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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,*,第4节 能量之源-光与光合作用,叶绿体中的色素,实验,绿叶中色素的提取和分离,实验原理：提取(无水乙醇)、分离(层析液),目的要求：绿叶中色素的提取和分离及色素的种类,材料用具：新鲜的绿叶、定性滤纸等、无水乙醇等,方法步骤：,1.提取绿叶中的色素 2.制备滤纸条,3.画滤液细线 4.分离绿叶中的色素,5.观察和记录,讨论：,1.滤纸条上色带的数目、排序、宽窄？,2.滤纸条上的滤液细线，为什么不能触及层析液？,(三)方法与步骤,称取5g左右的鲜叶，剪碎，放入研钵中。加少许的石英砂,（充分研磨）,和碳酸钙,(中和细胞中的酸，防止镁从叶绿素分子中移出),与10ml无水乙醇。在研钵中快速研磨。将研磨液进行过滤。,(黄色),(黄色),(蓝绿色),(黄绿色),(橙黄色),色素,叶绿素,（含量多）,类胡萝卜素,叶绿素a（蓝绿色）,叶绿素b（黄绿色）,吸收红光,和蓝紫光,胡萝卜素（橙黄色）,叶黄素（黄色）,吸收,蓝紫光,叶绿体中色素的种类和作用,（含量少）,叶绿体中色素的吸收光谱,叶绿体中的色素主要吸收红橙光和蓝紫光,叶绿体中色素的吸收光谱,（1）,（2）,（3）,（4）,基粒,基质,外膜,内膜,叶绿体,是光合作用的,场所,（1）,（2）,色素在基粒类囊体薄膜中,酶在,基粒,和,基质,中,叶绿体,是光合作用的,场所,帘卷西风，,人比黄花瘦,春夏,的树叶,秋冬,的树叶,什么色素减少了？,为什么这种色素秋冬减少而夏季不减少，,与什么环境因素有关？,强光、高温、低温都会使叶绿素分解。但无光环境叶绿素也不能生成.,1771年，英，,普里斯特利,的实验,1864年，德，,萨克斯,的实验,1880年，美，,恩格尔曼,的实验,20世纪30年代，美，,鲁宾和卡门,的实验,光合作用的发现史,1648年，比利时，,海尔蒙特,的实验,20世纪40年代，美，,卡尔文,的实验,五年以后,1648年海尔蒙特实验：,穿孔的铁板盖在花盆上，只允许气体和水进入,植株 m=2.5 kg,植株 m=82.5 kg,土壤减少了,100g,结论：认为植物生长主要是吸收了水,1771年 普里斯特利的实验,夕阳照射下玻璃罩内的蜡烛在丁香旁旺盛燃烧。,为什么蜡烛不会熄灭呢？,已知材料：丁香 蜡烛 玻璃钟罩,环境因素：阳光,实验现象：夕照下玻璃罩丁香旁的蜡烛依然燃烧,结论：绿色植物可以更新空气,请指出一个明显的漏洞。,没有设置对照组,排除光照对实验结果的干扰。,1779年,英格豪斯,(荷兰)做了500多次植物更新空气实验.发现:植物只有绿叶在光照下才能更新空气；只到1785年人们发现了空气的组成，才明确绿叶在光下放出O,2,吸收CO,2.,1845年,梅耶,根据能量转化与守恒定律指出:植物在光合作用时把光能转换成化学能储存起来,1864年 德国科学家 萨克斯实验,1.放在暗处几小时的目的？,2.一半曝光一半遮光的目的？,消耗已有淀粉,对照,德国科学家 萨克斯实验,实验结果证明了什么？,绿色叶片在光合作用中产生了淀粉,实验结果如何描述？,曝光部分变蓝，,遮光部分不变蓝,实验结果的描述和相关结论的推导,实验结果也证明,光,是光合作用的条件,1880年 恩格尔曼的实验,隔绝空气,黑暗，用极细光束照射,完全暴露在光下,水绵和好氧细菌的装片,结论：,氧是由,叶绿体,释放出来的，,叶绿体,是光合作用的场所。,光合作用需要,光照,结果：,1939年 鲁宾和卡门的实验,鲁宾和卡门的实验,证明：,光合作用释放的,2,全部来自H,2,O中的O。,年代,科学家,结论,1771,普利斯特利,植物可以更新空气,1779,英格豪斯,只有,在光照下,植物可以更新空气,1845,梅耶,植物在光合作用时,把光能转换成化学能,储存起来,1864,1880,萨克斯,恩格尔曼,绿色叶片光合作用,产生淀粉,光合作用的场所在,叶绿体,中,1939,鲁宾、卡门,光合作用释放的,氧,来自,水,（同位素标记法）,20世纪 40年代,卡尔文,光合产物中有机物的,碳来自CO,2,三、光合作用的过程,CO,2,+H,2,O,光能,叶绿体,（C,H,2,O）+,O,2,光反应阶段,暗反应阶段,能量变化,物质变化,条件,进行部位,光反应阶段,叶绿体基粒中,光、色素和酶,光能ATP中活跃的化学能,水的光解,：,H,2,O H+O,2,酶,光能,合成ATP,：,ADP+Pi ATP,酶,光能,主要产物,O,2,、,H、ATP,光合作用的最终产物里面并没有H和ATP，,那么它们是怎么样被消耗掉的呢？,能量变化,物质变化,条件,进行部位,暗反应阶段,主要产物,叶绿体基质中,ATP、H,、酶,ATP中活跃的化学能稳定的化学能,CO,2,的固定,CO,2,+C,5,2C,3,酶,2C,3,+H （CH,2,O）,ATP,ADP+Pi,酶,酶,C3的还原,ATP分解,（CH,2,O）,光反应阶段与暗反应阶段的比较,项目,光反应阶段,暗反应阶段,区,别,场所,条件,物质变化,能量转化,类囊体的薄膜上,叶绿体的基质中,光,、色素,、,酶,酶,、,H、ATP,(有无光均可),光能,ATP中,活跃的化学能,糖类等有机物中,稳定的化学能,1.水的光解,1.CO,2,的固定,2.C,3,的还原,联 系,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，暗反应水解,ATP,生成,ADP和Pi,为光反映的物质(ATP)合成提供原料.,2.ADP合成ATP,3.ATP水解,光反应阶段,暗反应阶段,进行部位,条件,物质,变化,能量变化,联系,叶绿体基粒中,叶绿体基质中,光、色素和酶,ATP、H、酶,光能,ATP中活跃的化学能,ATP中活跃的化学能,有机物中稳定的化学能,水的光解、合成ATP,CO,2,的固定,ATP分解,C3的还原,光反应为暗反应提供H和ATP,暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料,光反应和暗反应过程比较,6CO,2,+12H,2,O,光能,叶绿体,C,6,H,12,O,6,+6H,2,O+6O,2,元素来龙去脉,光合作用完整反映式(计算式),探究影响光合作用的因素：,1.光照：,(光合作用的动力),光照强度、光照时间、光质,适当提高光照强度、延长光照时间,促进光反应，产生更多的 ATP 和 H,思考：如果其它条件正常，突然停止光照，,C,3,、C,5,、ATP、H的含量会怎么变化？,C,3,C,5,、ATP、H,光,合,速,率,2.CO,2,浓度：,光合作用的原料之一,适当提高空气中CO,2,浓度，促进暗反应进行,思考：夏天正午气孔关闭时C,3,、C,5,、,ATP、H的含量会怎么变化？,C,3,C,5,、ATP、H,光,合,速,率,思考：如果其它条件正常，突然停止CO,2,供应，C3、C5、ATP、H的含量会怎么变化？,C3减少、C5增加、ATP增加、H增加,3.H,2,O：原料之一,4.温度：影响酶活性,5.,矿质元素,：叶绿素的组成元素g,6.叶龄：,光照/CO,2,/H,2,O/矿质元素,光,合,速,率,光,合,速,率,温度,光,合,速,率,叶龄,6、,光合作用原理的应用,（1）影响光合作用的因素,CO,2,、水份、光照的长短与强弱、光质,、,温度、矿质元素等,（2）提高农作物光合作用强度的措施,1、适当提高光照强度、延长光照时间,3、适当提高CO,2,浓度,4、适当提高温度,5、适当增加植物体内的含水量,6、适当增加矿质元素的含量,2、合理密植,光合作用：,绿色植物通过,叶绿体,，利用,光能,把,CO,2,和,H,2,O,合成储存能量的,有机物,，并且释放出,氧气,的过程。,6CO,2,+12H,2,O C,6,H,12,O,6,+6O,2,+6H,2,O,光能,叶绿体,CO,2,+H,2,O (CH,2,O)+O,2,光能,叶绿体,光合作用的实质,（从物质和能量变化角度）,把,无机物,（CO,2,和H,2,O）转变为,有机物,，把,光能,转变为,化学能,，储存在有机物中,自养生物：,能够直接把从外界环境,摄取的无机物转变成为自身的组成物质(有机物),，并储存了能量的一类生物。如：绿色植物,、,少数细菌,化能合成作用,异养生物：,不能直接利用无机物制成有机物,，只能把从外界,摄取的现成的有机物,转变成自身的组成物质，并储存了能量的一类生物。如：人,、,动物、真菌及大多数细菌,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,例如：,硝化细菌、硫细菌、铁细菌,等少数种类的细菌,化能合成作用,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,+6H,2,O 2C,6,H,12,O,6,+6O,2,能量,酶,不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光，即红藻反射出了,红光,，绿藻反射出,绿光,，褐藻反射出,黄色,的光。水层对光波中的红、橙部分吸收显著,多于,对蓝、绿部分的吸收，即到达深水层的光线是相对富含短波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方,1.为生物生存提供了,物质,来源和,能量,来源；2.维持了大气中O,2,和CO,2,的相对稳定；,3.对生物的进化有直接意义。,(1)使还原性大气氧化性大气,(2)使有氧呼吸生物得以发生和发展,(3)形成臭氧层，过滤紫外线，,使水生生物登陆成为可能,四、光合作用的意义,
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