能量之源光与光合作用全(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,.,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,.,*,第,4,节 能量之源,光与光合作用,地球上生物,能量的最终来源：,太阳能,1,.,问题探讨,有些蔬菜大棚内悬挂发,红色或蓝色,光的灯管，并且在白天也开灯。,讨 论,1.,这种方法的好处是？不同颜色的光照对植物的光合作用会有影响吗？,2.,能否用绿光灯管来补充光源？为什么？,2,.,太阳光中有能量，我们制造出太阳能电池板可以捕获其中的能量并转化为电能。,绿色植物也能,捕获并转化太阳光中的能量,，那么，绿叶中通过什么物质或结构捕获并转化光能呢？,3,.,正常幼苗能进行光合作用制造有机养料,白化苗不能进行光合作用，无法制造有机养料,因为有能捕获光能的色素,4,.,绿叶中的色素有哪些、其颜色各怎样？为什么叶绿素呈绿色？,一、捕获光能的色素,实验：绿叶中色素的提取和分离,5,.,一、实验原理,1.叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以用,无水乙醇可提取叶绿体中色素,。,2.根据色素在层析液中溶解度不同，进而随层析液在滤纸上的扩散速度不同，可用,层析液将不同的色素分离,。,6,.,绿叶中色素的提取和分离,操作步骤：,1,、提取色素,2,、制备滤纸条,3,、画滤液细线,4,、分离色素,5,、观察与记录,实验,7,.,方法与步骤：,1.,提取色素,：称取,5g,左右的绿叶，剪碎，放入研钵中。加少许的二氧化硅（,充分研磨,）和碳酸钙,(,中和细胞中的有机酸，防止色素被破坏,),与,10ml,无水乙醇。在研钵中,快速,研磨。将研磨液进行过滤。,8,.,2.,制备滤纸条：,将干燥的定性滤纸剪成滤纸条，将滤纸条的一端,剪去两个角,，并在距这端,1cm,处用铅笔画一条细的横线。,3.,画滤液细线：,用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线。等,滤液干后再画一两次,。（,画线一定要细、直、齐,）,9,.,4.,分离绿叶中的色素：,有滤液细线的一端朝下轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口。注意：不能让滤液细线接触层析液（防止色素溶解到层析液中而得不到清晰的色素带）,10,.,实验结果：,11,.,叶绿素,类胡萝卜素,（含量约,3/4,）,（含量约,1/4,）,叶绿素,a,（蓝绿色）,叶绿素,b,（黄绿色）,胡萝卜素（橙黄色）,叶黄素（黄色）,绿叶中的色素,12,.,叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱,2,、色素对光吸收的特点,叶绿素：,主要吸收,红光和蓝紫光,类胡萝卜素：,主要吸收,蓝紫光,13,.,问题探讨,有些蔬菜大棚内悬挂发红色或蓝色光的灯管，并且在白天也开灯。,1.,这种方法的好处是？不同颜色的光,照对植物的光合作用会有影响吗？,2.,能否用绿光灯管来补充光源？为什么？,可以提高光合作用强度；不同颜色的光会影响植物的光合作用。,不能；因为叶绿素基本上不吸收绿光,14,.,叶绿素,类胡萝卜素,叶绿素,a,叶绿素,b,胡萝卜素,叶黄素,蓝绿色,黄绿色,橙黄色,黄 色,吸收蓝紫光和红光,吸收蓝紫光,一、捕获光能的色素,问题：这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位？,15,.,二、叶绿体的结构,1817,年，两位法国科学家首次从植物中分离出叶绿素，当时并不清楚叶绿素在植物细胞中的分布情况。,1865,年，德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光合作用中的功能时，发现叶绿素并非普遍分布在植物的整个细胞中，而是集中在一个更小的结构里，后来人们称之为,叶绿体,。,16,.,叶绿体结构模式图,外膜,内膜,基粒,基质,每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成。这些囊状结构称为,类囊体,。,吸收光能的四种色素就分布在,类囊体的薄膜上。,而每个基粒都含有两个以上的类囊体，多者可达,100,个以上。各基粒间通过膜状结构相连。,叶绿体内有如此多的基粒和类囊体，极大地扩大了受光面积。,17,.,资料分析：叶绿体的功能,1,装片中好氧细菌向叶绿体,被光束照射到,的部位集中。,装片中好氧细菌分布在,叶绿体所有受光部位的周围,。,氧是由叶绿体释放出来的，,叶绿体,是光合作用的场所。,2,结论：,被,光束照射到的部位叶绿体,是光合作用的场所,结论：,现象：,现象：,没有空气黑暗,极 细 光 束,完 全 光 照,18,.,结论,:,叶绿体,是进行光合作用的场所，它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的,色素分子,，还有许多进行光合作用所必需的,酶,。,没有叶绿体的生物都无法进行光合作用吗？,19,.,结论：水分是植物建造自身的原料,。,17,世纪,海尔蒙特,栽培的柳树实验：,三、光合作用的探究历程,20,.,结论：植物可以更新空气,有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结果，认为植物跟动物一样能使空气变污浊。这一结论引起人们的注意。,21,.,1779,年，荷兰的英格豪斯做了,500,多次植物更新空气的实验，结果发现：,普利斯特利的实验只有在,阳光照射,下才能成功；植物体只有绿叶才能,更新空气,。,直到,1785,年，发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的是,O,2,，,吸收的是,CO,2,。,水,二氧化碳,氧气,光,光能,化学能,储存在什么物质中？,1845,年德国梅耶,22,.,1864,年，德国植物学家萨克斯的实验：,黑暗处理,一昼夜,让一张叶片一半,曝光一半遮光,绿叶在,光,下制造,淀粉,。,用碘蒸气处理这片叶，发现曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半则没有颜色变化。,光合作用释放的,O,2,来自,CO,2,还是,H,2,O,？,结论,23,.,第一组,光合作用产生的,O,2,来自于,H,2,O,。,H,2,18,0,C0,2,H,2,0,C,18,O,2,第二组,18,0,2,0,2,1941,年美国,鲁宾和卡门,实验（同位素标记法）,结论,光合作用产生的有机物又是怎样合成的？,24,.,最后由美国科学家卡尔文利用,14,C,做试验研究：用,14,C,标记的,14,CO,2,，供小球藻进行光合作用，然后追踪检测其放射性，最终探明了,CO,2,中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径,，这一途径称为,卡尔文循环,。,在,1961,年获得诺贝尔化学奖,25,.,三、光合作用,指,绿色植物,通过,叶绿体,，利用,光能,，把,二氧化碳,和,水,转化成储存着能量的,有机物,，并且释放出,氧气,的过程。,光合作用的概念,光合作用的实质,合成有机物，储存能量,26,.,思考与讨论：,1.,光合作用的原料、产物、场所和条件是什么？其化学反应式是？,原料,CO,2,和,H,2,O,；,产物,糖类和,O,2,；,场所,叶绿体；,条件,光 酶；,光合作用的反应式是：,CO,2,+H,2,O,光能,叶绿体,（,CH,2,O,）,+O,2,27,.,1,、光合作用化学反应式：,2,、光合作用过程,光能,叶绿体,CO,2,+,H,2,*,O,（,CH,2,O),+,*,O,2,（,1,）光合作用分为哪几个阶段？分类依据是什么？,（,2,）每个阶段反应的条件、场所、物质变化、能量变化如何？,四、光合作用的过程,28,.,H,2,O,类囊体膜,酶,Pi,ADP,ATP,光反应阶段,光、色素、酶,叶绿体内的,类囊体薄膜,上,水的光解：,H,2,O H +O,2,光能,ATP,的合成：,ADP,Pi,能量（,光能,）,ATP,酶,光能,转变为活跃的,化学能,贮存在,ATP,中,H,场所：,条件：,物质变化,能量变化,进入叶绿体基质，参与暗反应,供暗反应使用,29,.,暗反应阶段,CO,2,的固定：,CO,2,C,5,2C,3,酶,C,3,的还原：,ATP,H,、,ADP+Pi,叶绿体的,基质,中,ATP,中,活跃,的,化学能,转变为,糖类,等,有机物中,稳定,的,化学能,2C,3,(CH,2,O),酶,糖类,H,、,ATP,、酶,场所：,条件：,物质变化,能量变化,CO,2,五碳化合物,C,5,CO,2,的固定,三碳化合物,2C,3,叶绿体基质,多种酶,糖类,ATP,H,30,.,色素分子,可见光,C,5,2C,3,ADP+Pi,ATP,2H,2,O,O,2,4H,多种酶,酶,(CH,2,O),CO,2,吸收,光解,能,固定,还原,酶,光反应,暗反应,光合作用总过程：,光合作用的第一阶段，必须有光才能进行,光合作用的第二阶段，有没有光都可以进行,31,.,光反应和暗反应的比较,场所,条件,物质变化,能量变化,光反应,暗反应,联系,叶绿体类囊体薄膜上,叶绿体基质中,光 色素、酶,多种酶,水的光解,ATP,的生成,CO2,的固定,C,3,的还原,光能,ATP,中活跃的化学能,ATP,中活跃的化学能有机物中稳定的化学能,1,、,光反应为暗反应准备了还原剂,H,和能量,ATP,；,2,、暗反应为光反应补充消耗掉的,ADP,和,Pi,。,32,.,原料和产物的对应关系：,（,CH,2,O,）,C,H,O,CO,2,CO,2,H,2,O,O,2,H,2,O,碳的转移途径：,光能,ATP,中,活跃,的化学能,(CH,2,O),中,稳定,的化学能,CO,2,C,3,（,CH,2,O,）,from,from,from,from,能量的转移途径：,33,.,自养生物,以,光,为能源，以,CO,2,和,H,2,O,（,无机物,）为原料合成糖类（,有机物,），糖类中储存着由光能转换来的能量。例如,绿色植物,。,1.,光能自养生物,利用环境中某些,无机物氧化时所释放的能量,来制造有机物。少数的,细菌，如硝化细菌,。,2.,化能自养生物,34,.,异养生物,只能利用环境中,现成的有机物,来维持自身的生命活动。例如,人、动物、真菌及大多数的细菌,。,35,.,光合作用,有氧呼吸,场所,条件,物质变化,能量变化,实质,联系,比较光合作用、呼吸作用,光,、色素、酶、,H,2,O,和,CO,2,叶绿体,细胞质基质、线粒体,O,2,、酶、,H,2,O,、,C,6,H,12,O,6,无机物有机物,有机物无机物,ATP,中活,跃化学能,光能,糖类等有机物中稳定化学能,C,6,H,12,O,6,等有机物稳定的化学能,ATP,中活 跃化学能和热能,合成有机物，储存能量,分解有机物，释放能量,光合作用为呼吸作用提供物质（有机物、,O,2,）；,呼吸作用为光合作用提供原料（,CO,2,）,36,.,五、光合作用原理的应用,37,.,1,、光照强度,2,、,CO,2,浓度,3,、温度,4,、水和矿质元素,影响光合速率的因素,例：适当提高,CO,2,的浓度（温室大棚），增加光照时间和光照强度，农作物间距合理，选择适当的光源等。,38,.,1,、,增加,光照时间和光照强度,；,2,、,适当,提高,CO2,的浓度（温室大棚）,；,3,、白天适当,增加,温度，夜间适当,降低,温度；,4,、合理,施肥,，提供必要的矿物质元素；,5,、合理,灌溉,，提供适当水分。,6,、农作物合理密植（间种、套种），增大光合作用面积,增加农作物产量的几点做法：,39,.,1.,叶绿体中的色素所吸收的光能，用于,_,和,_;,形成的,_,和,_,提供给暗反应。,2.,光合作用的实质是：把,_,和,_,转变为有机物，把,_,转变成,_,贮藏在有机物中。,3.,在光合作用中，葡萄糖是在,_,中形成的，氧气是在,_,中形成的，,ATP,是在,_,中形成的，,CO2,是在,_,固定的。,水的光解,形成,ATP,H,ATP,CO,2,H,2,O,光能,化学能,暗反应,光反应,光反应,暗反应,练一练,40,.,下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：,图中,A,是,_,B,是,_,它来自于,_,的分解。,图中,C,是,_,，它被传递到叶绿体的,_,部位，用于,_,_,。,图中,D,是,_,，在叶绿体中合成,D,所需的能量来自,_,图中,G_,F,是,_,J,是,_,图中的,H,表示,_,，,H,为,I,提供,_,光,H,2,O,B,A,C,D,E+Pi,F,G,CO,2,J,H,I,2,水,H,基质,用作还原剂，还原,C,3,ATP,色素吸收的光能,光反应,H,和,ATP,色素,C,5,化合物,C,3,化合物,糖类,41,.,1,、在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉的是（）,A,、,H B,、,C,5,化合物,C,、,ATP D,、,CO,2,B,2,、与光合作用光反应有关的是（）,H,2,O ATP ADP CO,2,A.B.C.D.,A,3,、将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的,C0,2,条件下。如果将环境中,C0,2,含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的,C,3,化合物、,C,5,化合物和,ATP,含量的变化情况依次是,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,42,.,4,、光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是（）,A.,叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应,B.,叶绿体类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应,C.,叶绿体基质中可进行光反应和暗反应,D.,叶绿体基质中进行暗反应,不进行光反应,D,5,、光合作用过程中，产生,ADP,和消耗,ADP,的 部位在叶绿体中依次为,(),外膜 内膜 基质 类囊体膜,A,B,C,D,B,43,.,6,、光合作用过程的正确顺序是,（）,二氧化碳的固定 氧气的释放 叶绿素吸收光能水的光解三碳化合物被还原,A.B.,C.D.,7,、在暗反应中，固定二氧化碳的物质是（）,三碳化合物五碳化合物,氧气,44,.,8,、在光照充足的环境里，将黑藻放入含有,18,O,的水中，过一段时间后，分析,18,O,放射性标记，最先（）,A,、在植物体内的葡萄糖中发现,B,、在植物体内的淀粉中发现,C,、在植物体内的淀粉、脂肪、蛋白质中均可发现,D,、在植物体周围的空气中发现,D,45,.,9,、某科学家用含有,14,C,的,CO,2,来追踪光合作用中的,C,原子，,14,C,的转移途径是（）,A,、,CO2,叶绿体,ATP,B,、,CO2,叶绿素,ATP,C,、,CO2,乙醇 糖类,D,、,CO2,三碳化合物 糖类,D,10,、在光合作用过程中，能量的转移途径是,A,、光能,ATP,叶绿素 葡萄糖,B,、光能 叶绿素,ATP,葡萄糖,C,、光能 叶绿素,CO,2,葡萄糖,D,、光能,ATP CO,2,葡萄糖,B,46,.,