生物必修一光合作用.ppt

我們經(jīng)常聽到這樣一句話 萬物生長靠太陽 為什么這么說 請(qǐng)同學(xué)觀察以下數(shù)據(jù) 根據(jù)以上資料 我們可以得到什么結(jié)論 那么太陽的光能又是通過什么途徑進(jìn)入植物體內(nèi)的 據(jù)統(tǒng)計(jì) 1 地球表面的綠色植物每年大約制造了4400億噸有機(jī)物 2 地球表面的綠色植物每年儲(chǔ)存的能量約為7 11 1018KJ 這個(gè)數(shù)字大約相當(dāng)于240000個(gè)三門峽水電站每年所發(fā)出的電力 相當(dāng)于人類在工業(yè)生產(chǎn) 日常生活和食物營養(yǎng)上所需要的能量的100倍 第四節(jié)能量之源 光與光合作用 一 捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu) 一 捕獲光能的色素 1 實(shí)驗(yàn) 綠葉中色素的提取和分離原理 葉綠體中的色素可以溶解在無水乙醇中 可以用來提取色素 色素在層析液中的溶解度不同 在濾紙上的擴(kuò)散速度有差別 可以用來分離色素 方法與步驟 方法與步驟 稱取5g左右的鮮葉 剪碎 放入研缽中 加少許的石英砂 充分研磨 和碳酸鈣 防止研磨中色素被破壞 與10ml無水乙醇 在研缽中快速研磨 將研磨液進(jìn)行過濾 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 胡蘿卜素 葉黃素 葉綠素a 葉綠素b 綠葉中的色素有4種 可以歸納為兩類 綠葉中的色素 葉綠素 類胡蘿卜素 含量約3 4 含量約1 4 葉綠素a 藍(lán)綠色 葉綠素b 黃綠色 胡蘿卜素 橙黃色 葉黃素 黃色 吸收可見光 用于光合作用 2 色素的功能 葉綠體中的吸收光譜 色素的吸收光譜圖 葉綠素 吸收藍(lán)紫光和紅光 類胡蘿卜素 吸收藍(lán)紫光 葉綠素a和合葉綠素b主要吸收藍(lán)紫光和紅光 胡蘿卜素和葉紅素重要吸收藍(lán)紫光 注 因?yàn)槿~綠素對(duì)綠光吸收最少 綠光被反射回來 所以葉片才呈現(xiàn)綠色 結(jié)論 問題 這些捕獲光能的色素存在于細(xì)胞中的什么部位 1817年 兩位法國科學(xué)家首次從植物中分離出葉綠素 當(dāng)時(shí)并不清楚葉綠素在植物細(xì)胞中的分布情況 1865年 德國植物學(xué)家薩克斯研究葉綠素在光合作用中的功能時(shí) 發(fā)現(xiàn)葉綠素并非普遍分布在植物的整個(gè)細(xì)胞中 而是集中在一個(gè)更小的結(jié)構(gòu)里 后來人們稱之為葉綠體 3 葉綠體 2 捕獲光能的結(jié)構(gòu) 葉綠體 葉綠體結(jié)構(gòu)模式圖 外膜 內(nèi)膜 基粒 基質(zhì) 每個(gè)基粒都由一個(gè)個(gè)圓餅狀的囊狀結(jié)構(gòu)堆疊而成 這些囊狀結(jié)構(gòu)稱為類囊體 吸收光能的四種色素就分布在類囊體的薄膜上 而每個(gè)基粒都含有兩個(gè)以上的類囊體 多者可達(dá)100個(gè)以上 葉綠體內(nèi)有如此多的基粒和類囊體 極大地?cái)U(kuò)大了受光面積 葉綠體的功能 討論 1 恩格爾曼實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么 2 此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有什么巧妙之處 3 以上資料可以得出什么結(jié)論 O2是由葉綠體產(chǎn)生的 葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所 它內(nèi)部的巨大膜表面上 分布了許多吸收光能的色素分子 還有許多進(jìn)行光合作用的酶 總結(jié)葉綠體的功能 討論 恩格爾曼實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)上有什么巧妙之處 1 用水綿作實(shí)驗(yàn)材料 有細(xì)而長的帶狀葉綠體 螺旋狀分布在細(xì)胞中 便于觀察和分析研究 2 將臨時(shí)裝片置于黑暗且沒有空氣的環(huán)境中 排除了環(huán)境中光線和O2的影響 從而確保實(shí)驗(yàn)?zāi)茼樌M(jìn)行 3 用極細(xì)的光束照射 并且用好氧菌進(jìn)行檢測(cè) 能準(zhǔn)確的判斷水綿細(xì)胞中放O2部位 4 進(jìn)行黑暗 局部光照 與曝光的對(duì)照實(shí)驗(yàn) 從而明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是由光照引起的 二 光合作用的原理和應(yīng)用 光合作用的定義 綠色植物通過葉綠體 利用光能 把CO2和H2O轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存能量的有機(jī)物 并釋放出O2的過程 光合作用的探究歷程 P101 102 結(jié)論 水分是植物建造自身的原料 17世紀(jì)海爾蒙特栽培的柳樹實(shí)驗(yàn) 結(jié)論 植物可以更新空氣 有人重復(fù)了普利斯特利的實(shí)驗(yàn) 得到相反的結(jié)果 所以有人認(rèn)為植物也能使空氣變污濁 1779年 荷蘭的英格豪斯 普利斯特利的實(shí)驗(yàn)只有在陽光照射下才能成功 植物體只有綠葉才能更新空氣 到1785年 發(fā)現(xiàn)了空氣的組成 人們才明確綠葉在光下放出的是O2 吸收的是CO2 水 二氧化碳 氧氣 光 光能 化學(xué)能 儲(chǔ)存在什么物質(zhì)中 德國梅耶 1864年 德國薩克斯實(shí)驗(yàn) 讓一張葉片一半曝光一半遮光 綠葉在光下制造淀粉 用碘蒸氣處理這片葉 發(fā)現(xiàn)曝光的一半呈深藍(lán)色 遮光的一半則沒有顏色變化 光合作用釋放的O2來自CO2還是H2O 結(jié)論 第一組 光合作用產(chǎn)生的O2來自于H2O H2180 C02 H20 C18O2 第二組 1802 02 美國魯賓和卡門實(shí)驗(yàn) 同位素標(biāo)記法 結(jié)論 光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物又是怎樣合成的 美國卡爾文 用14C標(biāo)記14CO2 供小球藻進(jìn)行光合作用 探明了CO2中的C的去向 稱為卡爾文循環(huán) 總結(jié)光合作用的反應(yīng)式 CO2 H2O CH2O O2 光能 葉綠體 反應(yīng)物 條件 場(chǎng)所 生成物 糖類 光合作用過程 光反應(yīng) 暗反應(yīng) 劃分依據(jù) 反應(yīng)過程是否需要光能 光反應(yīng)在白天可以進(jìn)行嗎 夜間呢 暗反應(yīng)在白天可以進(jìn)行嗎 夜間呢 有光才能反應(yīng) 有光 無光都能反應(yīng) H2O 類囊體膜 酶 光反應(yīng)階段 光 色素 酶 葉綠體內(nèi)的類囊體薄膜上 水的光解 還原氫 ATP的合成 光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能貯存在ATP中 場(chǎng)所 條件 能量變化 物質(zhì)變化 進(jìn)入葉綠體基質(zhì) 參與暗反應(yīng) 供暗反應(yīng)使用 CO2 五碳化合物C5 CO2的固定 三碳化合物2C3 C3的還原 葉綠體基質(zhì)多種酶 糖類 卡爾文循環(huán) 暗反應(yīng)階段 CO2的固定 C3的還原 葉綠體的基質(zhì)中 H ATP 酶 場(chǎng)所 條件 能量變化 物質(zhì)變化 CO2 五碳化合物C5 CO2的固定 三碳化合物2C3 葉綠體基質(zhì)多種酶 糖類 H 光合作用的過程 光反應(yīng)階段與暗反應(yīng)階段的比較 類囊體的薄膜上 葉綠體的基質(zhì)中 需光 色素和酶 不需光 色素 需多種酶 光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中活潑的化學(xué)能 ATP中活潑的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為糖類等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能 光合作用的反應(yīng)式 光能 葉綠體 光合作用的實(shí)質(zhì) 能量上把光能轉(zhuǎn)變成有機(jī)物中的化學(xué)能 下圖是光合作用過程圖解 請(qǐng)分析后回答下列問題 圖中A是 B是 它來自于 的分解 圖中C是 它被傳遞到葉綠體的 部位 用于 圖中D是 在葉綠體中合成D所需的能量來自 圖中G F是 J是 圖中的H表示 H為I提供 2 水 H 基質(zhì) 用作還原劑 還原C3 ATP 色素吸收的光能 光反應(yīng) H 和ATP 色素 C5化合物 C3化合物 糖類 光合作用原理的應(yīng)用 影響光合作用強(qiáng)度的因素 CO2的濃度 光照的長短與強(qiáng)弱 光的成分 溫度的高低 必需礦物質(zhì)元素 水分等 例 適當(dāng)提高CO2的濃度 溫室大棚 增加光照時(shí)間和光照強(qiáng)度 農(nóng)作物間距合理 選擇適當(dāng)?shù)墓庠吹?化能合成作用 自養(yǎng)生物 以光為能源 以CO2和H2O 無機(jī)物 為原料合成糖類 有機(jī)物 糖類中儲(chǔ)存著由光能轉(zhuǎn)換來的能量 例如綠色植物 異養(yǎng)生物 只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機(jī)物來維持自身的生命活動(dòng) 例如人 動(dòng)物 真菌及大多數(shù)的細(xì)菌 化能合成作用 利用環(huán)境中某些無機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來制造有機(jī)物 少數(shù)的細(xì)菌 如硝化細(xì)菌 光能自養(yǎng)生物 化能自養(yǎng)生物 所需的能量來源不同 光能 化學(xué)能 例如 硝化細(xì)菌 硫細(xì)菌 鐵細(xì)菌等少數(shù)種類的細(xì)菌 7 化能合成作用 1 葉綠體中的色素所吸收的光能 用于 和 形成的 和 提供給暗反應(yīng) 2 光合作用的實(shí)質(zhì)是 把 和 轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物 把 轉(zhuǎn)變成 貯藏在有機(jī)物中 3 在光合作用中 葡萄糖是在 中形成的 氧氣是在 中形成的 ATP是在 中形成的 CO2是在 固定的 水的光解 形成ATP H ATP CO2 H2O 光能 化學(xué)能 暗反應(yīng) 光反應(yīng) 光反應(yīng) 暗反應(yīng) 練一練 1 在光合作用的暗反應(yīng)過程中 沒有被消耗掉的是 A H B C5化合物C ATPD CO2 B 2 與光合作用光反應(yīng)有關(guān)的是 H2O ATP ADP CO2A B C D A 3 將植物栽培在適宜的光照 溫度和充足的C02條件下 如果將環(huán)境中C02含量突然降至極低水平 此時(shí)葉肉細(xì)胞內(nèi)的C3化合物 C5化合物和ATP含量的變化情況依次是A 上升 下降 上升B 下降 上升 下降C 下降 上升 上升D 上升 下降 下降 C 4 光合作用的過程可分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段 下列說法正確的是 A 葉綠體類囊體膜上進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng)B 葉綠體類囊體膜上進(jìn)行暗反應(yīng) 不進(jìn)行光反應(yīng)C 葉綠體基質(zhì)中可進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng)D 葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行暗反應(yīng) 不進(jìn)行光反應(yīng) D 5 光合作用過程中 產(chǎn)生ADP和消耗ADP的部位在葉綠體中依次為 外膜 內(nèi)膜 基質(zhì) 類囊體膜A B C D B 6 在光合作用中 需消耗ATP的是 A 三碳化合物的還原B CO2的固定C 水在光下分解D 葉綠素吸收光能7 在暗反應(yīng)中 固定二氧化碳的物質(zhì)是 三碳化合物 五碳化合物 氧氣 A 8 在光照充足的環(huán)境里 將黑藻放入含有18O的水中 過一段時(shí)間后 分析18O放射性標(biāo)記 最先 A 在植物體內(nèi)的葡萄糖中發(fā)現(xiàn)B 在植物體內(nèi)的淀粉中發(fā)現(xiàn)C 在植物體內(nèi)的淀粉