1-5-4能量之源-光與光合作用.ppt

1、,第4節(jié) 能量之源光和光合作用,方法與步驟：,稱(chēng)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 (防止研磨中色素被破壞)與10ml無(wú)水乙醇。在研缽中快速研磨。將研磨液進(jìn)行過(guò)濾。,4 能量之源光與光合作用,4 能量之源光與光合作用,葉綠體色素,葉綠素,類(lèi)胡蘿卜素,葉綠素a,葉綠素b,胡蘿卜素,葉黃素,（藍(lán)綠）,（黃綠）,（橙黃）,（黃色）,主要吸收紅光和藍(lán)紫光,主要吸收藍(lán)紫光,作用：吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能的作用,（約占1/4）,（約占3/4）,葉綠體中的色素,葉綠體中的色素提取液,四種色素對(duì)光的吸收,葉綠素主要 吸收:藍(lán)紫光 紅光 類(lèi)胡蘿卜素主要 吸收:藍(lán)紫光,葉色,（出現(xiàn)

2、兩條黑色條帶）,葉綠體,光合作用的場(chǎng)所,雙層膜,含光合作用有關(guān)的酶、 色素、少量DNA和RNA,光合作用的場(chǎng)所究 竟在什么地方呢？,早在100多年前美國(guó)科學(xué)家恩格爾 曼就以水綿和好氧細(xì)菌為實(shí)驗(yàn)材 料，很好地解答了這個(gè)問(wèn)題！,葉綠體呈帶狀， 螺旋排列在細(xì)胞里。,1880年，恩格爾曼(C.Engelmann)的實(shí)驗(yàn)：,4 能量之源光與光合作用,問(wèn)題1.為什么選用黑暗并且沒(méi)有空氣的環(huán)境？,為了排除實(shí)驗(yàn)前環(huán)境中光線(xiàn)和氧的影響，確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性,問(wèn)題2為什么先用極細(xì)光束照射水綿，而后又讓水綿完全暴露在光下？,先選極細(xì)光束，用好氧細(xì)菌檢測(cè)，能準(zhǔn)確判斷水綿細(xì)胞中釋放氧的部位；而后用完全曝光的水綿與之做對(duì)照，

3、從而證明了實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是光照引起的，并且氧是由葉綠體釋放出來(lái)的。,光合作用的概念,綠色植物通過(guò)葉綠體，利用可見(jiàn)光中的光能，把二氧化碳和水合成為儲(chǔ)存能量的有機(jī)物（通常指糖類(lèi)中葡萄糖），并且釋放氧氣的過(guò)程。,光合作用過(guò)程,光反應(yīng),暗反應(yīng),劃分依據(jù):反應(yīng)過(guò)程是否需要光能,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,不需光、酶、H、ATP,葉綠體類(lèi)囊體薄膜,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

4、供ADP和Pi 。,物質(zhì)轉(zhuǎn)變,能量轉(zhuǎn)變,光合作用的實(shí)質(zhì),將無(wú)機(jī)物合成有機(jī)物,將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能,光合作用的探究歷程,1771年普利斯特利的實(shí)驗(yàn),結(jié)論：綠色植物可以更新空氣,一半曝光，一半遮光,在暗處放置幾小的葉片,1864年薩克斯的實(shí)驗(yàn),結(jié)論:綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉,返回,1939年魯賓和卡門(mén)的實(shí)驗(yàn),20世紀(jì)30年代魯賓和卡門(mén)(美國(guó)),實(shí)驗(yàn),對(duì)照,向綠色植物提供H216O、 C18O2 ,釋放的氧是16O2,光合作用釋放的氧全部來(lái)自水,向綠色植物提供H218O、C16O2 , 釋放的氧是18O2,美國(guó)卡爾文,用14C標(biāo)記14CO2，供小球藻進(jìn)行光合作用，探明了CO2中的C的去向，稱(chēng)為卡

5、爾文循環(huán)。,20世紀(jì)40年代，卡爾文(M.Calvin),卡爾文循環(huán)：CO2 C3 (CH2O),光合作用原理的應(yīng)用,影響光合作用強(qiáng)度的因素？,光照的強(qiáng)弱；光的成分； CO2的濃度，溫度的高低、必需礦物質(zhì)元素、水分等。,例：適當(dāng)提高CO2的濃度（溫室大棚），增加光照時(shí)間和光照強(qiáng)度，農(nóng)作物間距合理，選擇適當(dāng)?shù)墓庠吹取?化能合成作用：,利用環(huán)境中某些無(wú)機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來(lái)把無(wú)機(jī)合成有機(jī)物。少數(shù)的細(xì)菌，如硝化細(xì)菌。,2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量,2HNO2+O2 2HNO3+能量,舉例：,6CO2+6H2O C6H12O6+6O2,能量,4 能量之源光與光合作用,自養(yǎng)生物:,以C

6、O2和H2O（無(wú)機(jī)物）為原料合成糖類(lèi)（有機(jī)物），糖類(lèi)中儲(chǔ)存著的能量。,異養(yǎng)生物:,只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機(jī)物來(lái)維持自身的生命活動(dòng)。,所需的能量來(lái)源不同（光能、化學(xué)能）,例如人、動(dòng)物、真菌及大多數(shù)的細(xì)菌。,4 能量之源光與光合作用,影響光合作用的因素在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用,內(nèi)因：葉面積對(duì)光合作用的影響：適當(dāng)間苗、修剪避免徒長(zhǎng)，封行過(guò)早 葉齡對(duì)光合作用的影響：摘除老葉、殘葉降低呼吸消耗,延長(zhǎng)光照時(shí)間（輪作）；增大光合作用面積（間作套種、合理密植）,釋放一定量的干冰 施有機(jī)肥,用無(wú)色透明玻璃 冬季避免高溫,正其行，通其風(fēng),適時(shí)播種 植物“午休”現(xiàn)象是溫度過(guò)高,白天提高溫度 夜間降低溫度,合理灌溉,合理施

7、肥 （N、P、K、Mg對(duì)光合作用、植株生長(zhǎng)的作用）,4 能量之源光與光合作用,場(chǎng)所:,類(lèi)囊體薄膜,葉綠體基質(zhì),光反應(yīng),H2O 2 H + 1/2O2,水的光解：,ATP的形成：,暗反應(yīng),4 能量之源光與光合作用,下圖是光合作用過(guò)程圖解，請(qǐng)分析后回答下列問(wèn)題：,圖中A是_,B是_,它來(lái)自于_的分解。 圖中C是_，它被傳遞到葉綠體的_部位，用于_ 。 圖中D是_，在葉綠體中合成D所需的能量來(lái)自_ 圖中G_,F是_,J是_ 圖中的H表示_， H為I提供_,2,水,H,基質(zhì),用作還原劑，還原C3,ATP,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(lèi),原料和產(chǎn)物的對(duì)應(yīng)關(guān)系：,（

8、CH2O）,C,H,O,CO2,CO2,H2O,O2,H2O,能量的轉(zhuǎn)移途徑：,碳的轉(zhuǎn)移途徑：卡爾文循環(huán),光能,ATP中活躍的化學(xué)能,(CH2O)中穩(wěn)定的化學(xué)能,CO2,C3,（CH2O）,4 能量之源光與光合作用,光合作用的意義,“綠色工廠”,“自動(dòng)的空氣凈化器”,“巨大的能量轉(zhuǎn)換站”,從物質(zhì)轉(zhuǎn)變和能量轉(zhuǎn)變過(guò)程來(lái)看，光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。,H2O,類(lèi)囊體薄膜,酶,光反應(yīng)階段,光、色素、酶,葉綠體內(nèi)的類(lèi)囊體薄膜上,水的光解：,（還原劑）,ATP的合成：,光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能貯存在ATP中,場(chǎng)所：,條件：,能量變化,物質(zhì)變化,進(jìn)入葉綠體基質(zhì)，參與暗反應(yīng),供暗反應(yīng)使用,暗反

9、應(yīng)階段,CO2的固定：,C3的還原：,葉綠體的基質(zhì)中,H 、ATP、酶,場(chǎng)所：,條件：,能量變化,物質(zhì)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(lèi),H,實(shí)驗(yàn)：綠葉中色素的提取和分離,實(shí)驗(yàn)原理：提取(無(wú)水乙醇)、分離(層析液) 目的要求：綠葉中色素的提取和分離及色素的種類(lèi) 材料用具：新鮮的綠葉、定性濾紙等、無(wú)水乙醇等 方法步驟： 1.提取綠葉中的色素 2.制備濾紙條 3.畫(huà)濾液細(xì)線(xiàn) 4.分離綠葉中的色素 5.觀察和記錄 討論： 1.濾紙條上色帶的數(shù)目、排序、寬窄？ 2.濾紙條上的濾液細(xì)線(xiàn)，為什么不能觸及層析液？,4 能量之源光與光合作用,例1：科學(xué)家

10、用14C標(biāo)記二氧化碳，發(fā)現(xiàn)碳原子在一般植物體內(nèi)光合作用中的轉(zhuǎn)移途徑是 A二氧化碳葉綠素葡萄糖 B二氧化碳ATP葡萄糖 C二氧化碳五碳化合物葡萄糖 D二氧化碳三碳化合物葡萄糖,D,4 能量之源光與光合作用,例2：在一定時(shí)間，綠色植物在一定強(qiáng)度的_的照射下，放出的氧最多 A白光 B紅光和藍(lán)紫光 C藍(lán)紫光和綠光 D紅光和綠光,A,4 能量之源光與光合作用,例3：生長(zhǎng)旺盛的葉片，剪成5mm見(jiàn)方的小塊，抽去葉內(nèi)氣體，做下列處理，如圖，這四個(gè)處理中，沉入底部的葉片小塊最先浮起的是,A,4 能量之源光與光合作用,例4：將一株植物培養(yǎng)在H218O中并進(jìn)行光照，過(guò)一段時(shí)間后18O存在于 A光合作用生成的水中 B

11、僅在周?chē)乃魵庵?C僅在植物釋放的氧氣中 D植物釋放的氧氣和周?chē)乃魵庵?D,4 能量之源光與光合作用,例5：將置于陽(yáng)光下的盆栽植物移至黑暗處，則細(xì)胞內(nèi)三碳化合物與葡萄糖的生成量的變化是 A C3增加，葡萄糖減少 BC3與葡萄糖都減少 C C3與葡萄糖都增加 DC3突然減少，葡萄糖突然增加,A,4 能量之源光與光合作用,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AT

12、P,H,ATP,CO2,H2O,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,1、在光合作用的暗反應(yīng)過(guò)程中，沒(méi)有被消耗掉的是（ ） A、H B、C5化合物 C、ATP D、CO2,B,2、與光合作用光反應(yīng)有關(guān)的是（ ） H2O ATP ADP CO2 A. B. C. D.,A,3、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；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,4、光合作用的過(guò)程可分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段，下

13、列說(shuō)法正確的是（ ） A.葉綠體類(lèi)囊體膜上進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng) B.葉綠體類(lèi)囊體膜上進(jìn)行暗反應(yīng)，不進(jìn)行光反應(yīng) C.葉綠體基質(zhì)中可進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng) D.葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行暗反應(yīng),不進(jìn)行光反應(yīng),D,5、光合作用過(guò)程中，產(chǎn)生ADP和消耗ADP的 部位在葉綠體中依次為 ( ) 外膜 內(nèi)膜 基質(zhì) 類(lèi)囊體膜 A B C D,B,6、光合作用過(guò)程的正確順序是（） 二氧化碳的固定 氧氣的釋放 葉綠素吸收光能水的光解三碳化合物被還原 A. B. C. D. 7、在暗反應(yīng)中，固定二氧化碳的物質(zhì)是（） 三碳化合物五碳化合物 氧氣,8、在光照充足的環(huán)境里，將黑藻放入含有18O的水中，過(guò)一段時(shí)間后，分析18O放射性標(biāo)記，

14、最先（ ） A、在植物體內(nèi)的葡萄糖中發(fā)現(xiàn) B、在植物體內(nèi)的淀粉中發(fā)現(xiàn) C、在植物體內(nèi)的淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)中均可發(fā)現(xiàn) D、在植物體周?chē)目諝庵邪l(fā)現(xiàn),D,9、某科學(xué)家用含有14C的CO2來(lái)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(lèi) D、CO2 三碳化合物 糖類(lèi),D,10、在光合作用過(guò)程中，能量的轉(zhuǎn)移途徑是 A、光能 ATP 葉綠素 葡萄糖 B、光能 葉綠素 ATP 葡萄糖 C、光能 葉綠素 CO2 葡萄糖 D、光能 ATP CO2 葡萄糖,B,0,吸收CO2,10,12,2,地平線(xiàn),時(shí)間,小麥夏季某天的光和量,光

15、合作用與細(xì)胞呼吸的聯(lián)系,CO2,O2,CO2,O2,實(shí)驗(yàn)容器中O2增加量,（實(shí)測(cè)的氧氣釋放量）,實(shí)驗(yàn)容器中CO2減少量,1、植物凈光合量=總光合量呼吸量,光合作用與細(xì)胞呼吸的聯(lián)系,18O2,光合作用,呼吸作用,光合作用,用H218O灌溉，一定時(shí)間內(nèi)18O的去向？,C6H1218O6,光合作用,呼吸作用,光合作用,2、有關(guān)18O轉(zhuǎn)移的途徑：,透明 玻璃罩,O2、玻璃罩中H2O（水蒸氣）、CO2 、,C6H1218O6,結(jié)論：,含葉綠體的細(xì)胞,所有的活細(xì)胞,必須有光,有光無(wú)光均可,有機(jī)物和氧,二氧化碳和水,有機(jī)物和氧,二氧化碳和水,制造有機(jī)物,儲(chǔ)存能量,釋放能量,分解有機(jī)物,二者既相互對(duì)立,又相互_。,依存,小結(jié)：,暗處理,葉片局部遮光處理,給以光照,脫去葉綠素,漂洗、滴加碘液,觀察葉色變化,實(shí)驗(yàn)：綠葉在光下制造有機(jī)物,結(jié)論：,葉片見(jiàn)光部分產(chǎn)生了有機(jī)物淀粉,光是綠色植物制造有機(jī)物的條件,1、在我們所做的探究性實(shí)驗(yàn)中要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，一般有兩組,本實(shí)驗(yàn)只有一組,請(qǐng)問(wèn)有對(duì)照實(shí)驗(yàn)嗎？,如何驗(yàn)證光合作用的原料是二氧化碳？,自主探究：請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究光 合作用的過(guò)程中需要二氧化碳,a,b,如何驗(yàn)證光合作用的原料是水？,實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中的常用策略： 1、明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?2、設(shè)置單一變