束照射，叶绿体上可分为有光照和无光照的部位， 相当于一组对照实验;
3、临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果
关于光合色素的几点提醒
（1）可进行光合作用的细胞不一定都含有叶绿体（如蓝细菌等）,但是都含有光合色素。
（2）植物的液泡中含有的色素不参与光合作用。
（3）有些动物也可以进行光合作用
藻类海蛞蝓（非正式定名），因其长相似小绵羊所以又称叶羊，一开始因食用海藻其身体呈绿色，是世界上极为罕见的能进行光合作用的动物。他们能将所食海藻中的叶绿体整合到自己的皮肤中进行光合作用，但是并非捕食一次就能满足一生所用，因为海蛞蝓不能自身合成光合作用所需的全部蛋白质，所以它仍然需要不断补足海藻。
问题导学3
1、哪些科学家在探究光合作用的原理时做了什么实验，发现是什么？
2、光合作用光反应与暗反应的过程是什么？
3、光反应给暗反应提供了什么，暗反应给光反应提供了什么？
一、重要科学史实回顾分析
时间/发现者 内容
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，O被释放，C与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖
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成糖
1937年希尔 在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O，没有CO2)，在光照下可以释放出氧气
1941年鲁宾、卡门 用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源，H218O＋CO2―→植物―→18O2，H2O＋C18O2―→植物―→O2，得出光合作用释放的氧全部来自水
1954年阿尔农 在光照下，叶绿体可合成ATP，这一过程总是与水的光解相伴随
规范表达 （1）希尔的实验____（填“能”或“不能”）说明水的光解与糖的合成不
是同一个化学反应。
能
（2）鲁宾、卡门实验和卡尔文实验中所用科学方法相同，均为______________。
同位素标记法
鲁宾、卡门的实验使用的是稳定同位素18O标记，而非放射性同位素。虽然也是同位素标记法，但18O没有放射性，不能用自显影等技术来显现、追踪同位素的去向，只能用测量分子质量或以离心技术来区别同位素。故这种方法只能称之为同位素标记法，而不能称为放射性标记法。
18o没有放射性，如何检测？
问题导学3
1、哪些科学家在探究光合作用的原理时做了什么实验，发现是什么？
2、光合作用光反应与暗反应的过程是什么？
3、光反应给暗反应提供了什么，暗反应给光反应提供了什么？
二、光合作用过程分析
1.
ADP＋Pi→ATP
NADP＋＋H+＋2e→NADPH
H2O→O2＋2H+＋2e
光
P103
二、光合作用过程分析
CO2+C5 → 2C3
2C3 →C5+(CH2O)
ATP→ ADP+Pi
NADPH→NADP+
①CO2固定
②C3还原
P103
反应式
①产物为(CH2O)： 。
②产物为C6H12O6： 。
谢谢
THANKS

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