能量之源--光與光合作用.ppt

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