3.2 光合作用课件(共34张PPT)-2023-2024学年高一上学期生物苏教版（2019）必修1
文档属性
| 名称 | 3.2 光合作用课件(共34张PPT)-2023-2024学年高一上学期生物苏教版（2019）必修1 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 6.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-09-02 20:23:42 | ||
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文档简介
(共34张PPT)
光合作用
1
植物工厂
植物工厂
1.植物工厂和自然界相比有何优势？
2.靠人工光源生产蔬菜有什么好处？
植物工厂可以通过人工精密的控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成分等外界条件。
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。
叶绿体的结构适于进行光合作用
外膜
内膜
基粒
类囊体
叶绿体基质
光合作用的场所：
叶绿体
叶绿体类囊体薄膜
光合色素的分布：
②多个类囊体堆叠形成基粒，色素和酶的附着面积增大，极大地扩展了受光面积，利于提高光能的利用率。
①叶绿体基质和类囊体膜上含有光合作用有关的酶。
两千多年前，人们受古希腊著名哲学家亚里土多德的影响，认为植物体是由“土壤汁”构成的，即植物生长发育所需的物质完全来自土壤。
亚里土多德
认为植物增重=土壤减重
一、1648年比利时科学家海尔蒙特
开始时
柳树的质量 2. 5kg
干土的质量 100kg
+80.0kg
－0.1kg
结论：植物生长所需要的养料主要来自水,而不是土壤
82.5kg
99.9kg
5年后
实验前后的差值
图A
图B
图D
图C
二、1779年荷兰的科学家英格豪斯
500多次植物更新空气的实验，又有何新发现？
结论：
绿色植物体只有在光照下才能更新污浊的空气。
甲
乙
三、1864年德国的植物学家萨克斯采用碘液检测淀粉的方法进行实验
萨克斯，J.von Sachs (1832～1897)
叶部分遮光
光照
酒精脱色
滴加碘液
观察现象
暗处理24小时（饥饿处理）
结论：
植物在光下除了产生氧气，还产生了淀粉。
①为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢？，此处的变量是_________。
光照
②为什么要选取同片叶进行部分遮光？
答：_______________________________。
保持水、二氧化碳等无关变量相同
控制变量法
设置对照组
⑤为什么不直接加热酒精，而用水浴加热？
答：_____________________________________。
④叶片为什么要脱去叶绿素？为什么要用酒精脱色？
答： 。
③将天竺葵进行暗处理的目的是：
答： 。
将叶内原有的淀粉消耗掉
酒精易燃易挥发，直接加热容易引起燃烧
排除原来淀粉对实验干扰
叶绿素呈绿色，如不脱去，不容易观察到淀粉遇碘变蓝的现象。
酒精能溶解叶绿素。
四、1937年英国科学家希尔
1937年，希尔发现，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。
离体的叶绿体悬浮液
铁盐
（或其他氧化剂）
O2
希尔反应：离体的叶绿体在适当的条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应。
思考·讨论： 恩格尔曼的实验一
极细的光束
黑暗中——集中于叶绿体被光束照射的部位
光下——分布于叶绿体所有受光部位
水绵
好氧细菌
结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。
思考·讨论： 恩格尔曼的实验一
（1）为什么选用水绵和好氧细菌作为实验材料？
提示：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？
提示：选用黑暗并且没有空气的环境，可排除光线和氧的干扰。
小组讨论，问题探究：
（3）为什么用极细的光束照射？
提示：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
三棱镜
结论：叶绿体主要吸收红光和蓝紫光
照射水绵
好氧细菌聚集在红光和蓝紫光的区域
小组讨论，问题探究：
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？
提示：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。
原料：CO2、H2O
产物：O2、（CH2O）
条件：光能
场所：叶绿体
【思考】你能写出光合作用的反应式吗？
CO2+H2O （CH2O)+O2
光能
叶绿体
光合作用的概念
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能量的有机物，并且释放出氧气的过程。
光照
叶绿体
水和二氧化碳
氧气和有机物
原料：
产物：
条件：
场所：
CO2 + H2O
光能
叶绿体
（CH2O）+ O2
光合作用的实质：
合成有机物，储存能量
糖类
光合产物O2中的“O”是来自于H2O还是CO2？
五、美国科学家鲁宾和卡门
结论：光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于水，而并不来源于CO2
O2
18O2
C18O2
H2O
CO2
H218O
光照射下的小球藻悬浮液
1941年，美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法研究了光合作用中O2的来源，他们用18O分别标记H2O和CO2 ，使它们分别变成H218O和C18O2 ，
然后进行了两组实验：
结论
六、1948年美国的科学家卡尔文（M.Calvin）等人的实验
同位素标记法
14C标记CO2中的碳元素来追踪碳的转化途径：
14CO2 C3 （CH2O）
20世纪40年代，卡尔文
光合作用产生的有机物又是怎样合成的？
卡尔文循环
结论：CO2中的碳在光合作用中转化为有机物中的碳。
探究光合作用原理的部分实验总结
年代 科学家 结论
17世纪中叶 海尔蒙特 植物生长所需的养料主要来自水，而不是土壤
1779年 英根豪斯 植物需要阳光才能制造出O2
1864年 萨克斯 叶片在光下能产生淀粉
1880年 恩格尔曼 氧由叶绿体释放出来。叶绿体是光合作用的场所。
1937年 希尔 光合作用是在叶绿体中进行的
1941年 鲁宾和卡门 运用同位素示踪法，光合作用O2来自于水
1954年 卡尔文 用14C标记的CO2进行示踪，CO2被用于合成糖类等有机物
捕获光能的色素
叶绿素
类胡萝卜素
（含量约3/4）
（含量约1/4）
叶绿素a（蓝绿色）
叶绿素b（黄绿色）
胡萝卜素（橙黄色）
叶黄素（黄色）
光合色素
功能：吸收、传递和转化光能
色素的吸收光谱
太阳光是由不同波长的光组合成的复合光，不同波长的光，颜色不同，可见光的波长是400-760nm；波长小于400nm的光是紫外光；波长大于760nm的光是红外光。
学生思考：
1.四种光合色素吸收的是什么光？
2.四种光合色素对光的吸收有什么差别呢？
400
500
600
700
波长/nm
叶
绿
素
a
叶
绿
素
b
类胡萝卜素
吸
收
光
能
的
百
分
比
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。
树叶为什么是绿色？
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。
物体呈现什么颜色是因为它吸收了除该颜色以外的色光，
透过或反射了该种色光进入人眼的缘故。
探究·实践：绿叶中色素的提取和分离
提取色素要注意什么？
1. 破碎细胞及叶绿体，使色素充分释放。
2. 保证色素的结构和活性不被破坏。
3. 使色素溶解于试剂中。
绿叶中色素的提取和分离
提取原理
1
分离原理
2
色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可用无水乙醇提取色素。
各种色素在层析液中的溶解度不同，
溶解度大的随层析液在滤纸上扩散的快，反之，则慢，这样几分钟后色素就会随层析液在滤纸上扩散而分离开。
实验原理
头部
尾部
提取方法：过滤法
分离方法：纸层析法
实验步骤
（1）提取绿叶的色素
称取5g新鲜绿叶，剪碎，放入研钵中。
向研钵中放入少量二氧化硅（有助于研磨充分）和碳酸钙（可防止研磨中色素被破坏），再加入5mL无水乙醇（溶解色素），迅速且充分研磨。
实验步骤
将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中，用单层尼龙布进行过滤。
用棉塞塞严（目的是防止乙醇挥发和色素氧化）。
实验步骤
(2)制备滤纸条
干燥的定性滤纸
避免层析液在边缘扩散过快（边缘效应），使其同步到达细线
将滤纸剪成能放入烧杯中的滤纸条
在滤纸条一端剪去两角
在距去角一端1 cm处用铅笔画一条细的横线
铅笔线
剪两角
实验步骤
(3)画滤液细线
将滤液倒入培养皿，用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀画出一条细线。
等滤液干后再画一到两次。
为了积累更多的色素，使分离后的色素带更明显
★要求：细、直、齐 ；重复2—3次
实验步骤
(4)分离绿叶中的色素
原理：溶解度高的色素随层析液在滤纸上_____________;反之，则慢。
思考：1、为何滤液细线不能触及层析液？
2、为何要盖上培养皿？
防止色素溶解在层析液中
防止层析液挥发，因其易挥发且有毒
扩散得快
将滤纸条有滤液细线的一端插入_____________。
层析液
（5）实验结果
①滤纸上有几条色素带？
④不同的色素带分别对应哪些色素？
②从上而下的排序说明了什么？
4条
③不同条带的宽窄说明了什么？
含量不同
溶解度不同
胡萝卜素
叶黄素
叶绿素a
叶绿素b
观察与记录
（橙黄色）
（黄 色）
（蓝绿色）
（黄绿色)
胡萝卜素
叶黄素
叶绿素a
叶绿素b
类胡萝卜素（吸收蓝紫光）
叶绿素（吸收蓝紫光和红光）
异常现象的分析
1.若色素提取液呈淡绿色的，其原因有 ：
①选取的叶片颜色不是浓绿色或称取的绿叶过少或放置数天的菠菜叶，色素含量少；
②加入的无水乙醇过多，色素溶液浓度小；
③未加碳酸钙或加入的过少，色素分子部分破坏；
④研磨不充分，色素未能充分提取出来。
2.若色素带颜色较浅，其原因有 ：
⑤画滤液细线的次数太少，滤纸条上的色素含量少；
⑥层析时，部分滤液细线已触及层析液。
同上4点
提取液
色素带
1.冬季时，为了增加蔬菜的产量，应该选择红色、蓝色还是无色的大棚塑料薄膜？为什么？
提示：无色。由于太阳光由七色光组成，所以用无色透明的塑料薄膜，植物获得的光能更多。
2.阴天时，为了增加蔬菜的产量，在功率相同的情况下，应该选择什么颜色(蓝紫光或红光/白光)的照明灯为蔬菜补充光源？为什么？
提示：蓝紫光或红光。在照明灯功率相同的情况下，用发蓝紫光或红光的照明灯，植物利用光能的效率最高。
谢谢大家！
光合作用
1
植物工厂
植物工厂
1.植物工厂和自然界相比有何优势？
2.靠人工光源生产蔬菜有什么好处？
植物工厂可以通过人工精密的控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成分等外界条件。
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。
叶绿体的结构适于进行光合作用
外膜
内膜
基粒
类囊体
叶绿体基质
光合作用的场所：
叶绿体
叶绿体类囊体薄膜
光合色素的分布：
②多个类囊体堆叠形成基粒，色素和酶的附着面积增大，极大地扩展了受光面积，利于提高光能的利用率。
①叶绿体基质和类囊体膜上含有光合作用有关的酶。
两千多年前，人们受古希腊著名哲学家亚里土多德的影响，认为植物体是由“土壤汁”构成的，即植物生长发育所需的物质完全来自土壤。
亚里土多德
认为植物增重=土壤减重
一、1648年比利时科学家海尔蒙特
开始时
柳树的质量 2. 5kg
干土的质量 100kg
+80.0kg
－0.1kg
结论：植物生长所需要的养料主要来自水,而不是土壤
82.5kg
99.9kg
5年后
实验前后的差值
图A
图B
图D
图C
二、1779年荷兰的科学家英格豪斯
500多次植物更新空气的实验，又有何新发现？
结论：
绿色植物体只有在光照下才能更新污浊的空气。
甲
乙
三、1864年德国的植物学家萨克斯采用碘液检测淀粉的方法进行实验
萨克斯，J.von Sachs (1832～1897)
叶部分遮光
光照
酒精脱色
滴加碘液
观察现象
暗处理24小时（饥饿处理）
结论：
植物在光下除了产生氧气，还产生了淀粉。
①为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢？，此处的变量是_________。
光照
②为什么要选取同片叶进行部分遮光？
答：_______________________________。
保持水、二氧化碳等无关变量相同
控制变量法
设置对照组
⑤为什么不直接加热酒精，而用水浴加热？
答：_____________________________________。
④叶片为什么要脱去叶绿素？为什么要用酒精脱色？
答： 。
③将天竺葵进行暗处理的目的是：
答： 。
将叶内原有的淀粉消耗掉
酒精易燃易挥发，直接加热容易引起燃烧
排除原来淀粉对实验干扰
叶绿素呈绿色，如不脱去，不容易观察到淀粉遇碘变蓝的现象。
酒精能溶解叶绿素。
四、1937年英国科学家希尔
1937年，希尔发现，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。
离体的叶绿体悬浮液
铁盐
（或其他氧化剂）
O2
希尔反应：离体的叶绿体在适当的条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应。
思考·讨论： 恩格尔曼的实验一
极细的光束
黑暗中——集中于叶绿体被光束照射的部位
光下——分布于叶绿体所有受光部位
水绵
好氧细菌
结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。
思考·讨论： 恩格尔曼的实验一
（1）为什么选用水绵和好氧细菌作为实验材料？
提示：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？
提示：选用黑暗并且没有空气的环境，可排除光线和氧的干扰。
小组讨论，问题探究：
（3）为什么用极细的光束照射？
提示：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
三棱镜
结论：叶绿体主要吸收红光和蓝紫光
照射水绵
好氧细菌聚集在红光和蓝紫光的区域
小组讨论，问题探究：
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？
提示：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。
原料：CO2、H2O
产物：O2、（CH2O）
条件：光能
场所：叶绿体
【思考】你能写出光合作用的反应式吗？
CO2+H2O （CH2O)+O2
光能
叶绿体
光合作用的概念
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能量的有机物，并且释放出氧气的过程。
光照
叶绿体
水和二氧化碳
氧气和有机物
原料：
产物：
条件：
场所：
CO2 + H2O
光能
叶绿体
（CH2O）+ O2
光合作用的实质：
合成有机物，储存能量
糖类
光合产物O2中的“O”是来自于H2O还是CO2？
五、美国科学家鲁宾和卡门
结论：光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于水，而并不来源于CO2
O2
18O2
C18O2
H2O
CO2
H218O
光照射下的小球藻悬浮液
1941年，美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法研究了光合作用中O2的来源，他们用18O分别标记H2O和CO2 ，使它们分别变成H218O和C18O2 ，
然后进行了两组实验：
结论
六、1948年美国的科学家卡尔文（M.Calvin）等人的实验
同位素标记法
14C标记CO2中的碳元素来追踪碳的转化途径：
14CO2 C3 （CH2O）
20世纪40年代，卡尔文
光合作用产生的有机物又是怎样合成的？
卡尔文循环
结论：CO2中的碳在光合作用中转化为有机物中的碳。
探究光合作用原理的部分实验总结
年代 科学家 结论
17世纪中叶 海尔蒙特 植物生长所需的养料主要来自水，而不是土壤
1779年 英根豪斯 植物需要阳光才能制造出O2
1864年 萨克斯 叶片在光下能产生淀粉
1880年 恩格尔曼 氧由叶绿体释放出来。叶绿体是光合作用的场所。
1937年 希尔 光合作用是在叶绿体中进行的
1941年 鲁宾和卡门 运用同位素示踪法，光合作用O2来自于水
1954年 卡尔文 用14C标记的CO2进行示踪，CO2被用于合成糖类等有机物
捕获光能的色素
叶绿素
类胡萝卜素
（含量约3/4）
（含量约1/4）
叶绿素a（蓝绿色）
叶绿素b（黄绿色）
胡萝卜素（橙黄色）
叶黄素（黄色）
光合色素
功能：吸收、传递和转化光能
色素的吸收光谱
太阳光是由不同波长的光组合成的复合光，不同波长的光，颜色不同，可见光的波长是400-760nm；波长小于400nm的光是紫外光；波长大于760nm的光是红外光。
学生思考：
1.四种光合色素吸收的是什么光？
2.四种光合色素对光的吸收有什么差别呢？
400
500
600
700
波长/nm
叶
绿
素
a
叶
绿
素
b
类胡萝卜素
吸
收
光
能
的
百
分
比
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。
树叶为什么是绿色？
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。
物体呈现什么颜色是因为它吸收了除该颜色以外的色光，
透过或反射了该种色光进入人眼的缘故。
探究·实践：绿叶中色素的提取和分离
提取色素要注意什么？
1. 破碎细胞及叶绿体，使色素充分释放。
2. 保证色素的结构和活性不被破坏。
3. 使色素溶解于试剂中。
绿叶中色素的提取和分离
提取原理
1
分离原理
2
色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可用无水乙醇提取色素。
各种色素在层析液中的溶解度不同，
溶解度大的随层析液在滤纸上扩散的快，反之，则慢，这样几分钟后色素就会随层析液在滤纸上扩散而分离开。
实验原理
头部
尾部
提取方法：过滤法
分离方法：纸层析法
实验步骤
（1）提取绿叶的色素
称取5g新鲜绿叶，剪碎，放入研钵中。
向研钵中放入少量二氧化硅（有助于研磨充分）和碳酸钙（可防止研磨中色素被破坏），再加入5mL无水乙醇（溶解色素），迅速且充分研磨。
实验步骤
将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中，用单层尼龙布进行过滤。
用棉塞塞严（目的是防止乙醇挥发和色素氧化）。
实验步骤
(2)制备滤纸条
干燥的定性滤纸
避免层析液在边缘扩散过快（边缘效应），使其同步到达细线
将滤纸剪成能放入烧杯中的滤纸条
在滤纸条一端剪去两角
在距去角一端1 cm处用铅笔画一条细的横线
铅笔线
剪两角
实验步骤
(3)画滤液细线
将滤液倒入培养皿，用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀画出一条细线。
等滤液干后再画一到两次。
为了积累更多的色素，使分离后的色素带更明显
★要求：细、直、齐 ；重复2—3次
实验步骤
(4)分离绿叶中的色素
原理：溶解度高的色素随层析液在滤纸上_____________;反之，则慢。
思考：1、为何滤液细线不能触及层析液？
2、为何要盖上培养皿？
防止色素溶解在层析液中
防止层析液挥发，因其易挥发且有毒
扩散得快
将滤纸条有滤液细线的一端插入_____________。
层析液
（5）实验结果
①滤纸上有几条色素带？
④不同的色素带分别对应哪些色素？
②从上而下的排序说明了什么？
4条
③不同条带的宽窄说明了什么？
含量不同
溶解度不同
胡萝卜素
叶黄素
叶绿素a
叶绿素b
观察与记录
（橙黄色）
（黄 色）
（蓝绿色）
（黄绿色)
胡萝卜素
叶黄素
叶绿素a
叶绿素b
类胡萝卜素（吸收蓝紫光）
叶绿素（吸收蓝紫光和红光）
异常现象的分析
1.若色素提取液呈淡绿色的，其原因有 ：
①选取的叶片颜色不是浓绿色或称取的绿叶过少或放置数天的菠菜叶，色素含量少；
②加入的无水乙醇过多，色素溶液浓度小；
③未加碳酸钙或加入的过少，色素分子部分破坏；
④研磨不充分，色素未能充分提取出来。
2.若色素带颜色较浅，其原因有 ：
⑤画滤液细线的次数太少，滤纸条上的色素含量少；
⑥层析时，部分滤液细线已触及层析液。
同上4点
提取液
色素带
1.冬季时，为了增加蔬菜的产量，应该选择红色、蓝色还是无色的大棚塑料薄膜？为什么？
提示：无色。由于太阳光由七色光组成，所以用无色透明的塑料薄膜，植物获得的光能更多。
2.阴天时，为了增加蔬菜的产量，在功率相同的情况下，应该选择什么颜色(蓝紫光或红光/白光)的照明灯为蔬菜补充光源？为什么？
提示：蓝紫光或红光。在照明灯功率相同的情况下，用发蓝紫光或红光的照明灯，植物利用光能的效率最高。
谢谢大家！