能量之源光和光合作用課件

1、第 4 節(jié) 能量之源光和光合作用1、提取色素稱取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 (防止色素被破壞)與10ml無水乙醇（提取色素）。在研缽中快速研磨。用單層尼龍布將研磨液進(jìn)行過濾。2、制備濾紙條 3、畫濾液細(xì)線4、紙上層析層析液液面培養(yǎng)皿濾液細(xì)線濾紙條上有幾條不同顏色的色帶？其排序怎樣？寬窄如何？這說明了什么？(藍(lán)綠色)(黃綠色)(橙黃色)(黃色)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）擴(kuò)散速度含量溶解度最快較快較慢最慢最少較少最多較多最高較高較低最低葉綠素由C、H、O、N、Mg構(gòu)成葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜葉綠素a和葉綠素b主

2、要吸收藍(lán)紫光和紅光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光。紅光有利于糖類的合成，藍(lán)光有利于蛋白質(zhì)、脂肪的合成?；Ｍ饽?nèi)膜基質(zhì)類囊體(有色素和酶)(內(nèi)囊體堆疊，含有酶)雙層膜；類囊體堆疊成基粒增大膜面積；基質(zhì)中也有酶，還有少量的DNA和RNA內(nèi)囊體薄膜上含有吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能的色素葉綠體存在于葉肉細(xì)胞、莖幼嫩組織、保衛(wèi)細(xì)胞使用：水綿好氧細(xì)菌水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察恩格爾曼實(shí)驗(yàn)1880年，(美）資料分析：葉綠體的功能沒有空氣黑暗 極 細(xì) 光 束 完 全 光 照氧氣是葉綠體釋放出來的。葉綠體是光合作用的場(chǎng)所。光合作用需要光能結(jié)論:恩吉爾曼實(shí)驗(yàn)1、為什么水綿是合適的實(shí)驗(yàn)材料？2、他是如何控制實(shí)

3、驗(yàn)條件的？水綿具有細(xì)而長(zhǎng)的葉綠體，便于觀察A、選用黑暗、無空氣的環(huán)境：排除環(huán)境中光線和氧氣的影響B(tài)、選用極細(xì)的光束，并用好氧細(xì)菌檢測(cè)，準(zhǔn)確判斷釋放O2的部位討論：此實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)上有什么巧妙之處？分以下幾個(gè)問題：C、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。1.英國的普利斯特利的意義和不足之處分別是？2.荷蘭科學(xué)家英格豪斯的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是什么？德國科學(xué)家梅耶得出了什么結(jié)論？ 植物可以更新空氣，但沒有發(fā)現(xiàn)光的作用。英格豪斯：植物更新空氣需要光，并且只有綠葉才有這個(gè)功能梅耶：光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲(chǔ)存起來了。3.德國植物學(xué)家薩克斯的實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果證明了什么？光照（一半暴光，一半遮

4、光） 綠葉肌餓處理碘蒸氣處理光合作用的產(chǎn)物有淀粉的生成4.魯賓和卡門的同位素標(biāo)記法的探究實(shí)驗(yàn)過程及所證明什么問題？光合作用釋放的氧氣來自于水的分解年代科學(xué)家結(jié)論1664海爾蒙特水分是植物建造自身的原料1771普利斯特利植物可以更新空氣1779英格豪斯只有在光照下只有綠葉才可以更新空氣1845R.梅耶植物在光合作用時(shí)把光能轉(zhuǎn)變成了化學(xué)能儲(chǔ)存起來1864薩克斯綠色葉片光合作用產(chǎn)生淀粉1880恩格爾曼氧由葉綠體釋放出來。葉綠體是光合作用的場(chǎng)所。1939魯賓 卡門光合作用釋放的氧來自水。20世紀(jì)40代卡爾文光合產(chǎn)物中有機(jī)物的碳來自CO2反應(yīng)條件：反應(yīng)場(chǎng)所：反應(yīng)物：生成物：能量變化：光能等葉綠體CO2，

5、H2O有機(jī)物，O2光能化學(xué)能CO2+H2*O光能葉綠體(CH2O) +*O2光合作用總反應(yīng)式？光合作用的概念、實(shí)質(zhì) 綠色植物通過葉綠體，利用光能，把CO2和H2O轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出O2的過程。1、光合作用的概念2、光合作用的實(shí)質(zhì)合成有機(jī)物，儲(chǔ)存能量閱讀課本P100-101頁葉綠體的探索歷程并思考以下4個(gè)問題光能 ATP中活躍化學(xué)能 有機(jī)物中化學(xué)能光反應(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Pi ADPATP光反應(yīng)階段光、色素、酶、水葉綠體的類囊體薄膜上水的光解：H2O

6、H + O2光能（還原劑）ATP的合成：ADPPi 能量（光能） ATP酶H場(chǎng)所：條件：物質(zhì)變化能量變化進(jìn)入葉綠體基質(zhì)，參與暗反應(yīng)供暗反應(yīng)使用光能 ATP中活躍的化學(xué)能暗反應(yīng)階段葉綠體的基質(zhì)中CO2的固定：CO2C5 2C3酶C3的還原：ATPH 、ADP+Pi2C3 CH2O)+H2O+C5酶糖類H 、ATP、酶、CO2場(chǎng)所：條件：物質(zhì)變化能量變化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+H2OATPH ATP中活躍的化學(xué)能糖類等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能 聯(lián)系比較光反應(yīng)、暗反應(yīng)光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段條件場(chǎng)所物質(zhì)變化能量變化光、色素、酶、H2OCO2、多種酶、H、

7、ATP葉綠體類囊體薄膜上葉綠體基質(zhì)中水的光解；ATP的生成CO2的固定； C3的還原ATP中活 躍化學(xué)能光能ATP中活 躍化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能光反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ)，為暗反應(yīng)提供H和ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi。H2O2H + 1/2O2+Pi+光能ATP酶ADP水的光解：ATP的合成： 暗反應(yīng)總結(jié)光反應(yīng)12H2O + 6CO2 C6H12O6+6H2O +6O2光能葉綠體特別說明：光合作用的產(chǎn)物除糖類和氧外，還有氨基酸、脂肪等有機(jī)物總結(jié)光反應(yīng)CO2的固定：CO2 + C5 2C3酶 CO2的還原： CO2+H2O （CH2O)+O2光能葉綠體ATPH 、ADP+Pi2C3 CH2

8、O)+H2O+C5酶糖類原料和產(chǎn)物的對(duì)應(yīng)關(guān)系：（CH2O）CHOCO2CO2H2OO2H2O能量的轉(zhuǎn)移途徑碳的轉(zhuǎn)移途徑光能ATP中活躍的化學(xué)能(CH2O)中穩(wěn)定的化學(xué)能CO2C3（CH2O）自養(yǎng)生物以光、CO2、H2O等無機(jī)物為原料合成糖類等有機(jī)物，且有機(jī)物中儲(chǔ)存著由光能轉(zhuǎn)換來的能量。例如綠色植物、許多微生物。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。 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、硫細(xì)菌、Fe細(xì)菌。光能自養(yǎng)生物化能自養(yǎng)生物生長(zhǎng)時(shí)能以簡(jiǎn)單的無機(jī)物作為營養(yǎng)物質(zhì)，稱為自養(yǎng)型生物新陳代謝同化作用（把非己變成

9、自己）異化作用（把自己變成非己）自養(yǎng)型異養(yǎng)型需氧型厭氧型紅螺菌的同化作用屬于兼性營養(yǎng)型酵母菌的異化作用屬于兼性厭氧型光能自養(yǎng)型化能自養(yǎng)型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ATPHATPCO2H2O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

10、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_光H2OBACDE+PiFGCO2JHI2水H基質(zhì)用作還原劑，還原C3ATP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6.某科學(xué)家用含有14C的CO2來追蹤光合作用中的C原子，14C的轉(zhuǎn)移途徑是（ ） A、CO2 葉綠體 ATP B、CO2 葉綠素 ATP C、CO2 乙醇 糖類 D、CO2 三碳化合物 糖類D5.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；

11、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植物在光照下單位時(shí)間內(nèi)通過光合作用制造糖類的數(shù)量?？赏ㄟ^測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)原料消耗或產(chǎn)物生成的數(shù)量來定量地表示。光合作用強(qiáng)度概念影響光合作用強(qiáng)度的因素植物自身因素(植物種類、不同生長(zhǎng)階段、酶的種類和數(shù)量、葉面積指數(shù)、葉齡)環(huán)境因素：光（強(qiáng)度、光質(zhì)、時(shí)間長(zhǎng)短）、溫度、水分、CO2濃度、礦質(zhì)元素光合作用原理的應(yīng)用光合作用速率(光合速率）單位時(shí)間、單位葉面積吸收的CO2的量或放出O2的量，稱為光合作用速率，簡(jiǎn)稱為光合速率一般測(cè)定光合速率的結(jié)果實(shí)際上是光合作用減去呼吸作用的差數(shù)，稱為表觀光合速率或凈光合速率。即表觀（凈）光

12、合速率+呼吸速率=總（真正）光合速率。一般通過吸收的CO2的量或放出O2的量來測(cè)定。AB光照強(qiáng)度0吸收量mg/dm2hCO2C釋放量 CO2光合速率（強(qiáng)度）ABC點(diǎn)以及AB段、BC段各代表的意義，？A:光照強(qiáng)度為0, 只進(jìn)行細(xì)胞呼吸, 釋放的CO2量表明呼吸強(qiáng)度 B:光合作用強(qiáng)度呼吸作用強(qiáng)度,呼吸釋放的CO2全用于光合作用 C:光合強(qiáng)度最大點(diǎn)，C點(diǎn)以后限制光合作用的不再是光照強(qiáng)度（光飽和點(diǎn)）AB段:隨光照增強(qiáng),光合作用逐漸加強(qiáng),此段呼吸強(qiáng)度光合強(qiáng)度（呼吸強(qiáng)度）（光補(bǔ)償點(diǎn)）BC段:隨光照增強(qiáng),光合作用逐漸加強(qiáng),此段光合強(qiáng)度呼吸強(qiáng)度1、光照強(qiáng)度對(duì)光合速率的影響一、光一天的時(shí)間光合作用速率O光照強(qiáng)度

13、121410光合作用速率與光照強(qiáng)度、時(shí)間的關(guān)系夏天一天中日照強(qiáng)度與光合作用速率的關(guān)系2、日變化(光照時(shí)間)：一般與太陽輻射的進(jìn)程相符合。 白光 綠光綠色玻璃B哪一株植物生長(zhǎng)狀況更好? 白光 白光無色玻璃C 白光 紅光紅色玻璃A3、光質(zhì)溫室大棚一般使用無色透明玻璃最大總光合量/%總光合量?jī)艄夂狭咳~面指數(shù)呼吸量 影響光合作用的因素光照面積合理利用光能的方法1、套種、復(fù)種：延長(zhǎng)光合作用時(shí)間2、間種、合理密植：增加光合作用面積3、防止?fàn)I養(yǎng)生長(zhǎng)過強(qiáng),導(dǎo)致葉面互相遮擋,呼吸強(qiáng)于光合, 影響生殖生長(zhǎng)應(yīng)用：控制好光強(qiáng) 、光照時(shí)間措施： 大棚種植陰雨天應(yīng)補(bǔ)充光照，把光強(qiáng)控制在光飽和點(diǎn)，至少要在光補(bǔ)償點(diǎn)之上； 根

14、據(jù)陽生植物和陰生植物對(duì)光照的不同要求，控制光照強(qiáng)弱。如間作套種時(shí)農(nóng)作物的種類搭配、林帶樹種的搭配等。 通過輪作,延長(zhǎng)光合作用時(shí)間二.溫度能 AB段:(在一定范圍內(nèi))隨溫度的升高, 光合作用逐漸加強(qiáng) B點(diǎn):光合作用中酶的最適溫度BC段:酶活性降低,光合速率下降,若溫度過高,酶失活停止光合作用生活在寒帶地區(qū)的植物能否正常進(jìn)行光合作用？ 。AB段、BC段、B點(diǎn)各代表？一般植物在1035下正常進(jìn)行光合作用應(yīng)用措施：（1）大田中適時(shí)播種（2）溫室栽培植物時(shí)，冬天適當(dāng)增溫，夏天適當(dāng)降溫；白天調(diào)到最適溫度或適當(dāng)提高溫度，晚上適當(dāng)降溫以增加晝夜溫差；陰雨天白天適當(dāng)降溫，維持晝夜溫差。請(qǐng)判斷圖中曲線哪條代表的是

15、光合作用、呼吸作用？?jī)艄夂纤俾是€怎樣繪制？三、水分水分既是光合作用的原料和產(chǎn)物，又是化學(xué)反應(yīng)的媒介應(yīng)用措施：合理灌溉。植物夏季為何“午休”？ 水分 水分是植物蒸騰的對(duì)象。缺水氣孔關(guān)閉CO2進(jìn)入受阻間接影響光合作用光合作用強(qiáng)度O盛夏A 7 10 12 14 18四.CO2a:CO2飽和點(diǎn)。光合速率不再隨CO2濃度的增加而增加CO2濃度a0cd光合速率呼吸速率c:呼吸作用強(qiáng)度。只有呼吸，沒有光合作用d:CO2補(bǔ)償點(diǎn)。光合作用吸收的CO2呼吸作用釋放的CO2ad段:(在一定范圍內(nèi))光合速率隨CO2濃度的增大而加快光合速率0外界CO2濃度A BA:進(jìn)行光合作用所需最低外界CO2濃度B:CO2飽和點(diǎn)應(yīng)用：溫室栽培時(shí)適當(dāng)提高CO2的濃度（燃燒液化石油氣，使用CO2發(fā)生器)措施：多施有機(jī)肥或農(nóng)家肥 大田生產(chǎn)“正其行，通其風(fēng)”，即為提高CO2濃度、增加產(chǎn)量釋放一定量的干冰或施“碳銨” (NH4HCO3)必須指出：增加CO2可以提高光合效率，但是無限制地在全球范圍內(nèi)提高CO2濃度，會(huì)產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”CO2濃度超過一定限度，將引起原生質(zhì)體中毒或氣孔關(guān)閉，抑制光合作用。五.