光与光合作用

書式設定,書式設定,第 2,第 3,第 4,第 5,*,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,C,有些蔬菜大棚用红色或蓝色的塑料薄膜代替普通塑料薄膜，有的温室内悬挂发红色或蓝色的灯管。,1.,用这种方法有什么好处？这样做对光合作用有影响吗？,2.,为什么是用红色或蓝色的呢？用绿色的可以吗？,一、捕获光能的色素和结构,1,、实验：绿叶中色素的提取和分离,原理：叶绿体中的色素可以溶解在无水乙醇中，可以用来提取色素。色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸上的扩散速度有差别，可以 用来分离色素。,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。,实验结果：,胡萝卜素,叶黄素,叶绿素,a,叶绿素,b,绿叶中的色素有,4,种，可以归纳为两类：,绿叶中的色素,叶绿素,类胡萝卜素,（含量约,3/4,）,（含量约,1/4,）,叶绿素,a,（蓝绿色）,叶绿素,b,（黄绿色）,胡萝卜素（橙黄色）,叶黄素（黄色）,思考,：,1.,绿叶中的色素是怎样被提取出来的？又是怎样被分离开的？,2.,滤纸上的滤液细线，为什么不能触及层析液？,3.,滤纸上的色素由上到下的顺序是什么？每种色素的颜色是？,叶绿素溶液,吸收可见光，用于光合作用,2.,色素的功能：,叶绿体中的吸收光谱,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,叶绿素,a,和合叶绿素,b,主要吸收,蓝紫光,和,红光,，胡萝卜素和叶红素重要吸收,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,。,结论：,问题：这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位？,1817,年，两位法国科学家首次从植物中分离出叶绿素，当时并不清楚叶绿素在植物细胞中的分布情况。,1865,年，德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光合作用中的功能时，发现叶绿素并非普遍分布在植物的整个细胞中，而是集中在一个更小的结构里，后来人们称之为,叶绿体,。,3,、叶绿体,叶绿体结构模式图,外膜,内膜,基粒,基质,每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成。这些囊状结构称为类囊体。吸收光能的四种色素就分布在类囊体的薄膜上。,而每个基粒都含有两个以上的类囊体，多者可达,100,个以上。叶绿体内有如此多的基粒和类囊体，极大地扩大了受光面积。,4,、资料分析：叶绿体的功能,1,装片中好氧细菌向叶绿体,被光束照射到的部位,集中。,装片中好氧细菌分布在,叶绿体所有受光部位的周围。,氧是由叶绿体释放出来的，,叶绿体,是光合作用的场所。,2,结论：,叶绿体的被,光束照射到的部位,是光合作用的场所,结论：,现象：,现象：,没有空气黑暗,极 细 光 束,完 全 光 照,讨论：,恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处？,（,1,）、用水绵作实验材料，有,细而长的带状叶绿体,，螺旋状分布在细胞中，便于观察和分析研究。,（,2,）、将临时装片置于黑暗且没有空气的环境中，排除了环境中,光线和,O,2,的影响，从而确保实验能顺利进行。,（,3,）、用极细的光束照射，并且用好氧菌进行检测，能准确的判断水绵,细胞中放,O,2,部位。,（,4,）、进行黑暗（局部光照）与曝光的,对照实验,，从而明确实验结果完全是由光照引起的。,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,。,二、光合作用的原理和应用,1,、光合作用的概念,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。,2,、光合作用的实质,合成有机物，储存能量,思维探究,1771,年,英国普利斯特利,证实：,植物可更新污浊的空气。,有人认为植物能使空气变污浊？,光合作用,光,、光合作用探索历程,1779,年荷兰英格豪斯,证实：,只有在光照下，只有绿叶才能更新空气。,1845,年德国梅耶,证实：,植物在光合作用时把光能转换成化学能储存起来了。,1864,年 德国 萨克斯,证实,:,光合作用产生了淀粉,遮光,曝光,加碘变深蓝色,没有颜色变化,同位素标记法,20,世纪,40,年代 美国 卡尔文,证实：,二氧化碳中的碳转化为有机物中的碳，,这一途径称卡尔文循环,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,只有绿叶才可以更新空气,1845,R.,梅耶,植物在光合作用时,把光能转变成了化学能,储存起来,1864,萨克斯,绿色叶片光合作用,产生淀粉,1880,恩格尔曼,氧,由叶绿体释放出来。,叶绿体,是光合作用的场所。,1939,鲁宾 卡门,光合作用释放的,氧,来自,水,。,20,世纪,40,代,卡尔文,光合产物中有机物的,碳,来自,CO,2,原料：,二氧化碳 水,产物：,糖类 氧气,场所：,叶绿体,条件：,光 多种酶,2),、光合作用的原料、产物、场所、条件是什么？,3),、你能用一个化学反应式表示出来吗,?,1,）,分析了光合作用的探究历程，你有何感悟？,思考与讨论：,4,、光合作用化学反应式：,5,、光合作用过程,光能,叶绿体,CO,2,+,H,2,*,O,（,CH,2,O),+,*,O,2,（,1,）光合作用分为哪几个阶段？分类依据是什么？,（,2,）每个阶段反应的条件、场所、物质变化、,能量变化如何？,光反应和暗反应的比较,场所,条件,物质变化,能量变化,光反应,暗反应,联系,类囊体的薄膜上,叶绿体基质中,光、色素、酶,酶,水的光解,ATP,的生成,CO,2,的固定,C,3,的还原,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,1,、光反应为暗反应准备了还原剂,H,和能量,ATP,；,2,、暗反应为光反应补充消耗掉的,ADP,和,Pi,。,光 反 应,条件：,叶绿体中的色素,光能,H,2,O,水在光下分解,O,2,H,光、酶、色素,过程：,场所：,类囊体的薄膜上,物质,H,2,O,光,酶,H,+,O,2,ADP+Pi,+,光能,酶,ATP,能量,光能,ATP,中活跃化学能,ADP+Pi,酶,ATP,暗 反 应,c,o,2,C,5,固,定,2,c,3,H,供氢,酶,(,C,H,2,O),糖类,场所：,条件：,过程：,叶绿体基质,酶,多种酶,参加催化,co,2,+,C,5,酶,2,c,3,2,c,3,酶,(CH,2,O),C,5,H,ATP,ATP,酶,ADP+Pi+,能量,物,质,能量,ATP,中活跃的化学能转化为,糖类,中稳定的化学能,还 原,酶,ATP,供能,ADP+Pi,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,能,固定,还原,酶,光反应,暗反应,光合作用总过程：,光反应,H,2,O 2 H+1/2O,2,+,Pi,+,光能,ATP,酶,ADP,水的光解：,光合磷酸化：,暗反应,CO,2,的还原：,2C,3,+H (CH,2,O)+C,5,酶,ATP,CO,2,的固定,：,CO,2,+C,5,2C,3,酶,总结：,原料和产物的对应关系：,（,CH,2,O,）,C,H,O,CO,2,CO,2,H,2,O,O,2,H,2,O,能量的转移途径：,碳的转移途径：,光能,ATP,中,活跃,的化学能,(CH,2,O),中,稳定,的化学能,CO,2,C,3,（,CH,2,O,）,6,、光合作用的实质,把二氧化碳和水合成糖类等有机物。,光能,ATP,中化学能 有机物中化学能,合成有机物,储存能量,三、环境因素对光合作用强度的影响,1,、影响光合作用强度的环境因素,空气中的二氧化碳浓度,土壤中水分,光照的长短与强弱、光的成分,温度的高低,2,、提出探究的问题，尝试设计方案,你对哪个因素感兴趣？这个因素可以调控吗？如果可以，尝试设计出你的探究方案。,是不是方案中有的地方你还不确定？是不是还有漏洞，,我们观摩一个案例。,探究光照强弱对光合作用强度的影响,3,、观看案例设计，找出不足,4,、优化设计，趋向合理,根据案例，对你的方案进一步修正完善可以寻求同学和老师的帮助。,5,、交流成果,你探究的因素？,你是如何调控这个因素的？,你的探究过程？,你对探究的预期结果？,你觉得你的探究可行吗？,大家对你的建议。,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，并储存了能量的一类生物。,四、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。,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,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,