能量之源——光与光合作用

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,第四节能量之源光与光合作用,一,、,捕获光能的色素和结构,2,正常苗,白化苗,正常幼苗能进行光合作用制造有机养料,白化苗不能进行光合作用，无法制造有机养料,这说明光合作用,与细胞中的色素有关,。,3,一,、,实验：绿叶中色素的提取和分离,实验原理：,色素能够溶解在有机溶剂,无水乙醇,中，可以用,无水乙醇,提取,绿叶中的,色素,。,实验选材：,选择,绿色的新鲜叶片,（如菠菜的绿叶等），色素含量比较丰富,（,一,）、,绿叶中色素的提取,4,实验步骤：,第一步：取材,称取5g绿叶，剪碎放入研体中,5,实验步骤：,第二步：研磨,加入,无水乙醇、,SiO,2,、,CaCO,3,后，充分迅速研磨,无水乙醇：提取色素,SiO,2,：使碾磨充分,CaCO,3,：防止色素被破坏,6,实验步骤：,第三步：过滤,研磨液经过滤后得到的滤液收集到小试管中，及时,用棉塞将试管口塞严,防止滤液挥发,7,实验原理：,绿叶中的色素在,层析液中的溶解度,不同，,溶解度高,的随层析液在滤纸上扩散的,快,，反之则慢。,（二）、,绿叶中色素的,分离,8,1,.制备滤纸条,铅笔线,画铅笔细线,实验步骤：,减去两角的目的：,防止层析液从边,缘扩散速度太快。,9,2,.画滤液细线,实验步骤：,10,3,.分离绿叶中的色素,实验步骤：,层析液,培养皿,滤液细线,注意:,滤液细线不能触到层析液,（防止色素溶解在层析液中）,烧杯要盖上培养皿、试管要塞上棉塞,（层析液易挥发且有毒）,11,捕获光能的色素,类胡萝卜素,叶绿素,胡萝卜素,叶黄素,叶绿素a,叶绿素b,(占1/4),(占3/4),4,、观察与记录实验结果,实验步骤：,滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？,（橙黄色）,（黄色）,（蓝绿色）,（黄绿色）,12,色素,色素颜色,含量,溶解度,扩散速度,胡萝卜素,叶黄素,叶绿素,叶绿素,小结：,橙黄色,黄色,蓝绿色,黄绿色,最少,较少,最多,较多,最大,较大,较小,最小,最快,较快,较慢,最慢,13,色,素溶液,吸收可见光，用于光合作用,二、,色素的功能：,14,色素的吸收光谱图,400 500 600 700nm,100,50,吸收光能百分比,叶绿素,类胡萝卜素,可 见 光 区,叶绿素：吸收蓝紫光和红光,类胡萝卜素：吸收蓝紫光,15,问题探讨,有些蔬菜在棚内悬挂发红色或蓝色光的灯管,并且在白天也开灯。,1、用这种方法有什么好处？不同颜色的光照对植物的光合作用会有影响吗？,2、为什么不使用发绿色光的灯管作补充光源？,可以提高光合作用强度。因为光合作用吸收最多的是红光和蓝紫光。,光合作用对绿光吸收最少。,16,二,、,叶绿体的结构,结构：,外膜、内膜、基粒、基质,形态：,扁平的椭球形,基粒的类囊体的薄膜上,色素的分布：,类囊体,17,（三）叶绿体的功能,18,总结:叶绿体的功能,叶绿体是进行,光合作用的场所。,它内部的巨大膜表面上，分布了许多,吸收光能的色素分子，,还有许多进行,光合作用的酶。,19,第四节能量之源光与光合作用,二、光合作用的原理和应用,20,指绿色植物通过,叶绿体,，利用,光能,，把,二氧化碳,和,水,转化成储存着能量的,有机物,，并且释放出,氧气,的过程。,一、,光合作用的概念,光合作用的实质,合成有机物，储存能量,CO,2,+H,2,O,有机物,+O,2,光能,叶绿体,呼吸作用的实质：,分解有机物，释放能量,21,二、,光合作用的探究历程,五年后,1、1648年，海尔蒙特的柳树实验,柳树增重约82kg,土壤减少约100g,水分是建造植物体的原料,结论：,局限：,忽略空气对植物的影响,22,有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结果，所以有人认为植物也能使空气变污浊。,植物可以更新空气,2、1771年，英国科学家,普利斯特利,结论：,为什么植物也能使空气变污浊？,23,二氧化碳,氧气,3、1779年, 荷兰的科学家,英格豪斯（500多次试验）,普利斯特利的实验只有在,阳光照射,下才能成功；,植物体只有绿叶才能,更新空气。,24,到1785年，发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的是,O,2,，吸收的是,CO,2,。,即：可以更新空气的是,O,2,，使空气变污浊的是,CO,2,二氧化碳,氧气,25,4、1845年，德国科学家,梅耶,光能,化学能,储存在什么物质中？,二氧化碳,氧气,光合,作用,26,5、1864年，德国科学家萨克斯,黑暗处理一昼夜,用碘蒸气处理这片叶，发现曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半则没有颜色变化。,让一张叶片一半曝光一半遮光,、,绿叶在光下制造淀粉。,结论：,光合作用释放的O,2,来自CO,2,还是H,2,O？,27,18,O,2,O,2,CO,2,第二组,第一组,C,18,O,2,H,2,18,O,H,2,O,6、1941年，美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）,光照射下的小球绿藻悬浮液,光合作用产生的O,2,来自于H,2,O。,结论：,光合作用产生的有机物又是怎样合成的？,28,7、20世纪40年，美国卡尔文,14,CO,2,小球藻,有机物的,14,C,（卡尔文循环）,结论：,光合产物中有机物的碳来自CO,2,29,CO,2,+,H,2,O,光能,叶绿体,（,CH,2,O),+,O,2,糖类,概念：,绿色植物通过,，利用,，把,转化成储存着能量的,，并且释放出,的过程。,叶绿体,光能,二氧化碳和水,有机物,氧气,从,反应物、场所、条件、生成物,总结光合作用的表达式和概念：,30,（二）光合作用过程,光反应：,暗反应：,1、根据反应过程,是否需要光能,分为：,有光才能进行,有光、无光都能进行,31,色素分子,可见光,C,5,2C,3,ADP+Pi,ATP,2H,2,O,O,2,4H,多种酶,酶,(CH,2,O),CO,2,吸收,光解,供能,固定,还原,酶,光反应,暗反应,2、光合作用的过程：,实质：,无机物（CO,2,和H,2,O） 有机物（糖类）,光能 化学能,场所：类囊体的薄膜上,场所：叶绿体的基质内,32,3、光反应与暗反应的区别和联系,条 件,物质变化,能量变化,光反应,暗反应,场 所,比较项目,联 系,类囊体薄膜上,叶绿体的基质,需光,色素和酶,不需光,色素;需酶,2H,2,O 4H+O,2,光解,ADP+Pi+能量ATP,酶,CO,2,+ C,5, 2C,3,酶,2C,3, (CH,2,O)+C,5,ATP、H,酶,稳定的化学能,光能 活跃的化学能,光反应为暗反应提供ATP和H，暗反应为光反应提供ADP和Pi,33,1、光下的植物突然停止光照后，C,5,化合物和C,3,化合物的含量如何变化？,停止光照,光反应停止,2、光下的植物突然停止CO,2,的供应后，C,5,化合物和C,3,化合物的含量如何变化？,H,ATP,还原受阻,C,3,C,5,CO,2,固定停止,C,3,C,5,思考与讨论：,34,光反应阶段,条件：,光、色素、酶,场所：,物质变化,水的光解：,ATP的合成：,基粒（类囊体膜）上,H,2,O H+O,2,光、酶,色素,ADPPi 光能 ATP,酶,能量转变：,产物：,H、O,2,、ATP,光能,转变为活跃的,化学能,贮存在ATP中,35,暗反应阶段,条件：,场所：,物质变化,能量转变：,产物：,叶绿体的基质中,ATP中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能。,酶,(CH,2,O,)、 ADP 、 Pi,CO,2,的固定：,酶,CO,2,C,5,2C,3,C,3,的还原：,2C,3,(CH,2,O)+C,5,酶,H、ATP,36,（,三,）影响光合作用,速率,的因素,1、植物自身因素遗传因素、叶龄、叶面积,2、环境因素对光合,速率,的影响,1）,空气中二氧化碳的浓度,2）,土壤中水分的多少,3）,光照的长短与强弱、光的成分,4）,温度的高低,*光合速率的表示方法：单位时间、单位叶面积消耗的CO,2,的量或释放O,2,的量,37,光合作用是在,酶,的催化下进行的，温度直接影响,酶的活性,AB段,：,B点：,BC段： ；,此温度条件下，光合速率最高,超过最适温度，光合速率随温度升高而下降,1、,温度,一定范围内，光合速率随温度升高而升高,应用：,白天适当升温，夜晚适当降温,38,3、,CO,2,的浓度,应用：,大田中增加空气流动、,温室中增施有机肥,、投放干冰等,A点,：,AB段：,B点以后：,B,进行光合作用所需的最低CO,2,浓度,随着二氧化碳浓度增加，光合速率逐渐增强,CO,2,的饱和点,（分解者将有机肥分解为二氧化碳和无机盐）,39,线,叶,O,2,CO,2,O,2,CO,2,有呼吸无光合,呼吸光合,线,叶,线,叶,CO,2,CO,2,O,2,O,2,呼吸=光合,O,2,CO,2,线,叶,O,2,CO,2,O,2,CO,2,呼吸光合,2、光照强度,40,光照强度,0,CO,2,吸收,CO,2,释放,A,C,B,A点：,AB段：,B点：,BC段,：,C点,：,光照强度为0，只进行呼吸作用,光合作用呼吸作用,光合作用呼吸作用,光合作用呼吸作用,光合作用强度不再随光照强度增强而增强,B：光补偿点,C：光饱和点,41,光照强度,0,CO,2,吸收,CO,2,释放,A,C,B,呼吸速率,真光合速率,净光合速率,D,5,10,线,叶,CO,2,CO,2,呼吸光合,真光合速率= 净光合速率+呼吸速率,应用：,适当增加光照强度,间种、合理密植增加光合作用面积,42,（,四,）化能合成作用,异养生物,(人、动物、真菌、大部分细菌),营养类型,自养生物,光能自养生物,(绿色植物),化能自养生物,利用环境中现成的有机物来维持生命活动。,以CO,2,和H,2,O（无机物）为原料合成糖类（有机物），糖类中储存着能量。,43,光合作用,以,光,为能源，以CO,2,和H,2,O（无机物）为原料合成糖类（有机物），糖类中储存着由光能转换来的能量。例如：绿色植物。,化能合成作用,利用环境中某些,无机物氧化时释放的能量,将CO,2,和H,2,O（无机物）合成糖类（有机物）。如硝化细菌。,光能自养生物,化能自养生物,能量来源：,能量来源：,光能,化学能,44,能够利用体外环境中的,某些无机物氧化时所释放的能量,来制造有机物的合成作用,化能合成作用,例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等细菌。,2NH,3,+3O,2,2HNO,2,+2H,2,O+,能量,硝化细菌,2HNO,2,+O,2,2HNO,3,+,能量,硝化细菌,6CO,2,+12H,2,O C,6,H,12,O,6,+ 6O,2,+6H,2,O,能量,酶,45,