光合作用2011

1、正常苗正常苗白化苗白化苗光合作用需要色素去捕獲光能。光合作用需要色素去捕獲光能。一一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)綠葉中有哪些色素呢？綠葉中有哪些色素呢？綠葉中色素的提取和分離綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)原理： 1.1.提取：綠葉中的色素都能提?。壕G葉中的色素都能溶解于有機(jī)溶劑溶解于有機(jī)溶劑無無水乙醇中，所以可以用無水乙醇提取綠葉中水乙醇中，所以可以用無水乙醇提取綠葉中的色素。的色素。2.2.分離：分離：紙層析法紙層析法 綠葉中的色素在層析液中的溶解度不同。綠葉中的色素在層析液中的溶解度不同。溶溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快；反之解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快；反之則

2、慢則慢。這樣濾液中不同的色素就會(huì)隨著層析。這樣濾液中不同的色素就會(huì)隨著層析液在濾紙上的擴(kuò)散而分離開。液在濾紙上的擴(kuò)散而分離開。目的要求：目的要求： 1.進(jìn)行綠葉中色素的提取和分離。進(jìn)行綠葉中色素的提取和分離。2.探究葉綠體中有幾種色素。探究葉綠體中有幾種色素。綠葉中色素的提取和分離綠葉中色素的提取和分離材料用具：材料用具：新鮮的綠色葉片新鮮的綠色葉片(如菠菜葉片如菠菜葉片)。干燥的定性濾紙，小燒杯，研缽，玻璃漏干燥的定性濾紙，小燒杯，研缽，玻璃漏 斗，尼龍布，毛細(xì)吸管，剪刀，小試管，斗，尼龍布，毛細(xì)吸管，剪刀，小試管，培養(yǎng)皿蓋，藥勺，量筒培養(yǎng)皿蓋，藥勺，量筒(10mL) 。無水乙醇，層析液，二

3、氧化硅，碳酸鈣。無水乙醇，層析液，二氧化硅，碳酸鈣。提取色素：提取色素：加石英砂和碳酸鈣加石英砂和碳酸鈣（研磨充分、保護(hù)色素）（研磨充分、保護(hù)色素）無水乙醇，快速研磨無水乙醇，快速研磨 （溶解提取色素）（溶解提取色素）將研磨液進(jìn)行過濾將研磨液進(jìn)行過濾剪碎葉片，放入研缽中剪碎葉片，放入研缽中方法與步驟方法與步驟觀察記錄觀察記錄胡蘿卜素胡蘿卜素葉綠素葉綠素a葉黃素葉黃素葉綠素葉綠素b類胡蘿卜素類胡蘿卜素 葉綠素葉綠素 1/4 3/4 黃綠色黃綠色藍(lán)綠色藍(lán)綠色橙黃色橙黃色黃色黃色葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光這四種色素對光的吸收有什么差別嗎？這四種色素對光的吸收

4、有什么差別嗎？葉葉綠綠體體中中的的色色素素(藍(lán)綠色藍(lán)綠色)(黃綠色黃綠色)(橙黃色橙黃色)(黃色黃色)3/43/41/41/41 1、捕獲光能的色素、捕獲光能的色素（1 1）葉片呈現(xiàn)綠色的原因是什么？）葉片呈現(xiàn)綠色的原因是什么？（2 2）為什么許多植物到了秋天葉子就變黃了？）為什么許多植物到了秋天葉子就變黃了？ 紅葉是怎么回事呢？紅葉是怎么回事呢？（3 3）溫室或大棚種植蔬菜時(shí)，應(yīng)選擇什么顏色的）溫室或大棚種植蔬菜時(shí)，應(yīng)選擇什么顏色的玻璃、塑料薄膜或補(bǔ)充光源？玻璃、塑料薄膜或補(bǔ)充光源？頂棚用紅色玻璃還是綠色玻璃好？頂棚用紅色玻璃還是綠色玻璃好？葉片中的葉肉細(xì)胞葉片中的葉肉細(xì)胞綠葉綠葉 葉肉細(xì)胞

5、葉肉細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖 葉綠體亞顯微葉綠體亞顯微 結(jié)構(gòu)模式圖結(jié)構(gòu)模式圖2、葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能、葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能外膜外膜內(nèi)膜內(nèi)膜類囊體類囊體基?；７址植疾贾厮鼗|(zhì)基質(zhì)葉綠體的作用僅僅是吸收光能嗎？葉綠體的作用僅僅是吸收光能嗎？ 水綿是常見的水綿是常見的淡水藻類淡水藻類 每條水綿由許多個(gè)結(jié)構(gòu)相每條水綿由許多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的同的長筒狀細(xì)胞長筒狀細(xì)胞連接而成。連接而成。 水綿很明顯的特點(diǎn)是：水綿很明顯的特點(diǎn)是：葉葉綠體呈帶狀綠體呈帶狀，螺旋螺旋排列在排列在細(xì)胞里。細(xì)胞里。 水綿結(jié)構(gòu)水綿結(jié)構(gòu)葉葉綠綠體體光合色素光合色素位于基粒類囊體膜上位于基粒類囊體膜上光合酶光合酶基粒類囊體膜

6、上基粒類囊體膜上葉綠體基質(zhì)中葉綠體基質(zhì)中2、葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能、葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能 光合作用的場所光合作用的場所葉綠體是進(jìn)行葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所。光合作用的場所。它它內(nèi)部的巨大膜表面上，不僅分布著內(nèi)部的巨大膜表面上，不僅分布著許多許多吸收光能的色素分子，吸收光能的色素分子，還有許還有許多進(jìn)行多進(jìn)行光合作用所必需的酶。光合作用所必需的酶。 植物為什么會(huì)生長？植物為什么會(huì)生長？ 古希臘古希臘亞里士多德亞里士多德：認(rèn)為：認(rèn)為：根吸收土壤中的養(yǎng)分根吸收土壤中的養(yǎng)分 土壤減少的重量土壤減少的重量=植物增加的重量植物增加的重量五年后五年后 1642年，海爾蒙特實(shí)驗(yàn)結(jié)論：結(jié)論：植物增重主要來自水分植物

7、增重主要來自水分討論：討論：實(shí)驗(yàn)的不足在哪里呢？實(shí)驗(yàn)的不足在哪里呢？ 沒有考慮到空氣的影響一段時(shí)間后一段時(shí)間后一段時(shí)間后一段時(shí)間后1771年普利斯特利實(shí)驗(yàn)?zāi)昶绽固乩麑?shí)驗(yàn)普利斯特利實(shí)驗(yàn)普利斯特利實(shí)驗(yàn)結(jié)論：植物可以更新空氣。結(jié)論：植物可以更新空氣。17791779年，荷蘭的英格豪斯年，荷蘭的英格豪斯結(jié)論結(jié)論1：只有在：只有在光下光下植物才能更新空氣。植物才能更新空氣。 黑 暗 光 下 結(jié)論結(jié)論2 2：植物體的綠葉：植物體的綠葉在光下才能更新空氣。在光下才能更新空氣。普利斯特利的實(shí)驗(yàn)只有在普利斯特利的實(shí)驗(yàn)只有在陽光照射陽光照射下才能成功下才能成功17821782年年, ,拉瓦錫證明參與光合作用氣體

8、是拉瓦錫證明參與光合作用氣體是COCO2 2。光合作用過程需要光合作用過程需要CO2參與參與結(jié)果結(jié)果結(jié)論：結(jié)論： 1845年，德國科學(xué)家梅耶指出：年，德國科學(xué)家梅耶指出： 植物在進(jìn)行光合作用時(shí)，把植物在進(jìn)行光合作用時(shí)，把光能光能轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成化學(xué)能化學(xué)能儲(chǔ)存起來。儲(chǔ)存起來。1864年,德國植物學(xué)家薩克斯實(shí)驗(yàn)綠色綠色葉片葉片黑暗黑暗處理處理曝光曝光遮光遮光碘蒸汽碘蒸汽不變藍(lán)不變藍(lán) 48小時(shí)小時(shí)2小時(shí)小時(shí)變藍(lán)變藍(lán)結(jié)論：結(jié)論：1.光合作用的產(chǎn)物有淀粉光合作用的產(chǎn)物有淀粉黑暗處理的目的：消耗掉葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)黑暗處理的目的：消耗掉葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)1938，美國科學(xué)家 魯賓和卡門H2O C18O2H218

9、O CO2 O2 O2 O2O2 O2 O2O2 O2 O2O2 O2 O2O2 O2 O2O2 O2 O2 O2O2 O2 O2 O218O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18O2 COCO2 2C C1818OO2 2HH2 21818OOHH2 2OOB氣體A氣體結(jié)論：光合作用產(chǎn)生的結(jié)論：光合作用產(chǎn)生的氧氣氧氣 全部來自于全部來自于水水1818OO2 2OO2 2同位素標(biāo)記法：同位素標(biāo)記法：美國卡爾文美國卡爾文用用1414C C標(biāo)記標(biāo)記1414CO2CO2，

10、供小球，供小球藻進(jìn)行光合作用，探明了藻進(jìn)行光合作用，探明了COCO2 2中的中的C C在光合作用中轉(zhuǎn)在光合作用中轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的化為有機(jī)物中的C C的的去向，去向，稱為卡爾文循環(huán)。稱為卡爾文循環(huán)。CO2H2O （CH2O）O2光能光能葉綠體葉綠體場所：場所： 動(dòng)力：動(dòng)力：原料：原料： 產(chǎn)物：產(chǎn)物：葉綠體葉綠體光能光能二氧化碳二氧化碳 水水糖類糖類 氧氣氧氣1、光、光 反反 應(yīng)應(yīng) 條件：條件：葉綠體葉綠體中的色中的色素素光能光能H2O水在光下分解水在光下分解O2H 過程：過程： 場所：場所：H2O水的光解水的光解HO2ADP+Pi+光能光能ATPADP+Pi酶酶ATP2、暗、暗 反反 應(yīng)應(yīng)CO2

11、C5 固固 定定2C3H供氫供氫酶酶(CH2O) 糖類糖類 場所：場所： 條件：條件： 過程：過程：多種酶多種酶參加催化參加催化還還 原原ATP供能供能ADP+PiCO2的固定：的固定：CO2C5 2C3酶酶C C3 3的還原：的還原：C C3 3+H (CH+H (CH2 2O)+CO)+C5 5酶酶ATPATPADP+PiADP+PiC C3 3+H (CH+H (CH2 2O)+CO)+C5 5酶酶ATPATPADP+PiADP+Pi色素分子色素分子可見光可見光C52C3ADP+PiATP2H2OO24H多種酶多種酶酶酶(CH2O)CO2吸收吸收光解光解能能固定固定還還原原酶酶光反應(yīng)光反

12、應(yīng)暗反應(yīng)暗反應(yīng)光反應(yīng)和暗反應(yīng)的比較場所場所條件條件物質(zhì)物質(zhì)變化變化能量能量變化變化光反應(yīng)光反應(yīng)暗反應(yīng)暗反應(yīng)聯(lián)系聯(lián)系基粒類囊體薄膜基粒類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)中葉綠體基質(zhì)中光、色素、酶、水、光、色素、酶、水、ADP PiADP PiHH、ATPATP、酶、酶、 COCO2 2 、C C5水的光解水的光解ATPATP的生成的生成COCO2 2的固定的固定 C C3 3的還原的還原光能光能ATPATP中活躍的化學(xué)能中活躍的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能1、光反應(yīng)為暗反應(yīng)準(zhǔn)備了還原劑H和ATP；2、暗反應(yīng)為光反應(yīng)補(bǔ)充消耗掉的ADP和Pi。原料和產(chǎn)物的對應(yīng)關(guān)系：原料和產(chǎn)物的對應(yīng)關(guān)系：（CH2

13、O）CHOCO2CO2H2OO2H2O能量的轉(zhuǎn)移途徑：能量的轉(zhuǎn)移途徑：碳的轉(zhuǎn)移途徑：碳的轉(zhuǎn)移途徑：光能光能中活躍中活躍的化學(xué)能的化學(xué)能(CH2O)中中穩(wěn)定穩(wěn)定的化學(xué)能的化學(xué)能CO2C3（CH2O）1、根據(jù)獲取有機(jī)物的方式不同，可以將生物分、根據(jù)獲取有機(jī)物的方式不同，可以將生物分為：為：自養(yǎng)生物自養(yǎng)生物異養(yǎng)生物異養(yǎng)生物:動(dòng)物、真菌、大多數(shù)細(xì)菌動(dòng)物、真菌、大多數(shù)細(xì)菌光能自養(yǎng)生物光能自養(yǎng)生物化能自養(yǎng)生物化能自養(yǎng)生物（綠色植物）（綠色植物）（硝化細(xì)菌等）（硝化細(xì)菌等）（三）、（三）、化能合成作用化能合成作用2 2、概念：能夠、概念：能夠利用體外環(huán)境中的某些利用體外環(huán)境中的某些無機(jī)物氧化時(shí)無機(jī)物氧化時(shí)所

14、釋放的能量所釋放的能量來制造有機(jī)物的合成作用來制造有機(jī)物的合成作用 。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2NH2NH3 3+3O+3O2 2 2HNO 2HNO2 2+2H+2H2 2O+O+能量能量硝化細(xì)菌硝化細(xì)菌2HNO2HNO2 2+O+O2 2 2HNO 2HNO3 3+ +能量能量硝化細(xì)菌硝化細(xì)菌 CO CO2 2+H+H2 2O O （CHCH2 2O O）+ O+ O2 2能量能量氨氧化釋放的化學(xué)能氨氧化釋放的化學(xué)能 俗話說：俗話說：“萬物生長靠太陽萬物生長靠太陽”，為，為什么這么說呢？我們來看一組數(shù)據(jù)：什么這么說呢？我們

15、來看一組數(shù)據(jù)：地球表面上的綠色植物每年大約制造地球表面上的綠色植物每年大約制造4400億噸有機(jī)物；億噸有機(jī)物；地球表面上的綠色植物每年儲(chǔ)存的能量地球表面上的綠色植物每年儲(chǔ)存的能量約為約為7111018kJ，這個(gè)數(shù)字大約相當(dāng)，這個(gè)數(shù)字大約相當(dāng)于于240000個(gè)三門峽水電站所發(fā)出的電力。個(gè)三門峽水電站所發(fā)出的電力?？粗@些還處在貧困線下的孩子，看著這些期盼獲得更多食物的孩子，你是否覺得，我們今天將要學(xué)習(xí)的知識(shí)，對解決這些問題會(huì)有幫助呢？光照強(qiáng)度光合作用強(qiáng)度（1）、光照強(qiáng)度）、光照強(qiáng)度（2）、光的波長（光質(zhì)）、光的波長（光質(zhì)）1、光照、光照延長光照時(shí)間、合理密植、套種等措施都可以增延長光照時(shí)間、合理

16、密植、套種等措施都可以增加產(chǎn)量。加產(chǎn)量。光照強(qiáng)度光照強(qiáng)度合理密植合理密植（立體種植）套（立體種植）套 種種2、CO2濃度濃度2、CO2濃度濃度2、CO2濃度濃度 空氣中空氣中COCO2 2含量一般占含量一般占330mg/L330mg/L，與植物光合所需最適濃度（與植物光合所需最適濃度（1000mg/L1000mg/L）相差太遠(yuǎn)。相差太遠(yuǎn)。“溫室效應(yīng)”3、溫度、溫度4、水、水5、礦質(zhì)元素、礦質(zhì)元素直接影響：含水量的變化直接影響：含水量的變化間接影響：植物間接影響：植物“午睡午睡”現(xiàn)象現(xiàn)象有光合作用一定有呼吸作用有光合作用一定有呼吸作用有呼吸作用可以沒有光合作用有呼吸作用可以沒有光合作用(CH2O

17、)光合作用與呼吸作用的比較光合作用與呼吸作用的比較光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用原料原料CO2、H2OO2、葡萄糖等有機(jī)物、葡萄糖等有機(jī)物產(chǎn)物產(chǎn)物O2、糖類（葡萄糖）等有、糖類（葡萄糖）等有機(jī)物機(jī)物CO2、H2O等等能量能量轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換貯藏能量的過程貯藏能量的過程光能光能活躍的化學(xué)能活躍的化學(xué)能穩(wěn)穩(wěn)定的化學(xué)能定的化學(xué)能釋放能量的過程釋放能量的過程穩(wěn)定的化學(xué)能穩(wěn)定的化學(xué)能活躍活躍的化學(xué)能的化學(xué)能發(fā)生發(fā)生部位部位有葉綠體的細(xì)胞（葉綠體）有葉綠體的細(xì)胞（葉綠體）活細(xì)胞（線粒體、細(xì)活細(xì)胞（線粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）胞質(zhì)基質(zhì)）發(fā)生發(fā)生條件條件光照下才可發(fā)生光照下才可發(fā)生光下、暗處都可發(fā)生光下、暗處都可發(fā)生光合作

18、用的總反應(yīng)式：光合作用的總反應(yīng)式：COCO2 2H H2 2O O （CHCH2 2O)O)（糖類等有機(jī)物）（糖類等有機(jī)物）O O2 2有氧呼吸的總反應(yīng)式：有氧呼吸的總反應(yīng)式：C C6 6H H1212O O6 66O6O2 26H6H2 2O 6COO 6CO2 212H12H2 2O+O+能量能量反映呼吸速率的指標(biāo)反映呼吸速率的指標(biāo):O2吸收量、吸收量、CO2釋放量釋放量 有機(jī)物的消耗量有機(jī)物的消耗量CO2O2CO2酶酶光能光能葉綠體葉綠體光合量有光合量有“總光和總光和”和和“凈光合凈光合”之分之分總光合速率總光合速率：是指植物在光下實(shí)際把：是指植物在光下實(shí)際把CO2轉(zhuǎn)化成有機(jī)物的量，即轉(zhuǎn)

19、化成有機(jī)物的量，即從外界吸收和自身呼吸釋放從外界吸收和自身呼吸釋放CO2的總量。的總量。（1）、總光合速率（真正光合速率、實(shí)際光合速率）、總光合速率（真正光合速率、實(shí)際光合速率）葉綠體消耗的葉綠體消耗的CO2總量總量葉綠體產(chǎn)生的葉綠體產(chǎn)生的O2總量總量植物植物(葉綠體葉綠體)制造的有機(jī)物量制造的有機(jī)物量凈光合速率凈光合速率：不算呼吸作用放出的：不算呼吸作用放出的CO2量，只算從外界吸收的量，只算從外界吸收的CO2量，即是在光下測定從外界環(huán)境吸收的量，即是在光下測定從外界環(huán)境吸收的CO2量。量。（2）、凈光合速率（表觀光合速率）、凈光合速率（表觀光合速率）植物從外界吸收植物從外界吸收CO2量或?qū)?/p>

20、驗(yàn)容器內(nèi)量或?qū)嶒?yàn)容器內(nèi)CO2的減少量的減少量植物釋放到外界的植物釋放到外界的O2量或?qū)嶒?yàn)容器內(nèi)量或?qū)嶒?yàn)容器內(nèi)O2的增加量的增加量植物有機(jī)物積累量或植物重量增加量或產(chǎn)量植物有機(jī)物積累量或植物重量增加量或產(chǎn)量CO2CO2吸收O2O2消耗產(chǎn)生釋放產(chǎn)生消耗總光合速率總光合速率呼吸速率呼吸速率=凈光合速率凈光合速率光合制造光合制造呼吸消耗呼吸消耗=有機(jī)物的積累有機(jī)物的積累CO2O2CO2黑暗黑暗 只有呼吸作用只有呼吸作用 光合作用停止光合作用停止能測得呼吸速率（溫度不變，呼吸速率不變）能測得呼吸速率（溫度不變，呼吸速率不變）一天中植物的四種生理狀況：一天中植物的四種生理狀況：CO2O2CO2O2吸收吸收釋放釋放產(chǎn)生產(chǎn)生產(chǎn)生產(chǎn)生消耗消耗消耗消耗光照較弱光照較弱 呼吸作用呼吸作用光合作用光合作用O2CO2 光合作用光合作用=呼吸作用呼吸作用與外界環(huán)境沒有氣體交換與外界環(huán)境沒有氣體交換CO2CO2吸收吸收O2O2消耗消耗產(chǎn)生產(chǎn)生釋放釋放產(chǎn)生產(chǎn)生消耗消耗光照較強(qiáng)光照較強(qiáng) 光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用有有機(jī)物的積累，植物能生長有有