人教版教學(xué)能量之源光與光合作市公開(kāi)課獲獎(jiǎng)?wù)n件

1、能量之源光與光合作用第1頁(yè)第1頁(yè)捕獲光能色素和結(jié)構(gòu)二光合作用原理和應(yīng)用一二第2頁(yè)第2頁(yè)捕獲光能色素和結(jié)構(gòu) 綠葉中色素提取和分離捕獲光能色素 綠葉中色素吸取光譜 葉綠體 結(jié)構(gòu)功效第3頁(yè)第3頁(yè)（一）提取色素：1.研磨材料:5g鮮葉藥物SiO2CaCO3無(wú)水酒精原理：色素能溶解在丙酮或酒精等有機(jī)溶劑中，因此可用無(wú)水酒精提取色素。一、綠葉中色素提取和分離使研磨充足預(yù)防色素破壞溶解色素要求：要快速、充足（為何）第4頁(yè)第4頁(yè)2.過(guò)濾：獲取綠色濾液濾紙嗎？對(duì)著光：背著光：紅色綠色第5頁(yè)第5頁(yè) 色素隨層析液在濾紙上擴(kuò)散速度不同，從而分離色素。擴(kuò)散速度與色素在層析中溶解度關(guān)系：溶解度大，擴(kuò)散速度快溶解度小，擴(kuò)散

2、速度慢（二）分離色素原理：第6頁(yè)第6頁(yè)1.準(zhǔn)備濾紙條鉛筆線(xiàn)畫(huà)鉛筆細(xì)線(xiàn)濾液細(xì)線(xiàn)畫(huà)濾液細(xì)線(xiàn)要求：細(xì)而直 重復(fù)23次剪去兩角原因？第7頁(yè)第7頁(yè)2.分離色素：插濾紙條層析液培養(yǎng)皿層析液不能沒(méi)及濾液線(xiàn)胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b（為何？）第8頁(yè)第8頁(yè)闡明色素種類(lèi)色素第9頁(yè)第9頁(yè)二、色素作用 試驗(yàn)表明：葉綠素主要吸取紅光和藍(lán)紫光，類(lèi)胡蘿卜素主要吸取藍(lán)紫光。第10頁(yè)第10頁(yè)有些蔬菜大棚內(nèi)懸掛紅色或藍(lán)色燈管，并且在白天也開(kāi)燈。1.用這種辦法有什么好處？這樣做對(duì)光合作用有影響嗎？2. 用綠色能夠嗎？用這種辦法能夠提升光合作用強(qiáng)度，葉綠素吸取最多是藍(lán)紫光和紅光由于葉綠素對(duì)綠光吸取至少3.為何葉子呈現(xiàn)綠色？由于葉

3、綠素對(duì)綠光吸取至少，綠光被反射出來(lái)，因此呈綠色4.溫室大棚應(yīng)選擇什么顏色玻璃、塑料薄膜？白色第11頁(yè)第11頁(yè)三、光合作用完整單位葉綠體其中基粒是由一個(gè)個(gè)囊狀結(jié)構(gòu)堆疊而成，稱(chēng)為4123類(lèi)囊體吸取光能色素分布在？類(lèi)囊體薄膜上思考：葉綠體中色素能吸取光能，是不是葉綠體只能吸取光能？有無(wú)其它功效？第12頁(yè)第12頁(yè)1880年，美國(guó)科學(xué)家恩格爾曼黑暗處用極細(xì)光束照射暴露在光下資料一第13頁(yè)第13頁(yè)水綿+好氧細(xì)菌黑暗無(wú)空氣極細(xì)光束照射完全暴露光下試驗(yàn)過(guò)程1、氧氣是葉綠體釋放出來(lái)2、葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用場(chǎng)合試驗(yàn)結(jié)論試驗(yàn)巧妙之處1 選取水綿：含有細(xì)而長(zhǎng)葉綠體并且其螺旋狀分布在細(xì)胞中。2 先放在黑暗無(wú)空氣

4、環(huán)境中：排除環(huán)境中光和氧氣影響。3 極細(xì)光束照射、好氧細(xì)菌檢測(cè)：快速準(zhǔn)確地判斷出釋放氧氣部位。4 黑暗和極細(xì)光照射形成對(duì)比：明確指出結(jié)果完全是由光照引起。5 設(shè)置驗(yàn)證試驗(yàn)：完全暴露在光下，再一次驗(yàn)證了試驗(yàn)結(jié)果。好氧細(xì)菌集中在葉綠體被光束照射部位好氧細(xì)菌分布于葉綠體所有受光部位 第14頁(yè)第14頁(yè)資料二在類(lèi)囊體上和基質(zhì)中含有各種進(jìn)行光合作用所必需酶為何說(shuō)葉綠體是進(jìn)行光合作用完整單位？葉綠體（含光合色素及相關(guān)酶）含光合酶外膜內(nèi)膜基質(zhì)基粒（含光合作用酶）第15頁(yè)第15頁(yè)多年前亞里士多德(Aristotle)1、問(wèn)題：植物生長(zhǎng)所需物質(zhì)來(lái)自何處？認(rèn)為：構(gòu)成植物 體原料是土壤 植物增長(zhǎng)重量=土壤減少重量光合

5、作用的探究歷程第16頁(yè)第16頁(yè)五年后2、1648年比利時(shí)海爾蒙特試驗(yàn)柳樹(shù)增重80kg土壤只減少0.06kg結(jié)論：植物增重主要來(lái)自水分第17頁(yè)第17頁(yè)一段時(shí)間后一段時(shí)間后3、1771年英國(guó)普利斯特利試驗(yàn)第18頁(yè)第18頁(yè)普利斯特利試驗(yàn)結(jié)論：植物能夠更新空氣第19頁(yè)第19頁(yè)4、1779年，荷蘭 英格豪斯試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)重復(fù)了500多次結(jié)論：只有在光照下只有綠葉才干夠更新空氣B組A組第20頁(yè)第20頁(yè) 1785年，發(fā)覺(jué)了空氣構(gòu)成，科學(xué)家在明確綠葉在光下放出氣體是氧氣，吸取是二氧化碳第21頁(yè)第21頁(yè)5、 1845年，德國(guó)科學(xué)家梅耶指出：植物光合作用時(shí)，把光能轉(zhuǎn)換成化成化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)。依據(jù)：能量轉(zhuǎn)換和守恒定律第22

6、頁(yè)第22頁(yè)二分之一曝光，二分之一遮光在暗處放置幾小葉片6、1864年薩克斯試驗(yàn)暗處理光照酒精脫色結(jié)論:綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉碘蒸汽處理第23頁(yè)第23頁(yè)水綿+好氧細(xì)菌黑暗無(wú)空氣極細(xì)光束照射完全暴露光下試驗(yàn)過(guò)程好氧細(xì)菌集中在葉綠體被光束照射部位好氧細(xì)菌分布于葉綠體所有受光部位 第24頁(yè)第24頁(yè)7、光合作用原料有水和二氧化碳，那么，光合作用釋放氧氣到底是來(lái)自二氧化碳還是來(lái)自水呢？伴隨技術(shù)進(jìn)步，人們發(fā)覺(jué)了放射性同位素，利用放射性同位素做示蹤原子，為處理氧氣是來(lái)自水還是二氧化碳提供了技術(shù)手段。1939年，美國(guó)科學(xué)家魯賓和卡門(mén)利用同位素標(biāo)識(shí)法,用18O做示蹤原子，對(duì)光合作用產(chǎn)物氧氣中氧起源進(jìn)行了探

7、究。第25頁(yè)第25頁(yè) 返回1939年魯賓和卡門(mén)試驗(yàn)第26頁(yè)第26頁(yè)光合作用產(chǎn)生有機(jī)物又是如何合成呢？20世紀(jì)40年代，美國(guó)科學(xué)家卡爾文利用放射性同位素14C標(biāo)識(shí)14CO2做試驗(yàn)研究這一問(wèn)題。最終探明CO2中碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中碳路徑，這一路徑稱(chēng)為卡爾文循環(huán)。1961年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主第27頁(yè)第27頁(yè)問(wèn)題討論 光合作用原料，產(chǎn)物，場(chǎng)合和條件是什么？你能用一個(gè)反應(yīng)式表示出來(lái)嗎?光能CO2+H2O葉綠體（CH2O）+O2第28頁(yè)第28頁(yè)一、光合作用過(guò)程光反應(yīng)暗反應(yīng)劃分依據(jù):反應(yīng)過(guò)程是否需要光能第29頁(yè)第29頁(yè)H2O類(lèi)囊體膜酶Pi ADPATP1.光反應(yīng)階段色素光酶葉綠體內(nèi)類(lèi)囊體薄膜上水光解：

8、H2O H + O2光能（還原劑）ATP合成：ADPPi 能量（光能） ATP酶條件 ：場(chǎng)合：物質(zhì)改變：能量改變：光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S化學(xué)能貯存在ATP中H第30頁(yè)第30頁(yè)CO2糖類(lèi) 五碳化合物 C5 氨基酸脂肪CO2固定三碳化合物 2C3C3還原 基質(zhì)各種酶H2O類(lèi)囊體膜酶Pi ADPATPH第31頁(yè)第31頁(yè)CO2糖類(lèi) 五碳化合物 C5 氨基酸脂肪CO2固定三碳化合物 2C3C3還原 基質(zhì)各種酶HATP2.暗反應(yīng)階段CO2固定：CO2C5 2C3酶C3還原：ATPH 、ADP+Pi條件：場(chǎng)合：物質(zhì)改變：能量改變：葉綠體基質(zhì)中各種酶、 ATP中活躍化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷?lèi)等 有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能2C3 (CH

9、2O)酶糖類(lèi)H 、ATP第32頁(yè)第32頁(yè)光反應(yīng)暗反應(yīng)酶酶酶小結(jié)色素 酶聯(lián) 系能量改變 物質(zhì)改變場(chǎng)合條件光暗 反 應(yīng) 光 反 應(yīng)過(guò)程項(xiàng)目需要光 色素、酶不需要光 酶類(lèi)囊體膜上基質(zhì)中水光解；ATP合成CO2固定；C3還原 ATP中活 躍化學(xué)能ATP中活 躍化學(xué)能光能有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能光反應(yīng) 為 暗反應(yīng) 提供 H 和ATP，暗反應(yīng) 為 光反應(yīng) 提供 ADP 和Pi 。第33頁(yè)第33頁(yè)葉綠體中色素光合作用過(guò)程光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段光能co2H2O水在光下分解C5ATPADP+Pi酶供能H供氫O2 固 定還 原各種酶參與催化(CH2O)氨基酸,脂肪酶 正常進(jìn)行光合作用植物，忽然停止光照后，C3、C5、H

10、、ATP含量如何改變？若忽然停止CO2供應(yīng)呢？H ATP C5 C3C3 C5H ATP 2C3第34頁(yè)第34頁(yè)光合作用概述1.光合作用概念2.光合作用意義把無(wú)機(jī)物合成有機(jī)物，不但是本身營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),并且是人和動(dòng)物食物起源.將光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能，貯存在有機(jī)物中，提供了生命活動(dòng)能量起源.維持了大氣成份基本穩(wěn)定綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量有機(jī)物，并且釋放出氧氣過(guò)程。第35頁(yè)第35頁(yè) 整個(gè)光合作用過(guò)程中物質(zhì) 改變和能量改變分別是什么？物質(zhì)改變：無(wú)機(jī)物能量改變：光能轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變光合作用實(shí)質(zhì)：合成有機(jī)物，儲(chǔ)存能量。有機(jī)物糖類(lèi)等有機(jī)物中化學(xué)能第36頁(yè)第36頁(yè)化能合成作用2NH3+3O

11、2 2HNO2+2H2O+能量 2HNO2+O2 2HNO3+能量 能量CO2+H2O (CH2O)+O2硝化細(xì)菌化能合成作用第37頁(yè)第37頁(yè)化能合成作用細(xì)菌利用體外環(huán)境中一些無(wú)機(jī)物氧化時(shí)所釋放能量來(lái)制造有機(jī)物，這種合成作用叫化能合成作用。除了硝化細(xì)菌外，自然界尚有鐵細(xì)菌、硫細(xì)菌屬于進(jìn)行化能合成作用自養(yǎng)生物。第38頁(yè)第38頁(yè)1、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包括有機(jī)物、無(wú)機(jī)鹽、水等2、依據(jù)獲取有機(jī)物方式不同，能夠?qū)⑸锓譃椋?自養(yǎng)生物（無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)變成本身有機(jī)物）異養(yǎng)生物：將現(xiàn)成有機(jī)物轉(zhuǎn)變成本身有機(jī)物光能自養(yǎng)生物化能自養(yǎng)生物（綠色植物）（硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌等）第39頁(yè)第39頁(yè)光能12H2O+6CO2葉綠體 6O2

12、 +C6H12O6+6H2O光合作用強(qiáng)度表示辦法1、單位時(shí)間內(nèi)光合作用產(chǎn)生有機(jī)物量2、單位時(shí)間內(nèi)光合作用吸取CO2量3、單位時(shí)間內(nèi)光合作用放出O2量第40頁(yè)第40頁(yè)單因子對(duì)光合作用速率影響分析1）光照2）溫度3）二氧化碳濃度4）水分5）礦質(zhì)元素光合速率是光合作用強(qiáng)度指標(biāo)，它是指單位時(shí)間內(nèi)單位面積葉片合成有機(jī)物速率。環(huán)境原因?qū)夂献饔糜绊懼参锉旧碓?遺傳（生物種類(lèi)）、葉齡等光合速率影響原因第41頁(yè)第41頁(yè)AB光照強(qiáng)度0吸取CO2C釋放CO2細(xì)胞呼吸產(chǎn)生CO2量?jī)艄夂献饔昧空嬲▽?shí)際）光合作用量在A點(diǎn)含義：在B點(diǎn)含義：在C點(diǎn)含義：真正（實(shí)際）光合速率表觀（凈）光合速率呼吸速率。 （1）光照強(qiáng)度光

13、照強(qiáng)度為0，此時(shí)只進(jìn)行呼吸作用，釋放CO2量為呼吸速率。光合作用速率呼吸作用速率。隨光照強(qiáng)度增長(zhǎng)，光合作用不再增長(zhǎng)。第42頁(yè)第42頁(yè)AB光照強(qiáng)度0吸取CO2陽(yáng)生植物陰生植物應(yīng)依據(jù)植物生活習(xí)性因地制宜地種植植物。C 陽(yáng)生植物 陰生植物釋放CO2應(yīng)用：間作時(shí)作物種類(lèi)搭配應(yīng)用第43頁(yè)第43頁(yè)(2)溫度 1、AB段： 2、B點(diǎn)：3、BC段：表示溫度達(dá)到一定程度，隨溫度升高，酶逐步失去活性，光合速率也逐步下降。在一定范圍內(nèi)，隨溫度升高，光合速率加快。表示酶活性最強(qiáng)，該溫度為進(jìn)行光合作用最適溫度此時(shí)光合速率達(dá)到最大值。第44頁(yè)第44頁(yè)A、B、C三種溫度條件下植物積累有機(jī)物最多是哪種溫度？應(yīng)用：適時(shí)播種；溫

14、室栽培中白天調(diào)到光合作用最適溫度，晚上適當(dāng)減少溫度。 第45頁(yè)第45頁(yè)CO2含量光合作用強(qiáng)度 0A B C（3）CO2AB段：A點(diǎn)：B點(diǎn)：應(yīng)用：對(duì)農(nóng)田里農(nóng)作物應(yīng)合理密植，“正其行，通其風(fēng)”；對(duì)溫室作物來(lái)說(shuō)，應(yīng)增施農(nóng)家肥料或使用CO2發(fā)生器。在一定范圍內(nèi)，隨C02濃度增長(zhǎng)，植物光合速率加快。表示進(jìn)行光合作用所需C02最低濃度。超出該濃度，光合速率不再增長(zhǎng)。第46頁(yè)第46頁(yè)曲線(xiàn)分析：P點(diǎn)時(shí)，限制光合速率原因應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示原因，伴隨此原因不斷加強(qiáng)，光合速率不斷提升。當(dāng)?shù)絈點(diǎn)時(shí)，橫坐標(biāo)所表示原因，不再是影響光合速率因子，要想提升光合速率，可采用適當(dāng)提升圖示中其它因子辦法。 第47頁(yè)第47頁(yè)曲線(xiàn)分析：

15、1、分析比較各圖中P、Q點(diǎn)主要影響原因是什么？光強(qiáng)度、溫度和二氧化碳濃度對(duì)光合作用影響是綜合性。通過(guò)對(duì)曲線(xiàn)分析，你能得出什么結(jié)論？多因子影響第48頁(yè)第48頁(yè)日改變：在一天中由于光照和溫度在發(fā)生改變，在一天中光合速率也在發(fā)生改變。如圖（5）。該圖夏天一個(gè)晴天。放出CO2量BADCFEHGI吸取CO2量圖（5）12：006：0018：00時(shí)間第49頁(yè)第49頁(yè)放出CO2量BADCFEHGI吸取CO2量圖（5）12：006：0018：00時(shí)間1、AB段：2、BC段：3、C點(diǎn)：植物在晚上只進(jìn)行呼吸作用，放出CO2最多。表示放出CO2多于吸取CO2，即呼吸作用不小于光合作用。光合作用吸取CO2等于呼吸作用

16、放出CO2。4、CD段：5、DE段：光照增強(qiáng)光合作用增強(qiáng)，光合作用吸取CO2不小于呼吸作用放出CO2。溫度升高，蒸騰作用增強(qiáng)，氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足，而影響暗反應(yīng)速率。在E點(diǎn)出現(xiàn)最嚴(yán)重“午休”現(xiàn)象。第50頁(yè)第50頁(yè)6、EF段：7、FH段：放出CO2量BADCFEHGI吸取CO2量圖（5）12：006：0018：00時(shí)間溫度逐步減少，光合速率逐步恢復(fù)。伴隨光照削弱，光合作用逐步下降。應(yīng)用：南方夏季日照強(qiáng)，作物“午休”會(huì)更普遍一些，在生產(chǎn)上應(yīng)適時(shí)澆灌或選取抗旱品種，以緩和“午休”現(xiàn)象，增強(qiáng)光合能力。 第51頁(yè)第51頁(yè)葉齡曲線(xiàn)分析：OA段為幼葉，隨幼葉不斷生長(zhǎng)，葉面積不斷增大，葉內(nèi)葉綠體不斷增多，

17、葉綠素含量不斷增長(zhǎng)，光合作用速率不斷增長(zhǎng)。 AB段為壯葉，葉片面積、葉綠體葉綠素都處于穩(wěn)定狀態(tài)，光合速率也基本穩(wěn)定。 BE段為老葉，伴隨葉齡增長(zhǎng)，葉片內(nèi)葉綠素被破壞，光合速率也隨之下降。 應(yīng)用：農(nóng)作物、果樹(shù)管理后期適當(dāng)摘除老葉、殘葉及莖葉蔬菜及時(shí)換新葉，都是依據(jù)其原理，減少其細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物。第52頁(yè)第52頁(yè)光照面積應(yīng)用：適當(dāng)間苗、修剪，合理施肥、澆水，避免徒長(zhǎng)。封行過(guò)早，使中下層葉子所受光照往往在光補(bǔ)償點(diǎn)下列，白白消耗有機(jī)物，造成不必要浪費(fèi)。曲線(xiàn)分析：OA段表明隨葉面積不斷增大，光合作用實(shí)際量不斷增大，A點(diǎn)為光合作用葉面積飽和點(diǎn)。隨葉面積增大，光合作用不再增長(zhǎng)，原因是有諸多葉被遮擋OB段表

18、明干物質(zhì)量隨光合作用增長(zhǎng)而增長(zhǎng)，而由于A點(diǎn)以后光合作用不再增長(zhǎng)，但葉片隨葉面積不斷增長(zhǎng)呼吸量(OC段)不斷增長(zhǎng)，因此干物質(zhì)積累量不斷減少(BC段)。第53頁(yè)第53頁(yè)觀察以下圖示，依據(jù)氣體進(jìn)出細(xì)胞情況，說(shuō)明植物接收光照情況及含義,并試著在最終圖中找出前4個(gè)圖對(duì)應(yīng)點(diǎn)。積極思維圖1圖2圖3圖4圖5ABC第54頁(yè)第54頁(yè) 光合作用 細(xì)胞呼吸(有氧呼吸) 代謝性質(zhì) 合成代謝 分解代謝 發(fā)生部位 含葉綠體細(xì)胞(主要是葉肉細(xì)胞) 所有生活細(xì)胞 反應(yīng)場(chǎng)合 葉綠體 主要在線(xiàn)粒體內(nèi)（第一階段和無(wú)氧呼吸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)） 條件 光、H2O、CO2、適宜溫度、酶、色素 有光、無(wú)光均可，適宜溫度、O2、酶 能量代謝 光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，貯存在有機(jī)物中 有機(jī)物