5.4 能量之源
5.4 能量之源——光与光合作用
CO2 + H2O
叶绿体
（CH2O） + O2
一、光合作用的探究历程
CO2+H2
光合作用 的实质
O*
光能 （CH2O）+O*2 叶绿体
物质 上把CO2和H2O转变成有机物、释放O2
能量 上把光能转变成有机物中的化学能
最基本的物质代谢和能量代谢
一、光合作用的探究历程
1939年，[美]鲁宾(S.Ruben)和卡门（M.Kamaen)
光照强度
光合作用强度
O
10 12
14
一天的时间
夏天一天中日照强度与光合作用强度的关系
光合作用原理的应用
合理利用光能
套种（轮种）：延长光合作用时间 间种、合理密植：增加光合作用面积 补充人工光照 适当增加CO2浓度 控制温度、PH 合理施肥，浇水
棉花与草莓间种
练习
1. 光照增强，光合作用增强。但夏季的中午却又因叶表 面气孔关闭而使光合作用减弱。这是由于（ ） A、水分产生的[H]数量不足 B、叶绿体利用的光能合成的ATP不足 C、空气中CO2量相对增多，而起抑制 作用 D、暗反应中三碳化合物产生的量太少
叶绿体是光合作用的主要场所。
三、光合作用的过程
根据是否需要光能，光合作用的过程可以分为两个阶段： 光反应（light reaction）进行部位: 叶绿体的类囊体薄膜 暗反应 （dark reaction）进行部位： 叶绿体基质 叶绿体
三、光合作用的过程
三、光合作用的过程
2H2O
光解 吸收
CO2
光合作用与呼吸作用的联系
光合作用 场所 条件 物质转变 能量转变 联系
主要在绿色植物的叶绿体中 光照，色素，光合作用有关的酶 无机物 有机物
黑龙江省大庆市铁人中学高中生物5.4能量之源_光与光合作用教案新人教版必修1
必修1 分子与细胞第5章细胞的能量供应和利用第4节能量之源－光与光合作用一、教学目标1.说出绿叶中的色素的品种和作用2.说出叶绿体的结构和功能3.阐明光合作用和对它的认识过程4.尝摸索求影响光合作用强度的环境要素并说出光合作用原理的运用5.简述化能合成作用二、重难点绿叶中的色素的品种和作用光合作用的光反应和暗反应过程及彼此关系探求影响光合作用强度的环境要素三、教学过程（完成导学考虑→明确、细化知识点→成绩交流→巩固训练）1.完成目标一、二的导学考虑目标一：说出绿叶中的色素的品种和作用⑴结合教材回答以下与绿叶中的色素的提取和分离有关的成绩：①简述该实验的两点原理。
提取原理：色素能够溶解在无机溶剂无水乙醇中。
分离原理：色素在层析液中的溶解度不同，使其随层析液在滤纸上的扩散速度不同。
（运用其他无机溶剂也能够提取色素，如旧教材的丙酮；将此处乙醇浓度与之前的做比较。
）②简述材料器具中无水乙醇、层析液、二氧化硅和碳酸钙四种试剂的作用？无水乙醇：提取色素层析液：分离色素二氧化硅：使研磨充分碳酸钙：防止研磨中色素被破坏③方法步骤a.研磨时需求加入的试剂包括，研磨要求迅速、充分的目的是甚么？无水乙醇、二氧化硅、碳酸钙迅速：防止乙醇挥发充分：使色素充分释放b.过滤时为甚么运用单层尼龙布而不是滤纸？结合试剂特点分析，提取色素时，步骤⑶中“及时用棉塞将试管口塞严”和分离色素时，“用棉塞塞紧试管口”或“用培养皿盖住小烧杯”的作用分别是甚么？为了减少色素的损失（滤纸对色素有较强的吸附作用）防止乙醇挥发、防止层析液挥发c.制备滤纸条时，要求定性滤纸必须是的。
将滤纸条的一端减去两角的目的是甚么？干燥使层析液在滤纸上均匀扩散（由于层析液在滤纸两角扩散速度快）d.画滤液细线时，为甚么要细且直？待第一次画的滤液干后，再画一两次的目的是甚么？避免出现色素带堆叠添加色素的量e.结合实验原理和层析液的成分分析，分离色素时，为甚么不能让滤液细线触及层析液？防止色素溶于层析液（而不随层析液在滤纸上扩散）④简述滤纸条上从上到下，出现的色素带数目、颜色及宽窄？4条；（从上到下）橙黄、黄、蓝绿、黄绿；（从上到下）最窄、较窄、最宽、较宽（宽窄表现色素量的多少）⑵说出绿叶中的色素的品种和作用。
生物学③必修5.4 《能量之源──光与光合作用》(新人教版-必修3)PPT课件_Hooker
ATP
酶
ADP+Pi
ATP中活泼的化学能转化为糖 类等有机物中稳定的化学能
1、光反应是暗反应的基础，光反应为暗反应的进行提供[H] 和ATP 2、暗反应是光反应的继续，暗反应为光反应的进行提供合成 ATP的原料ADP和Pi 3、两者相互独立又同时进行，相互制约又密切联系
叶绿素b（黄绿色）
（含量约占叶绿 素的1/4）
慢
思考：叶片为什么呈现绿色？
4
分析：为什么植物春夏叶子翠绿，而深秋则叶片 金黄呢？
由于叶绿素的含量大大 超过类胡萝卜素，而使 类胡萝卜素的颜色被掩 盖，只显示出叶绿素的 绿色
5
由于叶绿素比类胡萝卜 素易受到低温的破坏， 秋季低温使叶绿素大量 破坏，而使类胡萝卜素 的颜色显示出来
3、光合作用化学反应式：
CO2 + H2O*
4、光合作用过程 光反应阶段 暗反应阶段
光能 叶绿体
（CH2O)+O2*
光合作用的过程
2H2O
光解 吸收
O2 4[H]
酶
2C3
固定
可见光
叶绿体中的 色素分子
CO2
ATP 酶 ADP+Pi
还 原
能
多种酶 C5
(CH2O)
光反应 类囊体薄膜
暗反应 叶绿体的基质
植物只有在光下才能更新空气，
植物体只有绿叶才能更新污浊的空气
1864年，萨克斯(Julius von Sachs)
绿叶在光合作用中产生了淀粉
1、为什么对天竺葵先进行暗处理？ 2、为什么让叶片的一半曝光，另一 半遮光呢？
1880年，恩吉尔曼(C.Engelmann)
叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所
(完整word版)能量之源——光与光合作用知识点
5—4 能量之源——光与光合作用一、捕获光能的色素和结构1、光合色素（Ⅱ）2、叶绿体（1）分布：植物叶肉细胞（主要)（2）结构特点双层膜基粒：由类囊体组成,类囊体膜上有光和色素、酶基质:含与暗反应有关的酶3、光合色素的提取与分离（Ⅱ）二、光合作用探究历程（Ⅰ)见课本P100-102重点实验：恩格尔曼的水绵实验、鲁宾和卡门实验、卡尔文实验三、光合作用过程1、方程式2、过程（Ⅲ）常考：光照强度变化或CO2浓度变化，各物质的含量变化（如ATP、[H]、C3、C5等）。
3、光反应、暗反应比较四、影响光合作用强度的因素（Ⅲ）谨记谨记：总（真）光合速率＝净光合速率＋呼吸速率1、光照（1)光照强度A点:只进行光合作用AB段:呼吸＞光合B点：呼吸＝光合BC段:光合＞呼吸（2）光照时间（3）光质2、CO2浓度3、温度4、矿质元素N、P、K、Mg（叶绿素关键元素）五、光合作用原理的应用（Ⅰ)六、常考曲线图（Ⅲ）1、夏季晴朗的一天bc段下降的原因是，正午气温过高，气孔关闭，CO2吸收减少,使暗反应减缓. de段下降的原因是,光照强度降低。
6点、18点时，光合作用＝呼吸作用。
2、密闭容器中AB段：CO2不断增加，CO2释放较多。
呼吸作用＞光合作用。
BD段：CO2不断减少，CO2吸收较多。
呼吸作用＜光合作用DE段：CO2不断增加，CO2释放较多。
呼吸作用＞光合作用经过一昼夜，大棚内植物有机物的含量会增加。
E点的CO2含量低于A点，说明光合作用合成的有机物多于细胞呼吸消耗的有机物。
【高中生物】5.4优秀教案(能量之源——光与光合作用-第1课时)
第4节能量之源——光与光合作用●从容说课光合作用是生物界乃至整个自然界最基本的物质代谢和能量代谢，光合作用也真实地显示出生命系统的自主性和高度有序性。
初中阶段，学生通过一系列探索性实验，初步形成光合作用的概念。
高中生物学课本将为学生提供光合作用的研究史料，期望学生不仅能从光合作用的发现过程中深化对概念的理解，而且能受到科学家崇高的精神境界的熏陶，领悟科学探究的方法。
因此，教学中要组织学生认真学习和讨论这一部分史料。
光合作用内容的学习始于绿叶中色素吸收和转化光能，教学中要指导学生做好《绿叶中色素的提取和分离》的探究性实验，并借助投影机、三棱镜和新鲜菠菜叶片滤液和新鲜胡萝卜滤液等材料做好绿叶中色素吸收光谱的演示实验，通过叶绿体结构的学习让学生进一步体会到生物体结构与功能的相统一。
光合作用的光反应和暗反应过程是本小节的重点和难点，要让学生重点掌握这两个过程中的物质变化和能量变化以及发生的部位和条件，并从物质和能量转变的高度去认识光合作用的意义。
为了更好地让学生认识光合作用原理在农业生产中的应用，可通过自主与合作学习的方式，尝试让学生利用各种媒体去调查和收集农业生产上有哪些提高光合作用强度的措施，并组织好学生完成教材中的探究活动——环境因素对光合作用强度的影响。
●三维目标1.知识与技能（1）说出绿叶中色素的种类和作用。
（2）说出叶绿体的结构和功能。
（3）说明光合作用以及对它的认识过程。
（4）尝试探究影响光合作用强度的环境因素。
（5）说出光合作用原理的应用。
（6）简述化能合成作用。
2.过程与方法（1）自主与合作学习：利用各种媒体调查和收集资料，学会鉴别、选择、运用和分享信息。
（2）训练表达能力：尝试将你所获得的信息表达出来。
（3）活动与探究：通过探究“环境因素对光合作用的影响”，初步学会科学研究的一般方法，发展科学探究能力。
3.情感态度与价值观（1）通过光合作用发现史的学习，使学生受到科学家们崇高的精神境界的熏陶，并养成质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度。
2013-2014学年高中生物(含解析)5.4 能量之源 光与光合作用学案2 新人教版必修1
人教版 必修一 5.4能量之源——光与光合作用 学案2【高效导航】1.学习目标：①知道光合作用被发现的基本过程②简述出光合作用的原料、产物、条件和反应场所③尝试探究影响光合作用强度的环境因素。
④说出光合作用原理的应用2.重点：光合作用的过程和原理3.难点：光合作用的过程和原理“看”—知识经纬“导”—自主预习光合作用的过程和应用2．光合作用的过程(1)光反应：①场所：叶绿体的____________上。
②条件：____、色素、酶、水等。
③物质变化：将水分解为________和________，将ADP 和Pi 合成________。
④能量变化：光能转变为活跃的________。
(2)暗反应：①场所：叶绿体的__________________中。
②条件：________、[H]、ATP 、CO 2等。
③物质变化CO 2的固定：C 5＋CO 2\s\up7(酶(酶)――→酶________。
C 3的还原：2C 3＋[H]酶ATP ――→酶ATP________。
④能量变化：ATP 中活跃的化学能转变为__________。
3．光合作用的应用：(1)光合作用强度是指植物在单位时间内通过光合作用制造________的数量。
(2)影响光合作用强度的因素包括空气中________的浓度、土壤中________和矿质元素的多少、光的________以及温度的高低等。
4．化能合成作用：(1)概念：某些细菌能够利用体外环境中的某些________氧化时所释放的能量来制造________的合成作用。
(2)实例：硝化细菌能利用__________氧化成__________和________时所释放的化学能，将________和________合成________。
“学”—互动探究探究一 光合作用的过程小组讨论回答下列问题：如何理解光反应阶段和暗反应阶段的关系？提示：光合作用的过程，按其是否需要光，将其划分为光反应和暗反应两个阶段。
5.4能量之源
（4）分离绿叶中的色素
为何滤液细线不能触及层析液？ （防止色素溶解在层析液中） 为何要盖上培养皿？ （防止层析液挥发，因其易挥发 且有毒）
（5）观察与记录
4、实验注意事项：
(1)提取绿叶中的色素：
a.要选取新鲜绿色的叶片 b.加入二氧化硅： 有助于研磨得充分； c.加入碳酸钙： 防止研磨中色素被破坏； d.加入乙醇： 为了溶解、提取色素 e.研磨时为何要迅速： 1）防止乙醇挥发；2）叶绿素极不 稳定。 f.如果用丙酮，应如何操作？ 隔纸露研磨棒 g.无水乙醇用量过多会使色素浓度小；用量过少会提取不充 分； h.过滤时，不能够使用滤纸，因为色素不能够通过； i.单层尼龙布：过滤叶脉及二氧化硅等； j.试管口塞紧：防止乙醇挥发。
5、实验结果及分析：
讨论：1.滤纸条上有几条不同颜色 的色带？排序怎样？宽窄如何？这 说明了什么？
胡萝卜素（橙黄色）
绿 叶 中 的 色 素
类胡萝卜素
（含量约1/4）
叶黄素（黄色） 叶绿素a（蓝绿色）
叶绿素
（含量约3/4）
叶绿素b（黄绿色）
分析：
1.色素带浅的原因：
(1)研磨不充分，色素未能充分提取出来； (2)称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶 液浓 度小； (3)未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破 坏； （4）用滤纸过滤。 2.光是合成叶绿素的必要条件： 高温加速其分解，低温抑制其合成；
结论：叶绿体主要吸收红光和 蓝光用于光合作用，放出氧气。
练习
一、判断题 1、叶绿体中只有叶绿素能够吸收光能。（×） 2、叶绿体的内部有巨大的膜表面。（√ ） 二、选择题 1、吸收光能的色素分布在（ B） A.叶绿体的外膜上；B.类囊体的薄膜上； C.叶绿体的内膜上；D.叶绿体的基质中。
人教版教学教案5.4能量之源-----光与光合作用(一)
5.4能量之源——光与光合作用一捕获光能的色素和结构教学目标：组卷人：郭相芬审核人：陈廷刚2009 12.17（1）说出绿叶中色素的种类和作用（2）说出叶绿体的结构教学重点（1）绿叶中色素的种类和作用（2）如何提取色素教学难点（1）如何提取色素（2）叶绿体的结构与功能的对应教学过程：光合作用中物质和能量都发生了转化。
追根溯源，能量的最终源头是来自太阳的光能，进行光合作用的细胞首先要能够捕获光能，用什么捕获光能？在哪里捕获？阅读课本P97思考“本节聚焦”1.捕获光能的色素有哪些？2.叶绿体的结构是怎样的？3.叶绿体的结构有哪些适于进行光合作用的特点？捕获光能的色素: 绿叶中有哪些色素呢？实验：绿叶中色素的提取和分离实验原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中，所以可以用有机溶剂提取绿叶中的色素。
本实验选的有机溶剂是：___________________。
绿叶中色素不只一种，利用它们在层析液中的___________不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的_____，反之则___。
实验选材：见课本P98方法步骤：见课本P98提取绿叶中的色素（取绿叶、研磨、过滤）——制备滤纸条——画滤液细线——分离色素——实验结果注意事项：1.滤纸条的一端剪去两角。
2.毛细吸管沿铅笔线均匀画出一条细线，多画一两次。
思考：1.二氧化硅和碳酸钙的作用2.为什么滤纸条的一端剪去两角？观察与记录：滤纸条上颜色从上至下依次是：_____________________________________ 对应的色素是：________________________________________________小结：这些色素对光的吸收有差别。
____________和_______________主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收_____________，因此，植物对_____________光吸收最好。
因为叶绿素对_______吸收最少，被反射出来，所以叶片呈现____________。
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结论
• 叶绿体是进行光合作用 的场所，它内部的巨大 膜表面上，不仅分布着 许多吸收光能的色素分 子，还有许多进行光合 作用所必需的酶。
巩固练习
色素种类 叶绿素a 颜色 扩散速度 蓝绿色 较慢 黄绿色 橙黄色 黄色 吸收光的颜色
叶绿素b 胡萝卜素 叶黄素
（三）色素的吸收光谱
叶绿素溶液 类胡萝卜素溶液
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
叶片为什么是绿色?
类 胡 萝 卜 素 ： 吸 收 蓝 紫 光
叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱
叶 绿 素 ： 吸 收 蓝 紫 光 和 红 光
用红色或蓝色的 塑料薄膜 挂红色或蓝色的 灯管
讨论： 为什么不使用绿色的塑料薄膜或补充绿色光源？
D.黄光和绿光区
7.为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌
的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条
件是（ B ） A.光照，有空气，临时装片中无碳酸氢钠稀溶液 B.光照，无空气，临时装片中有碳酸氢钠稀溶液 C.黑暗，有空气，临时装片中无碳酸氢钠稀溶液 D.黑暗，无空气，临时装片中有碳酸氢钠稀溶液 8.下列关于叶绿体中色素的提取和分离实验原理的叙述，正确 的是（ D） A.加入少许二氧化硅可防止在研磨时叶绿体中的色素受到破 坏 B.用无水乙醇将叶绿体中的色素进行分离 C.滤纸条上的最上面色素带呈黄绿色 D.溶解度越高的色素随层析液在滤纸上扩散越快
A.滤纸条上的集中色素不能扩散
B.色素沿滤纸条的扩散速度太慢，色素分离不明显 C.层析液妨碍色素的溶解
D.色素被层析液溶解不能向上扩散
巩固练习
5.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的 叙述正确的是（ A ）
A.叶绿体的色素都分布在囊状结构的膜上
B.叶绿体的色素分别在外膜和内膜上 C.光合作用的酶只分布在叶绿体基质中 D.光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上 6.把绿叶的色素溶液放在自然光源和三棱镜之间，从镜的 另一侧观察连续光谱中变暗的主要区域是（ A ） A.红光和蓝紫光区 B.黄光和蓝紫光区 C.绿光和红光区
温故
生物体内的主要能源物质是: 糖类 生物体内主要的储能物质是: 脂肪
生物体进行生命活动的直接 能源物质: ATP 最终能量来源: 太阳的光能
捕获光能的色素
问题探讨
为什么植物的叶片大多是绿色的，但有 时叶片也会发黄？ 因为绿叶中所含的色素主要是叶绿素， 但也有其它的一些色素。 绿叶中的色素有哪些、其颜色各怎样？为 什么叶绿素呈绿色？
3.分离色素：
胡萝卜素 培养皿 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 层析液
插滤纸条
否则色素将溶解在层析液中
★滤液细线不能触及层析液，
★ 溶解度大，扩散速度快；
溶解度小，扩散速度慢
实验结果：
(占3/4) 滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？
捕 获 光 能 的 色 素
类胡萝 卜素
(占1/4)
胡萝卜素 （橙黄色） 叶黄素 （黄色） 叶绿素a （蓝绿色） 叶绿素b （黄绿色）
色素
酶
功能： 光合作用的场所。
1880年，美国科学家恩格尔曼
水绵结构
黑 暗 处 用 极 细 光 束 照 射
暴 露 在 光 下
§4
能量之源——光与光合作用
实验过程
黑暗 水绵+好氧细菌无空气
极细光束照射 好氧细菌集 中在叶绿体被光束照射的部位 完全暴露光下 好氧细菌分 布于叶绿体所有受光部位
实验结论
1、氧气是叶绿体释放出来的
2、叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所，光合作用需要光照。
实验的巧妙之处
1 选用水绵：具有细而长的叶绿体并且其螺旋状分布在细胞中。
2 先放在黑暗无空气的环境中：排除环境中光和氧气的影响。
3 极细的光束照射、好氧细菌检测：迅速准确地判断出释放氧气的部位。
4 黑暗和曝光形成对照：明确指出结果完全是由光照引起的。
一、绿叶中色素的提取和分离
（一）提取色素：
原理： 色素能溶解在酒精等有机溶剂中， 所以可用无水酒精&丙酮提取色素。 材料:5g鲜叶 （浓绿色，去掉叶柄和粗叶脉） 1.研磨
SiO2——使研磨充分
药品 CaCO3 ——防止色素破坏 无水酒精——溶解色素
2.过滤：获取绿色滤液
• 1）过滤时应使用单层尼龙布， 滤纸会吸附色素； • 2）收集滤液时应用棉塞将试管 口塞严，防止滤液挥发。
（二）分离色素
原理： 色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而 分离色素。 ★扩散速度与色素在层析中的溶解度的关系：
溶解度大，扩散速度快 溶解度小，扩散速度慢
1.准备滤纸条
•制备滤纸条： 长6cm 宽1cm 剪去一端的两角
• 在距离剪角一端1cm处用铅笔画一条线
铅笔线 画铅笔细线
2.画滤液细线
用毛细吸管，吸 取少量滤液，沿着 铅笔线均匀地画， 待滤液干燥后再画 2—3次。 滤液细线 ★要求：细、齐、直 画滤液细线 重复2—3次
最慢
最快
蓝紫光和 红光 蓝紫光
较快
2.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，光能的吸收发生在 叶绿体的（ C ） A.内膜上 B.基质中 C.类囊体的薄膜上 D.各部位上
3.用纸层析法能够将叶绿体的四种色素分开的原因是（ A ）
巩固练习
A.四种色素随层析液在滤纸上扩散速度不同
B.四种色素随滤液在滤纸上扩散速度不同 C.四种色素随滤液在滤纸条上渗透速度不同 D.四种色素随层析液在滤纸条上渗透速度不同 4.在叶绿体提取和分离试验中，特别要注意不能让层析液 没及滤液细线，原因是（ D ）
1. 在光照强度相同的情况下,为绿色植物 提供哪种光,对其光合作用最有利,光合作 用的产物较多 C A.红光 B.蓝紫光 C.白光 D.绿光 2.在光照强度相同的情况下,为绿色植物 提供哪种光,对其光合作用最有利,光合作 B 用的产物较多
A.红光
B.蓝紫光
C.橙光
D.绿光
结论：
• 叶绿素a和合叶绿素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。 • 注：因为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。
叶绿体色素具有吸收、 传递和转化光能的作用
问题：这些捕获光能的色素存在于细胞中 的什么部位？
捕获光能的结构
分布： 主要分布在绿色植物的 叶肉细胞 形态： 一般呈扁平的椭球形或 球形 结构： 外膜 透明，有利于光线的透过 内膜
由两个以上的类囊体堆 基粒 叠而成，类囊体薄膜上 含色素和酶 基质 含多种光合作用所必 需的酶
胡萝卜素
Hale Waihona Puke 叶黄素叶绿素ａ 叶绿素ｂ叶绿素
胡黄ab向前走；橙黄蓝黄颜色留；叶绿ab 手拉手；胡萝卜素最纤细；叶绿素a最宽厚。
巩固与提高
1．用纸层析法分离叶绿体中的色素，在滤纸 条上，色素带从上至下，依次为： D A.叶绿素b—胡萝卜素—叶黄素—叶绿素a B.叶绿素a—叶绿素b—胡萝卜素—叶黄素 C.叶黄素—叶绿素a—叶绿素b—胡萝卜素 D.胡萝卜素—叶黄素—叶绿素a—叶绿素b