光合作用市賽一等獎(jiǎng)

541光合作用和能量轉(zhuǎn)化第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放能量并生成ATP的過程。細(xì)胞呼吸實(shí)質(zhì)是為生物體的生命活動(dòng)提供能量。知識(shí)回顧C(jī)6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶C6H12O6酶C6H12O6酶2C3H6O3(乳酸)+少量能量2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量問題探討你參觀或聽說過植物工廠嗎？植物工廠在人工精密控制光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度和營養(yǎng)液成分等條件下，生產(chǎn)蔬菜和其他植物。有的植物工廠完全依靠LED燈等人工光源，其中常見的是紅色、藍(lán)色和白色的光源。1、靠人工光源生產(chǎn)蔬菜有什么好處？用人工光源可以避免由于自然環(huán)境中光照強(qiáng)度不足導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度低而造成的減產(chǎn)。同時(shí)，人工光源的強(qiáng)度和不同色光是可以調(diào)控的，可以根據(jù)植物生長的情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使蔬菜產(chǎn)量達(dá)到最大。二氧化碳濃度、營養(yǎng)液和溫度是影響植物生長的重要外部條件，因此要進(jìn)行控制，以便讓植物達(dá)到最佳的生長狀態(tài)。2、為什么要控制二氧化碳濃度、營養(yǎng)液成分和溫度等條件？問題探討在植物工廠里，人工光源可以為植物的生長源源不斷地提供能量。在自然界，則是萬物生長靠太陽。太陽光能的輸入、捕獲和轉(zhuǎn)化是生物圈得以維持運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)。光合作用是唯一能夠捕獲和轉(zhuǎn)化光能的生物學(xué)途徑。那么植物捕獲光能的特定物質(zhì)和結(jié)構(gòu)是什么？問題探討一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)玉米中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)白化苗，白化苗由于不能進(jìn)行光合作用，待種子中的營養(yǎng)成分消耗完后就會(huì)死亡，這說明光合作用離不開色素的作用。那么，綠葉中與光合作用有關(guān)的色素和結(jié)構(gòu)有哪些呢？它們有什么特點(diǎn)和功能呢？綠葉中色素的提取和分離1實(shí)驗(yàn)原理①綠葉中的色素能溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中，所以用無水乙醇可提取葉綠體中色素（萃取法）。②色素都能溶解在層析液中，但不同的色素在層析液中溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙條上的擴(kuò)散得快，反之則慢。因此，綠葉中的色素隨層析液在濾紙條上的擴(kuò)散速度不同，將不同的色素分離（紙層析法）。探究?實(shí)踐新鮮的綠葉（深綠，色素含量高。如菠菜的綠葉）無水乙醇（可用體積分?jǐn)?shù)95%的乙醇，加入適量無水碳酸鈉，除去乙醇中水分）層析液（石油醚∶丙酮∶苯=20∶2∶1）二氧化硅和碳酸鈣（研磨充分/防止研磨中色素被破壞）綠葉中色素的提取和分離探究?實(shí)踐2實(shí)驗(yàn)材料用具=31提取色素綠葉中色素的提取和分離探究?實(shí)踐3實(shí)驗(yàn)步驟稱取5g鮮葉，剪碎，放入研缽中加少許的二氧化硅和碳酸鈣與10ml無水乙醇，迅速研磨將研磨液倒入玻璃漏斗中進(jìn)行過濾(單層尼龍布)將濾液收集到試管中，用棉塞塞嚴(yán)(防止溶劑揮發(fā)和色素分子被氧化)32制備濾紙條將干燥的定性濾紙剪成寬度小于試管直徑、長度小于試管長度的濾紙條，將濾紙條的一端剪去兩個(gè)角（減少邊緣效應(yīng)，使濾液同時(shí)到達(dá)濾液細(xì)線），并在距這端1cm處用鉛筆畫一條細(xì)的橫線。1cm鉛筆線要剪去兩角3實(shí)驗(yàn)步驟33畫濾液細(xì)線用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻地畫出一條細(xì)線。等濾液干后再畫一到兩次。3實(shí)驗(yàn)步驟34分離色素將適量的層析液倒入燒杯中，將濾紙條有濾液細(xì)線的一端朝下輕輕插入層析液中，隨后用棉塞塞緊試管口（防止層析液揮發(fā)）。注意：不能讓濾液細(xì)線接觸層析液（防止色素溶解在層析液中）層析液培養(yǎng)皿3實(shí)驗(yàn)步驟從上往下依次是：胡黃ab。其中相鄰最近的是a和b，相鄰最遠(yuǎn)的是胡和黃。色素含量從多到少依次是：ab黃胡。35觀察與記錄胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b3實(shí)驗(yàn)步驟綠葉中色素的提取和分離4實(shí)驗(yàn)結(jié)論綠葉中含有四種色素：探究?實(shí)踐胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b葉綠素類胡蘿卜素葉黃素胡蘿卜素葉綠素a葉綠素b（藍(lán)綠色）（黃綠色）（橙黃色）（黃色）含量約占3/4含量約占1/4一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（一）捕獲光能的色素1色素的種類：葉綠素a和葉綠素b、胡蘿卜素和葉黃素3光譜和色素的吸收光譜2色素的功能：吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能太陽光穿過三棱鏡時(shí)，不同波長的光會(huì)分散開，形成不同顏色的光帶稱為光譜。分別讓不同顏色的光照射色素溶液，可以得到色素的吸收光譜。葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜葉綠素a和葉綠素b主要吸收；胡蘿卜素和葉黃素主要吸收。藍(lán)紫光和紅光藍(lán)紫光1、溫室或大棚種植蔬菜時(shí)，應(yīng)選擇什么顏色的玻璃、塑料薄膜或補(bǔ)充光源？選無色透明的塑料薄膜；大棚內(nèi)照明燈在功率相同的情況下，最好選藍(lán)紫光和紅光。2、葉片呈現(xiàn)綠色的原因綠葉中的色素對綠光吸收最少，綠光反射進(jìn)入眼睛的量最多，所以葉片看起來是綠色的。與生活的聯(lián)系3、秋季為什么變黃了？秋季溫度降低，葉綠素分子在低溫下被破壞，而類胡蘿卜素較穩(wěn)定，所以顯出類胡蘿卜素的顏色。（二）葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用1、葉綠體的結(jié)構(gòu)電鏡下葉綠體一般呈扁平的橢球形或球形,外表有雙層膜（外膜和內(nèi)膜透明，有利于光線的透過）。內(nèi)部的基粒是由類囊體堆疊而成的。眾多的基粒和類囊體極大地?cái)U(kuò)展了受光的面積。在類囊體的薄膜上,分布著許多吸收光能的色素分子，在類囊體的薄膜上和葉綠體基質(zhì)中，含有許多與光合作用有關(guān)的酶。

極細(xì)光束

均勻光照極細(xì)光束照射完全曝光好氧細(xì)菌集中于葉綠體被光束照射的部位好氧細(xì)菌分布于葉綠體所有受光部位水綿好氧細(xì)菌黑暗無空氣結(jié)論：葉綠體吸收光能用于光合作用釋放氧氣恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)一2、葉綠體的功能三棱鏡好氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光的區(qū)域照射水綿結(jié)論：葉綠體主要吸收紅光和藍(lán)紫光綜合得出：葉綠體是光合作用的場所恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)二2、葉綠體的功能1、恩格爾曼在選材、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上有什么巧妙之處？水綿：葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察好氧細(xì)菌：確定釋放氧氣多的部位無空氣黑暗環(huán)境：排除氧氣和光的干擾極細(xì)光束：葉綠體上可分為光照多和光照少的部位（對比實(shí)驗(yàn)）暴露于光下：驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果問題探究2、在實(shí)驗(yàn)二中，為什么大量的需氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域？因?yàn)樗d葉綠體上的光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，在此波長光照射下，葉綠體釋放氧氣多，適于好氧細(xì)菌在此區(qū)域分布3、光合作用的場所只能是葉綠體嗎？藍(lán)藻、光合細(xì)菌等沒有葉綠體也能進(jìn)行光合作用問題探究1、如果在圓形濾紙的中央點(diǎn)開始，對葉綠體的色素進(jìn)行層析，會(huì)看到什么現(xiàn)象？會(huì)出現(xiàn)四個(gè)同心圓的色素帶，從外往里依次為：胡蘿卜素橙黃色、葉黃素黃色、cha藍(lán)綠色、chb黃綠色。鞏固練習(xí)2四位同學(xué)，利用新鮮綠色菠菜葉進(jìn)行葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到了四種不同的層析結(jié)果。下列分析錯(cuò)誤的是A甲可能誤用蒸餾水作提取液和層析液B乙可能是因?yàn)檠心r(shí)加入無水乙醇過多C丙可能是正確操作得到的理想結(jié)果3鞏固練習(xí)3分別在A、B、C三個(gè)研缽中加2克剪碎