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文檔簡(jiǎn)介
1、有些蔬菜大棚用紅色或藍(lán)色的塑料薄膜代替普通塑料薄膜,有的溫室內(nèi)懸掛發(fā)紅色或藍(lán)色的燈管。,2020/7/30,1,1.用這種方法有什么好處?不同顏色的光照對(duì)植物的光合作用會(huì)有什么影響? 2.為什么不使用綠色的塑料薄膜或補(bǔ)充綠色光源?,第4節(jié) 能量之源光與光合作用,2020/7/30,3,白化苗,韭黃,韭菜,提取和分離葉綠體中的色素,實(shí)驗(yàn)原理: 1.提?。喝~綠體中的色素都能溶解于有機(jī)溶劑中,如無(wú)水乙醇、丙酮等。所以可以用無(wú)水乙醇提取葉綠體中的色素。 2.分離:綠葉中的色素不止一種,它們都能溶解在層析液中。然而,它們?cè)趯游鲆褐械娜芙舛炔煌?。溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快;反之則慢,因而可用紙層析
2、法進(jìn)行分離。,步驟:剪碎加藥品研磨過濾,制備濾紙條:長(zhǎng)6cm 寬1cm 剪去一端的兩角 在距離剪角一端1cm處用鉛筆畫一條線,畫濾液細(xì)線:細(xì)、直、齊、色濃。 用毛細(xì)吸管,吸取少量濾液,沿著鉛筆線均勻地畫,待濾液干燥后再畫12次。,分離色素:3ml層析液,將濾紙條有濾液細(xì)線的一端朝下,略微傾斜靠著燒杯內(nèi)壁,輕輕插入層析液,用培養(yǎng)皿蓋蓋上燒杯。,濾紙上的濾液細(xì)線,不能觸及層析液,想一想,為什么?,2020/7/30,10,實(shí)驗(yàn)結(jié)果:,討論:1.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?,2020/7/30,11,綠葉中的色素有4種,可以歸納為兩類:,2020/7/30,孝義
3、市第二中學(xué)郭玉海,12,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),綠葉中的色素,分析:為什么植物春夏葉子翠綠,而深秋則葉片金黃呢?,由于葉綠素的含量大大超過類胡蘿卜素,而使類胡蘿卜素的顏色被掩蓋,只顯示出葉綠素的綠色,由于葉綠素比類胡蘿卜素易受到低溫的破壞,秋季低溫使葉綠素大量破壞,而使類胡蘿卜素的顏色顯示出來,2020/7/30,13,葉綠體中的色素提取液,葉綠素主要吸收_ 類胡蘿卜素主要吸收_,藍(lán)紫光,藍(lán)紫光、紅光,光合色素的作用:吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能,葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜,從連續(xù)光譜可以看到
4、不同波長(zhǎng)的光被吸收的情況:葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍(lán)紫光和紅光,胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光。對(duì)綠光的吸收最少。,2020/7/30,15,1817年 兩位法國(guó)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(guó)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)個(gè)更小的結(jié)構(gòu)里,后來人們稱之為葉綠體。,葉片中的葉肉細(xì)胞,綠葉,回顧,葉肉細(xì)胞 亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖,葉綠體亞顯微 結(jié)構(gòu)模式圖,葉綠體的結(jié)構(gòu),2020/7/30,18,葉綠體結(jié)構(gòu)模式圖,外膜,內(nèi)膜,基粒,基質(zhì),類囊體,色素 酶,恩格爾曼實(shí)驗(yàn),1.
5、恩格爾曼實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么?,2.恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)方法有什么巧妙之處?,3.從資料2可以得出什么推論?,氧是由葉綠體釋放出來的, 葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。,水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀,便于觀察,用好氧細(xì)菌可以確定釋放氧氣多的部位。沒有空氣的黑暗環(huán)境排除了氧氣和光的干擾。用極細(xì)的光照射,葉綠體上可分為光照多和光照少的部位,暴露在光下的實(shí)驗(yàn)再一次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果,葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。,討論:,2020/7/30,20,恩格爾曼實(shí)驗(yàn)2,他把一些好氧的并能運(yùn)動(dòng)的細(xì)菌放入盛有一條帶狀水綿的溶液中,再將棱鏡產(chǎn)生的連續(xù)的不同波長(zhǎng)的光投射到這條水綿上。,分析:這一實(shí)驗(yàn)說明了什么?,總結(jié),葉綠體是進(jìn)行
6、光合作用的場(chǎng)所,它內(nèi)部的巨大膜表面上,不僅分布著許多吸收光能的色素分子,還有許多進(jìn)行光合作用所必需的酶。,2020/7/30,22,俗話說:萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng)。為什么這樣說呢?,1.地球表面上的綠色植物每年大約 制造了4400億噸有機(jī)物!,2.地球表面上的綠色植物每年儲(chǔ)存 的能量約為7.111018KJ,這個(gè)數(shù) 字相當(dāng)于24萬(wàn)個(gè)三峽電站每年所發(fā) 出的電力。,請(qǐng)看下面的數(shù)據(jù):,光合作用,光合作用是指綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物,并且釋放出氧氣的過程。,條件,場(chǎng)所,原料,得出這一認(rèn)識(shí),科學(xué)家們用了200多年的時(shí)間,經(jīng)過無(wú)數(shù)次的實(shí)驗(yàn)。目前,對(duì)光合作用更深層次的探索
7、還在進(jìn)行?,F(xiàn)在我們就沿著科學(xué)家們探尋的足跡,去體驗(yàn)他們認(rèn)識(shí)問題的思維過程和科學(xué)探索的樂趣。,光合作用探究歷程,植物為什么會(huì)生長(zhǎng)?,古希臘亞里士多德認(rèn)為: 根吸收土壤中的養(yǎng)分, 土壤減少的重量=植物增加的重量,17世紀(jì)比利時(shí)的海爾蒙特實(shí)驗(yàn),五年后,結(jié)論:植物增重來自水分,+74.7kg,0.057kg,通過實(shí)驗(yàn),海爾蒙特推翻了亞里士多德的錯(cuò)誤觀點(diǎn),那他的實(shí)驗(yàn)結(jié)論完全正確嗎?,從柳樹生活環(huán)境的角度分析,還應(yīng)考慮什么因素?,1771年普利斯特利實(shí)驗(yàn),普利斯特利實(shí)驗(yàn),1779年,荷蘭的英格豪斯,結(jié)論:植物只有在光下只有綠葉才能更新空氣。,普利斯特利的實(shí)驗(yàn)只有在陽(yáng)光照射下才能成功,1845年,德國(guó)科學(xué)家
8、梅耶指出: 植物在進(jìn)行光合作用時(shí),把光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲(chǔ)存起來。,光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能,貯存于什么物質(zhì)中呢? 光合作用吸收CO2 ,釋放O2 ,還可能消耗了H2O ,那么最終的產(chǎn)物應(yīng)該是什么呢?,1864年,薩克斯(德)的實(shí)驗(yàn),(置于暗處幾小時(shí)) 思考:目的是什么?,為了使綠葉中原有的有機(jī)物消耗殆盡,1864年,(德)薩克斯的實(shí)驗(yàn),綠色葉片中光合作用中產(chǎn)生了淀粉,1880年,德國(guó)科學(xué)家恩格爾曼實(shí)驗(yàn),魯賓和卡門做的同位素標(biāo)記實(shí)驗(yàn),光合作用產(chǎn)生的氧氣全部來自于水,而不是來自CO2,這一實(shí)驗(yàn)證實(shí)了:,光合作用的探究到此結(jié)束了嗎?,20世紀(jì)40年代,美國(guó)的科學(xué)家卡爾文發(fā)現(xiàn)了卡爾文循環(huán),探明了二氧化碳在光合作
9、用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中碳的途徑,20世紀(jì)0年代,美國(guó)科學(xué)家卡爾文 (M.Calvin),CO2,( CH2 O)+O2,14,CO2+ H2O,14,光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物中的碳 ,是否來自CO2呢? 同位素標(biāo)記法研究,卡爾文循環(huán),1.場(chǎng)所:葉綠體,2.條件:光,3.原料:二氧化碳、水,4.產(chǎn)物:糖類 、氧氣,通過以上的研究和探索,你能說出光合作用的場(chǎng)所、條件、原料、產(chǎn)物是分別是什么嗎?,CO2 + H2 * O,(CH2O)+ * O2,你能用一個(gè)化學(xué)反應(yīng)式表示出來嗎?,光合作用的過程,劃分依據(jù):反應(yīng)過程是否需要光能,光反應(yīng),暗反應(yīng),H2O,類囊體膜,酶,進(jìn)入葉綠體基質(zhì),參與暗反應(yīng),場(chǎng)所:,葉綠體
10、內(nèi)的類囊體薄膜上,條件:,光、色素、酶,能量變化,光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中活躍的化學(xué)能,物質(zhì)變化,ATP的合成:,水的光解:,(還原劑),光反應(yīng)階段,CO2,三碳化合物 2C3,五碳化合物 C5,CO2的固定,C3的還原,葉綠體基質(zhì) 多種酶,糖類,暗反應(yīng)階段,暗反應(yīng)階段,場(chǎng)所:,葉綠體的基質(zhì)中,條件:,H 、ATP、酶,物質(zhì)變化,CO2的固定:,C3的還原:,能量變化,比較光反應(yīng)、暗反應(yīng),課堂小結(jié):,那么,每個(gè)階段具體是怎樣進(jìn)行的呢?,光合作用的實(shí)質(zhì),物質(zhì)變化:,把簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)雜的有機(jī)物,能量變化:,把光能轉(zhuǎn)變成儲(chǔ)存在有機(jī)物中的化學(xué)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
11、?夜間呢?,思考,1、光合作用發(fā)生的部位是。,搶答題,、光合作用分為和兩個(gè)階段。,、光合作用釋放氧氣來自于物質(zhì)。,、光合作用中的形成于反應(yīng)階段。,、光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供和物質(zhì)。,、光反應(yīng)階段能量變化是。,9、暗反應(yīng)階段能量變化是,10、若白天突中斷了二氧化碳的供應(yīng),則首先積累起來的物質(zhì)是。,葉綠體,、光反應(yīng)場(chǎng)所暗反應(yīng)場(chǎng)所是。,光反應(yīng),暗反應(yīng),水,光,ATP,類囊體薄膜,葉綠體基質(zhì),、二氧化碳中碳的轉(zhuǎn)移途徑是 。,五碳化合物,光反應(yīng)階段(基粒的類囊體薄膜),暗反應(yīng)階段(基質(zhì)),co2,2c3,水在光下分解,C5,ATP,ADP+Pi,酶,供能,H,供氫,O2,固 定,還 原,多種酶 參加催化,(C
12、H2O),氨基酸,脂肪,酶,光合作用過程,改變條件,某些物質(zhì)的變化 (1)若突然停止光照,其它條件正常,則 【H】、 ATP、 C3 、 C5的變化?,改變條件,某些物質(zhì)的變化 (2)若突然停止CO2的供應(yīng),其它條件正常,則【H】、ATP、 C3 、C5的變化?,改變條件,某些物質(zhì)的變化 (3)若突然降低溫度,其它條件正常,則 【H】、ATP、 C3 、C5的變化?,光合作用過程圖解,哪些外界條件會(huì)影響光合作用的進(jìn)行,光合作用原理的應(yīng)用,影響光合作用強(qiáng)度的因素?,光照的長(zhǎng)短與強(qiáng)弱;光的成分; CO2的濃度;溫度的高低、必需礦物質(zhì)元素(N、P、Mg)、水分等。,1、適當(dāng)提高CO2的濃度(溫室大棚
13、); 2、增加光照時(shí)間和光照強(qiáng)度; 3、白天適當(dāng)增加溫度,夜間適當(dāng)降低溫度; 4、農(nóng)作物間距合理,選擇適當(dāng)?shù)墓庠吹龋?5、合理施肥,提供必要的礦物質(zhì)元素; 6、合理灌溉,提供適當(dāng)水分。,增加農(nóng)作物產(chǎn)量的幾點(diǎn)做法:,能夠利用體外環(huán)境中的某些無(wú)機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來制造有機(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,化能合成作用,比較光合作用、呼吸作用,光、色素、酶、H2O和CO2,葉綠體,細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體,O2、酶、H2O、C6H12O6,無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)變成有機(jī)物,有機(jī)物氧化分解成無(wú)機(jī)物,ATP中活 躍化學(xué)能,光能,糖類等有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能,C6H12O6等有機(jī)物穩(wěn)定的化學(xué)能,A
14、TP中活 躍化學(xué)能和熱能,合成有機(jī)物,儲(chǔ)存能量,分解有機(jī)物,釋放能量,光合作用為呼吸作用提供物質(zhì)(有機(jī)物、O2); 呼吸作用為光合作用提供原料(CO2),圖中A點(diǎn)含義: ; B點(diǎn)含義: ; C點(diǎn)表示: _ ;,光照強(qiáng)度為0,只進(jìn)行呼吸作用,光合作用與呼吸作用強(qiáng)度相等,光合作用強(qiáng)度不再隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)而增強(qiáng),稱為光飽和點(diǎn),CO2濃度曲線:,條件:一定。 效應(yīng):在CO2濃度較低時(shí),隨CO2濃度升高而; 當(dāng)CO2濃度達(dá)到一定值時(shí),光合效率趨于。,溫度、光強(qiáng),【思考1】制約A點(diǎn)光合效率不再升高的因素是什么?,光照強(qiáng)度一定(不足),光反應(yīng)生成的ATP和H數(shù)量一定,限制了暗反應(yīng)(C3的還原)過程。,有關(guān)曲線分析,條件: 一定。 效應(yīng):通過影響的活性影響光合效率。 一定范圍內(nèi),隨溫度升高,光合效率先后。,CO2、光強(qiáng),溫度曲線,0,光強(qiáng)曲線,條件:濃度一定。 效應(yīng):在光強(qiáng)較低時(shí),隨光強(qiáng)升高而; 當(dāng)光強(qiáng)達(dá)到一定值時(shí),光合速率趨于。,溫度、CO2,【思考2】制約B點(diǎn)光合速率不再升高的因素是什么?,CO2濃度一定(不足),生成的C3濃度一定,ATP和H積累,制約了光反應(yīng)過程。,總光合速率,0,光強(qiáng)勒克斯,【練習(xí)】在下圖列出的14四種實(shí)驗(yàn)條件下,測(cè)定光強(qiáng)度對(duì)光合速率的影響。從實(shí)驗(yàn)可知,限制實(shí)驗(yàn)2、實(shí)驗(yàn)4和P點(diǎn)光合速率的因素分是:。,溫度、C
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