3.2光合作用——光能的捕获和转换（第一课时）（教学课件）（共22张PPT）-高中生物学苏教版（2019）必修一
文档属性
| 名称 | 3.2光合作用——光能的捕获和转换（第一课时）（教学课件）（共22张PPT）-高中生物学苏教版（2019）必修一 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 31.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-08-19 20:02:15 | ||
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文档简介
(共22张PPT)
第二节
光合作用——光能的捕获和转换
（第一课时）
第三章 细胞中能量的转化和利用
教学目标
科学思维——分析与综合：分析光合作用光反应和暗反应过程，认同两个阶段既有区别又有联系。
科学探究——实验思路及设计：科学设计提取和分离色素的实验步骤，注意每个操作步骤的规范性。
生命观念——结构与功能观：叶绿体的结构尤其是基粒大大扩展了膜面积，与光合作用的功能相适应。
新课导入
动物会摄取不同种类的食物，以获得生命活动所需要的物质和能量。
那么，植物是采用的哪种方式呢？
光合作用的认识过程
01
01
光合作用的认识过程
1632年
1779年
1864年
19世纪
80年代
1940年
19世纪
60年代
1948年
英格豪斯的实验
海尔蒙特的“柳树实验”
萨克斯的研究
恩格尔曼的两个实验
俄国科学家的研究
鲁宾和卡门的实验
卡尔文的发现
01
光合作用的认识过程
时间 人物 实验方法 结论
1627年 海尔蒙特 采用了定量研究的方法 柳树生长所需养料主要来自水，而不是土壤
1779年 英格豪斯 把带叶的枝条放入水里， 发现绿叶只在阳光下产生 气体，在黑暗处不产生气体 后来，人们明白了空气的组成后，才确定绿叶在阳光下放出的气体是O2
01
光合作用的认识过程
1864年 萨克斯 采用碘蒸气处理叶片 的方法 叶片在光下能产生淀粉
19世纪 60年代 利用光学仪器 光合作用中利用的光与叶绿素吸收光能有关
1941年 鲁宾和 卡门 运用同位素标记法 光合作用释放的O2来自水
1948年 卡尔文 用14C标记CO2，追踪光合作用中碳元素的行踪 CO2被用于合成糖类 等有机物
叶绿体与光能的捕获
02
02
叶绿体与光能的捕获
水绵
叶绿体
水绵
无空气的黑暗环境
无空气的曝光环境
极细光束
细菌聚集在被光束照射到的叶绿体部位。
细菌聚集现象消失，分布于叶绿体所有受光部位。
实验结果
02
用透过三棱镜的光照射临时玻片标本，让不同颜色的光投射水绵的带状叶绿体上。在红光和蓝光区的叶绿体部位都聚集了大量的好氧细菌。
叶绿体与光能的捕获
02
叶绿体与光能的捕获
1.提取色素的原理
无水乙醇、丙酮等有机溶剂能溶解绿叶中的各种光合色素。
溶解度高，扩散速度快
溶解度低，扩散速度慢
实验原理
2.分离色素的原理
分离方法：纸层析法
02
叶绿体与光能的捕获
实验材料与试剂
使研磨更充分
防止研磨中色素被破坏
溶解绿叶中的色素
无水乙醇
分离绿叶中的色素
层析液
SiO2
CaCO3
1.新鲜的绿叶、无水乙醇、层析液、二氧化硅、碳酸钙
2.实验中几种化学试剂的作用：
02
叶绿体与光能的捕获
实验步骤
1.研磨
2.过滤
02
叶绿体与光能的捕获
实验步骤
1.制备纸条
2.画滤液细线
02
叶绿体与光能的捕获
实验结果
类胡萝卜素
叶绿素
含量约占3/4
含量约占1/4
橙色
黄色
蓝绿色
黄绿色
胡萝卜素
叶黄素
叶绿素a
叶绿素b
02
叶绿体与光能的捕获
叶绿素提取液
蓝紫光和红光色带很暗
蓝紫光色带很暗
太阳光（白光）通过三棱镜折射后，可分为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等不同的颜色，这就是所谓的可见光谱。
02
叶绿体与光能的捕获
叶绿体种的主要色素是叶绿素，这种色素吸收蓝紫光和红光而几乎不吸收绿光，所以呈绿色。结合光合色素吸收光谱，可知：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。这些被吸收的光能，将在光合作用中转化成化学能。
课堂小结
叶绿素
类胡萝卜素
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）
（吸收红光和蓝紫光）
（吸收蓝紫光）
含量约占3/4
含量约占1/4
叶绿体功能的验证实验
光合色素
叶绿体和光合色素
提取和分离叶绿体中的光合色素
叶绿体与光能的捕获
解开光合作用之谜
1627年 海尔蒙特
1779年 英格豪斯
1864年 萨克斯
19世纪60年代
1941年 鲁宾和卡门
1948年卡尔文
基础检测
1.在“光合色素的提取与分离”实验中，收集到的滤液绿色过浅，其原因可能是( )
①未加二氧化硅，研磨不充分
②研磨时末加碳酸钙，色素被破坏
③分次加入少量95%的酒精提取
④使用放置数天发黄的菠菜叶
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④
答案：D
解析：“光合色素的提取与分离”实验应选取新鲜的绿色植物叶片，提取色素时需要加入95%的酒精、二氧化硅和碳酸钙，其中95%的酒精的作用是溶解色素，二氧化硅的作用是使研磨更加充分，碳酸钙的作用是防止色素被破坏。未加二氧化硅，导致研磨不充分，使色素的提取量减少，①正确;未加碳酸钙，色素被破坏，使色素提取量减少，②正确;分次加入少量95%的酒精不影响色素的提取，③错误：放置数天发黄的菠菜叶，叶绿素含量减少，色素提取量也会减少，④正确。
基础检测
2.韭菜完全在黑暗中生长，因无阳光供给，不能合成叶绿素进行光合作用，就会变成黄色，称之为“韭黄”。提取并分离韭黄叶片中的色素，与正常韭菜叶相比，层析带只有上端两条色素带。下列对实验操作和结果的分析，不正确的是( )
A.用无水乙醇溶解提取色素
B.提取色素时加入SiO2增强研磨效果
C.分离色素用纸层析法
D.韭黄色素溶解度比叶绿素低
答案：D
解析：叶绿体中的色素易溶于有机溶剂中，可以用 无水乙醇溶解提取色素，A正确；提取色素时加入SiO2可使研磨充分，B正确；分离色素用的是纸层析法，C正确；韭黄中的色素只有胡萝卜素和叶黄素这两种色素在层析液中的溶解度都高于叶绿素，D 错误。
基础检测
3.1881年，恩格尔曼把载有水绵和需氧细菌的临时装片放在没有空气的小室内，在黑暗中用极细的光束照射水绵，发现细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中，如果把装置放在光下，细菌则分布在叶绿体所有受光部位；用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，大量需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。下列叙述中错误的是( )
A.恩格尔曼的实验直接证明叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧
B.需氧细菌利用水绵释放的氧气，在线粒体内膜上完成需氧呼吸第三阶段
C.用极细的光束照射叶绿体，出现光照部位和无光照部位，形成对照实验
D.叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用
答案：B
解析：恩格尔曼通过观察实验中需氧细菌在水绵表面的分布，直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧，A正确；需氧细菌属于原核生物，没有线粒体，其需氧呼吸过程主要在细胞质和细胞膜上进行，B错误；用极细的光束照射水绵的叶绿体，形成曝光部位和未被光照射部位的对照，据此得出叶绿体吸收光能进行光合作用放氧的结论，C正确；叶绿体中的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，D正确。
基础检测
4.光合作用是自然界最重要的生命活动之一，没有植物的光合作用就没有现在五彩斑斓的世界。下列关于植物光合作用的探究历程的叙述，错误的是( )
A.英格豪斯通过多次实验发现在有光的条件下绿叶才能更新空气
B.恩格尔曼利用水绵和好氧细菌证明了叶绿体是光合作用的场所
C.普利斯特利实验证明了植物在光下可以更新污浊的空气
D.卡尔文利用放射性同位素14C探明了光合作用过程中CO2中碳的转移途径
答案：C
解析：普利斯特利实验证明了植物可以更新污浊的空气，但没有证明光在该过程中的作用，C错误。
第二节
光合作用——光能的捕获和转换
（第一课时）
第三章 细胞中能量的转化和利用
教学目标
科学思维——分析与综合：分析光合作用光反应和暗反应过程，认同两个阶段既有区别又有联系。
科学探究——实验思路及设计：科学设计提取和分离色素的实验步骤，注意每个操作步骤的规范性。
生命观念——结构与功能观：叶绿体的结构尤其是基粒大大扩展了膜面积，与光合作用的功能相适应。
新课导入
动物会摄取不同种类的食物，以获得生命活动所需要的物质和能量。
那么，植物是采用的哪种方式呢？
光合作用的认识过程
01
01
光合作用的认识过程
1632年
1779年
1864年
19世纪
80年代
1940年
19世纪
60年代
1948年
英格豪斯的实验
海尔蒙特的“柳树实验”
萨克斯的研究
恩格尔曼的两个实验
俄国科学家的研究
鲁宾和卡门的实验
卡尔文的发现
01
光合作用的认识过程
时间 人物 实验方法 结论
1627年 海尔蒙特 采用了定量研究的方法 柳树生长所需养料主要来自水，而不是土壤
1779年 英格豪斯 把带叶的枝条放入水里， 发现绿叶只在阳光下产生 气体，在黑暗处不产生气体 后来，人们明白了空气的组成后，才确定绿叶在阳光下放出的气体是O2
01
光合作用的认识过程
1864年 萨克斯 采用碘蒸气处理叶片 的方法 叶片在光下能产生淀粉
19世纪 60年代 利用光学仪器 光合作用中利用的光与叶绿素吸收光能有关
1941年 鲁宾和 卡门 运用同位素标记法 光合作用释放的O2来自水
1948年 卡尔文 用14C标记CO2，追踪光合作用中碳元素的行踪 CO2被用于合成糖类 等有机物
叶绿体与光能的捕获
02
02
叶绿体与光能的捕获
水绵
叶绿体
水绵
无空气的黑暗环境
无空气的曝光环境
极细光束
细菌聚集在被光束照射到的叶绿体部位。
细菌聚集现象消失，分布于叶绿体所有受光部位。
实验结果
02
用透过三棱镜的光照射临时玻片标本，让不同颜色的光投射水绵的带状叶绿体上。在红光和蓝光区的叶绿体部位都聚集了大量的好氧细菌。
叶绿体与光能的捕获
02
叶绿体与光能的捕获
1.提取色素的原理
无水乙醇、丙酮等有机溶剂能溶解绿叶中的各种光合色素。
溶解度高，扩散速度快
溶解度低，扩散速度慢
实验原理
2.分离色素的原理
分离方法：纸层析法
02
叶绿体与光能的捕获
实验材料与试剂
使研磨更充分
防止研磨中色素被破坏
溶解绿叶中的色素
无水乙醇
分离绿叶中的色素
层析液
SiO2
CaCO3
1.新鲜的绿叶、无水乙醇、层析液、二氧化硅、碳酸钙
2.实验中几种化学试剂的作用：
02
叶绿体与光能的捕获
实验步骤
1.研磨
2.过滤
02
叶绿体与光能的捕获
实验步骤
1.制备纸条
2.画滤液细线
02
叶绿体与光能的捕获
实验结果
类胡萝卜素
叶绿素
含量约占3/4
含量约占1/4
橙色
黄色
蓝绿色
黄绿色
胡萝卜素
叶黄素
叶绿素a
叶绿素b
02
叶绿体与光能的捕获
叶绿素提取液
蓝紫光和红光色带很暗
蓝紫光色带很暗
太阳光（白光）通过三棱镜折射后，可分为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等不同的颜色，这就是所谓的可见光谱。
02
叶绿体与光能的捕获
叶绿体种的主要色素是叶绿素，这种色素吸收蓝紫光和红光而几乎不吸收绿光，所以呈绿色。结合光合色素吸收光谱，可知：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。这些被吸收的光能，将在光合作用中转化成化学能。
课堂小结
叶绿素
类胡萝卜素
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）
（吸收红光和蓝紫光）
（吸收蓝紫光）
含量约占3/4
含量约占1/4
叶绿体功能的验证实验
光合色素
叶绿体和光合色素
提取和分离叶绿体中的光合色素
叶绿体与光能的捕获
解开光合作用之谜
1627年 海尔蒙特
1779年 英格豪斯
1864年 萨克斯
19世纪60年代
1941年 鲁宾和卡门
1948年卡尔文
基础检测
1.在“光合色素的提取与分离”实验中，收集到的滤液绿色过浅，其原因可能是( )
①未加二氧化硅，研磨不充分
②研磨时末加碳酸钙，色素被破坏
③分次加入少量95%的酒精提取
④使用放置数天发黄的菠菜叶
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④
答案：D
解析：“光合色素的提取与分离”实验应选取新鲜的绿色植物叶片，提取色素时需要加入95%的酒精、二氧化硅和碳酸钙，其中95%的酒精的作用是溶解色素，二氧化硅的作用是使研磨更加充分，碳酸钙的作用是防止色素被破坏。未加二氧化硅，导致研磨不充分，使色素的提取量减少，①正确;未加碳酸钙，色素被破坏，使色素提取量减少，②正确;分次加入少量95%的酒精不影响色素的提取，③错误：放置数天发黄的菠菜叶，叶绿素含量减少，色素提取量也会减少，④正确。
基础检测
2.韭菜完全在黑暗中生长，因无阳光供给，不能合成叶绿素进行光合作用，就会变成黄色，称之为“韭黄”。提取并分离韭黄叶片中的色素，与正常韭菜叶相比，层析带只有上端两条色素带。下列对实验操作和结果的分析，不正确的是( )
A.用无水乙醇溶解提取色素
B.提取色素时加入SiO2增强研磨效果
C.分离色素用纸层析法
D.韭黄色素溶解度比叶绿素低
答案：D
解析：叶绿体中的色素易溶于有机溶剂中，可以用 无水乙醇溶解提取色素，A正确；提取色素时加入SiO2可使研磨充分，B正确；分离色素用的是纸层析法，C正确；韭黄中的色素只有胡萝卜素和叶黄素这两种色素在层析液中的溶解度都高于叶绿素，D 错误。
基础检测
3.1881年，恩格尔曼把载有水绵和需氧细菌的临时装片放在没有空气的小室内，在黑暗中用极细的光束照射水绵，发现细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中，如果把装置放在光下，细菌则分布在叶绿体所有受光部位；用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，大量需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。下列叙述中错误的是( )
A.恩格尔曼的实验直接证明叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧
B.需氧细菌利用水绵释放的氧气，在线粒体内膜上完成需氧呼吸第三阶段
C.用极细的光束照射叶绿体，出现光照部位和无光照部位，形成对照实验
D.叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用
答案：B
解析：恩格尔曼通过观察实验中需氧细菌在水绵表面的分布，直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧，A正确；需氧细菌属于原核生物，没有线粒体，其需氧呼吸过程主要在细胞质和细胞膜上进行，B错误；用极细的光束照射水绵的叶绿体，形成曝光部位和未被光照射部位的对照，据此得出叶绿体吸收光能进行光合作用放氧的结论，C正确；叶绿体中的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，D正确。
基础检测
4.光合作用是自然界最重要的生命活动之一，没有植物的光合作用就没有现在五彩斑斓的世界。下列关于植物光合作用的探究历程的叙述，错误的是( )
A.英格豪斯通过多次实验发现在有光的条件下绿叶才能更新空气
B.恩格尔曼利用水绵和好氧细菌证明了叶绿体是光合作用的场所
C.普利斯特利实验证明了植物在光下可以更新污浊的空气
D.卡尔文利用放射性同位素14C探明了光合作用过程中CO2中碳的转移途径
答案：C
解析：普利斯特利实验证明了植物可以更新污浊的空气，但没有证明光在该过程中的作用，C错误。