能量之源--光與光合作用.ppt

1、有些蔬菜大棚用紅色或藍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？不同顏色的光照對植物的光合作用會有什么影響？ 2.為什么不使用綠色的塑料薄膜或補充綠色光源？,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,實驗原理： 1.提?。喝~綠體中的色素都能溶解于有機溶劑中，如無水乙醇、丙酮等。所以可以用無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，它們在層析液中的溶解度不同。溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快；反之則慢，因而可用紙層析

2、法進行分離。,步驟：剪碎加藥品研磨過濾,制備濾紙條：長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,畫濾液細線：細、直、齊、色濃。 用毛細吸管，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。,濾紙上的濾液細線，不能觸及層析液,想一想，為什么？,2020/7/30,10,實驗結果：,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_,藍紫光,藍紫光、紅光,光合色素的作用：吸收、傳遞、轉化光能,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、不同波長的光被吸收的情況：葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍紫光和紅光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光。對綠光的吸收最少。,2020/7/30,15,1817年 兩位法國科學家首次從植物中分離出葉綠素，當時并不清楚葉綠素在植物細胞中的分布情況。 1865年 德國植物學家薩克斯研究葉綠素在光合作用中的功能時，發(fā)現(xiàn)葉綠素并非普遍分布在植物的整個細胞中，而是集中在一個個更小的結構里，后來人們稱之為葉綠體。,葉片中的葉肉細胞,綠葉,回顧,葉肉細胞 亞顯微結構模式圖,葉綠體亞顯微 結構模式圖,葉綠體的結構,2020/7/30,18,葉綠體結構模式圖,外膜,內(nèi)膜,基粒,基質,類囊體,色素 酶,恩格爾曼實驗,1.

5、恩格爾曼實驗的結論是什么？,2.恩格爾曼的實驗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行光合作用的場所。,水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察，用好氧細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，暴露在光下的實驗再一次驗證實驗結果,葉綠體是進行光合作用的場所。,討論：,2020/7/30,20,恩格爾曼實驗2,他把一些好氧的并能運動的細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)的不同波長的光投射到這條水綿上。,分析：這一實驗說明了什么？,總結,葉綠體是進行

6、光合作用的場所，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，還有許多進行光合作用所必需的酶。,2020/7/30,22,俗話說：萬物生長靠太陽。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4400億噸有機物！,2.地球表面上的綠色植物每年儲存 的能量約為7.111018KJ，這個數(shù) 字相當于24萬個三峽電站每年所發(fā) 出的電力。,請看下面的數(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，把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。,條件,場所,原料,得出這一認識，科學家們用了200多年的時間，經(jīng)過無數(shù)次的實驗。目前，對光合作用更深層次的探索

7、還在進行?，F(xiàn)在我們就沿著科學家們探尋的足跡，去體驗他們認識問題的思維過程和科學探索的樂趣。,光合作用探究歷程,植物為什么會生長？,古希臘亞里士多德認為： 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世紀比利時的海爾蒙特實驗,五年后,結論：植物增重來自水分,+74.7kg,0.057kg,通過實驗，海爾蒙特推翻了亞里士多德的錯誤觀點，那他的實驗結論完全正確嗎？,從柳樹生活環(huán)境的角度分析，還應考慮什么因素？,1771年普利斯特利實驗,普利斯特利實驗,1779年，荷蘭的英格豪斯,結論：植物只有在光下只有綠葉才能更新空氣。,普利斯特利的實驗只有在陽光照射下才能成功,1845年，德國科學家

8、梅耶指出： 植物在進行光合作用時，把光能轉換成化學能儲存起來。,光能轉換成化學能，貯存于什么物質中呢？ 光合作用吸收CO2 ，釋放O2 ，還可能消耗了H2O ，那么最終的產(chǎn)物應該是什么呢？,1864年，薩克斯(德)的實驗,（置于暗處幾小時） 思考：目的是什么？,為了使綠葉中原有的有機物消耗殆盡,1864年，（德）薩克斯的實驗,綠色葉片中光合作用中產(chǎn)生了淀粉,1880年，德國科學家恩格爾曼實驗,魯賓和卡門做的同位素標記實驗,光合作用產(chǎn)生的氧氣全部來自于水，而不是來自CO2,這一實驗證實了：,光合作用的探究到此結束了嗎？,20世紀40年代，美國的科學家卡爾文發(fā)現(xiàn)了卡爾文循環(huán)，探明了二氧化碳在光合作

9、用中轉化成有機物中碳的途徑,20世紀0年代,美國科學家卡爾文 (M.Calvin),CO2,( CH2 O)+O2,14,CO2+ H2O,14,光合作用產(chǎn)生的有機物中的碳 ，是否來自CO2呢？ 同位素標記法研究,卡爾文循環(huán),1.場所：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,你能用一個化學反應式表示出來嗎?,光合作用的過程,劃分依據(jù):反應過程是否需要光能,光反應,暗反應,H2O,類囊體膜,酶,進入葉綠體基質，參與暗反應,場所：,葉綠體

10、內(nèi)的類囊體薄膜上,條件：,光、色素、酶,能量變化,光能轉變?yōu)锳TP中活躍的化學能,物質變化,ATP的合成：,水的光解：,（還原劑）,光反應階段,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 多種酶,糖類,暗反應階段,暗反應階段,場所：,葉綠體的基質中,條件：,H 、ATP、酶,物質變化,CO2的固定：,C3的還原：,能量變化,比較光反應、暗反應,課堂小結：,那么，每個階段具體是怎樣進行的呢?,光合作用的實質,物質變化：,把簡單的無機物轉變?yōu)閺碗s的有機物,能量變化：,把光能轉變成儲存在有機物中的化學能,光反應在白天可以進行嗎？夜間呢？ 暗反應在白天可以進行嗎

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階段。,、光合作用釋放氧氣來自于物質。,、光合作用中的形成于反應階段。,、光反應為暗反應提供和物質。,、光反應階段能量變化是。,9、暗反應階段能量變化是,10、若白天突中斷了二氧化碳的供應，則首先積累起來的物質是。,葉綠體,、光反應場所暗反應場所是。,光反應,暗反應,水,光,ATP,類囊體薄膜,葉綠體基質,、二氧化碳中碳的轉移途徑是 。,五碳化合物,光反應階段(基粒的類囊體薄膜),暗反應階段(基質),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，某些物質的變化 （2）若突然停止CO2的供應，其它條件正常，則【H】、ATP、 C3 、C5的變化？,改變條件，某些物質的變化 （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,哪些外界條件會影響光合作用的進行,光合作用原理的應用,影響光合作用強度的因素？,光照的長短與強弱；光的成分； CO2的濃度；溫度的高低、必需礦物質元素（N、P、Mg）、水分等。,1、適當提高CO2的濃度（溫室大棚

13、）； 2、增加光照時間和光照強度； 3、白天適當增加溫度，夜間適當降低溫度； 4、農(nóng)作物間距合理，選擇適當?shù)墓庠吹龋?5、合理施肥，提供必要的礦物質元素； 6、合理灌溉，提供適當水分。,增加農(nóng)作物產(chǎn)量的幾點做法：,能夠利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物的合成作用,例如：硝化細菌、硫細菌、鐵細菌等少數(shù)種類的細菌,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,細胞質基質、線粒體,O2、酶、H2O、C6H12O6,無機物轉變成有機物,有機物氧化分解成無機物,ATP中活 躍化學能,光能,糖類等有機物中穩(wěn)定化學能,C6H12O6等有機物穩(wěn)定的化學能,A

14、TP中活 躍化學能和熱能,合成有機物，儲存能量,分解有機物，釋放能量,光合作用為呼吸作用提供物質（有機物、O2）； 呼吸作用為光合作用提供原料（CO2）,圖中A點含義： ； B點含義： ； C點表示： _ ；,光照強度為0，只進行呼吸作用,光合作用與呼吸作用強度相等,光合作用強度不再隨光照強度增強而增強，稱為光飽和點,CO2濃度曲線：,條件：一定。 效應：在CO2濃度較低時，隨CO2濃度升高而； 當CO2濃度達到一定值時，光合效率趨于。,溫度、光強,【思考1】制約A點光合效率不再升高的因素是什么？,光照強度一定（不足），光反應生成的ATP和H數(shù)量一定，限制了暗反應（C3的還原）過程。,有關曲線分析,條件： 一定。 效應：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,溫度曲線,0,光強曲線,條件：濃度一定。 效應：在光強較低時，隨光強升高而； 當光強達到一定值時，光合速率趨于。,溫度、CO2,【思考2】制約B點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，制約了光反應過程。,總光合速率,0,光強勒克斯,【練習】在下圖列出的14四種實驗條件下，測定光強度對光合速率的影響。從實驗可知，限制實驗2、實驗4和P點光合速率的因素分是：。,溫度、C