能量之源光与光合作用.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,*,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,*,第四节能量之源,光与光合作用,一、捕获光能的色素和结构,1,问题探讨,有些蔬菜在棚内悬挂发红色或蓝色光的灯管,并且在白天也开灯。,1,、用这种方法有什么好处？不同颜色的光照对植物的光合作用会有影响吗？,2,、为什么不使用发绿色光的灯管作补充光源？,可以提高光合作用强度。因为光合作用吸收最多的是红光和蓝紫光。,光合作用对绿光吸收最少。,光合作用需要色素去捕获光能。,2,一、实验：绿叶中色素的提取和分离,实验原理：,用,无水乙醇,/,丙酮,提取色素,用,层析液,分离色素,目的要求：,绿叶中色素的提取和分离,及色素的种类,材料用具：,新鲜的绿叶、定性滤纸等、,无水乙醇、层析液等,3,实验步骤：,1.,提取绿叶中的色素,SiO,2,：使碾磨充分,CaCO,3,：防止色素被破坏,无水乙醇：提取色素,4,2.,制备滤纸条,铅笔线,画铅笔细线,减去两角的目的：,防止滤纸条两边色素扩散速度太快，色素带不整齐,实验步骤：,5,3.,画滤液细线,实验步骤：,滤液细线的要求：,细、直,、,齐（使色素处于同一起跑线）；,重复,2,3,次（防止色素太少分离现象不明显）。,6,4.,分离绿叶中的色素,实验步骤：,层析液,培养皿,滤液细线,注意,:,滤液细线不能触到层析液,（防止色素溶解在层析液中）,烧杯要盖上培养皿、试管要塞上棉塞,（层析液易挥发且有毒）,7,捕获光能的色素,类胡萝卜素,叶绿素,胡萝卜素,叶黄素,叶绿素,a,叶绿素,b,(,占,1/4),(,占,3/4),5,、观察与记录实验结果,实验步骤：,滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？,（橙黄色）,（黄色）,（蓝绿色）,（黄绿色）,8,胡萝卜素,叶黄素,叶绿素,叶绿素,小结：,色素,色素颜色,含量,溶解度,扩散速度,吸收光能,橙黄色,黄色,蓝绿色,黄绿色,最少,较少,最多,较多,最大,较大,较小,最小,最快,较快,较慢,最慢,蓝紫光,蓝紫光,红光,9,光合色素溶液,吸收可见光，用于光合作用,2.,色素的功能：,10,色素的吸收光谱图,400 500 600 700nm,100,50,吸收光能百分比,叶绿素,类胡萝卜素,可 见 光 区,叶绿素：吸收蓝紫光和红光,类胡萝卜素：吸收蓝紫光,11,二、叶绿体结构,外膜,内膜,类囊体,:,基质：,色素、,酶,酶、,DNA,、,RNA,基粒,叶绿体中分布着许多,吸收光能,的,分子和进行光合作用所需的,。,酶,1g,菠菜叶片中的类囊体的总面积竟达,60,m,2,左右,色素,12,第四节能量之源,光与光合作用,二、光合作用的原理和应用,13,浇灌五年,1648,年，赫尔蒙特实验,柳树增重,74.5,kg,土壤减少,0.06,kg,结论：,植物的增重主要来自,水分,讨论：,实,验有无不足之处呢？植物真的只需要水和少,量土壤中的物质就能生长吗？,回答：,没有考虑植物能从空气中得到什么,90kg,2.3kg,89.94kg,76.8kg,14,问题,1,：,植物与空气之间存在什么关系？,绿叶在光下放出的气体是,氧气,，吸收的是,二氧化碳,1771,年，普利斯特利实验,结论：光照,是植物能够更新空气的条件,1779,年，英格豪斯实验,1785,年，发现了空气的组成,15,1771,年，英国 普里斯特利,结论：,绿色植物可以,更新空气,。,但是后人重复其实验有时却得到完全相反的结论,16,1779,年 荷兰 英格豪斯,是不是光在起作用呢？,如何设计实验证明呢？,绿色植物只有在,光,下可以更新空气,17,1880,年,，德国 恩格尔曼,黑暗 无空气,极细光束照射,曝光,结论：,2.,叶绿体,是光合作用的,场所,1.,氧,是由,释放出来的（光）,1,问题,2,：,氧气在绿色植物的,什么部位,产生的呢？,叶绿体,水绵,好氧性细菌,18,水 绵,水绵是常见的,淡水藻类,每条水绵由许多个结构相同的,长筒状细胞,连接而成。,水绵很明显的特点是：,叶绿体呈螺旋式带状,，排列在细胞里。,19,结论：,光合作用产生的有机物是,淀粉,，需要光,问题,3,：,光照,下植物合成的,有机物,是什么？,1864,年，德国萨克斯,20,1864,年，德国 萨克斯,天竺葵,一片叶子,一部分,遮,光,一部分,曝,光,脱色,碘液,不变蓝,变蓝,暗处理,结论：,绿色植物在光下制造的有机物是,淀粉,21,问题,4,：,释放的,O,2,来自于,H,2,O,还是,CO,2,？,1941,：美国 鲁宾和卡门实验,方法：,同位素标记法,结论：光合作用释放的氧全部来自,水,。,22,H,2,O,C,18,O,2,H,2,18,O,CO,2,O,2,O,2,O,2,O,2,O,2,O,2,O,2,O,2,O,2,O,2,O,2,O,2,O,2,O,2,O,2,O,2,O,2,O,2,O,2,O,2,O,2,O,2,O,2,18,O,2,18,O,2,18,O,2,18,O,2,18,O,2,18,O,2,18,O,2,18,O,2,18,O,2,18,O,2,18,O,2,18,O,2,18,O,2,18,O,2,18,O,2,18,O,2,18,O,2,18,O,2,第一组,第二组,23,20,世纪：美国 卡尔文,卡尔文循环,有机物,c,o,2,C,3,问题,5,：,CO,2,中的碳如何转移到有机物中去的？,小球藻,14,CO,2,CO,2,中的碳在光合作用中,转化成有机物中的碳,24,小结：光合作用探究历程,1648,赫尔蒙特,植物的增重来自水,1771,普利斯特利,1779,英格豪斯,1845,梅耶,1864,萨克斯,1880,恩格尔曼,1939,鲁宾 卡门,20,世纪,40,年代,卡尔文,植物可以更新空气,只有在光照下植物可以更新空气,植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来,绿色叶片光合作用产生淀粉,氧由叶绿体释放出来,叶绿体是光合作用的场所,光合作用释放的氧气来自水,光合产物中有机物的碳来自,CO,2,25,CO,2,+H,2,O,光能,叶绿体,（,CH,2,O,）,+O,2,光合作用,：绿色植物通过,_,，利用,_,，把,_,和,_,转化成储存着能量的,_,，并且释放出,_,的过程。,叶绿体,有机物,水,二氧化碳,光能,氧气,光合作用化学反应式：,光能,叶绿体,CO,2,+,H,2,*,O,（,CH,2,O),+,*,O,2,26,光反应：,暗反应：,根据反应过程,是否需要光能,分为：,有光才能进行,有光、无光都能进行,27,叶绿体中,的色素,可见光,C,5,2C,3,ADP+Pi,ATP,2,H,2,O,O,2,4H,多种酶,酶,(CH,2,O),CO,2,吸收,光能,光解,固定,还原,光反应,暗反应,光合作用的过程,（类囊体薄膜）,（叶绿体基质）,空气及线粒体中,空气及线粒体中,供氢,供能,光能,ATP,中,活跃,的化学能,有机物中,稳定,的化学能,28,叶绿体中的色素,光能,H,2,O,A,C,D,CO,2,多种酶 催化,F,H,E,B,29,叶绿体中的色素,光能,H,2,O,O,2,H,ATP,ADP+Pi,CO,2,多种酶 催化,C,5,(CH,2,O),2C,3,30,光反应阶段,暗反应阶段,场所,条件,物质变化,能量变化,联系,叶绿体基粒类囊体薄膜上,叶绿体基质中,光、色素、酶,有光无光均能进行，,多种酶,水的光解、,ATP,的合成,CO,2,的固定、,C,3,的还原,ATP,的水解,光能变成,ATP,中活跃的,化学能,ATP,中活跃的化学能变成有机物中稳定的化学能,光反应为暗反应提供,H,和,ATP,暗反应为光反应提供合成,ATP,的原料,ADP,和,Pi,光反应和暗反应的比较,31,增加,减少,减少或没有,减少或没有,减少,增加,增加,增加,减少,增加,增加,减少或没有,增加,减少,减少,增加,增加,减少,增加,减少,32,影响,光合作用强度,的因素？,五、光合作用原理的应用,2,、,CO,2,浓度,4,、水,1,、,光照强度,3,、,温度,5,、矿质元素,33,图中,A,点含义：,；,B,点含义：,；,C,点表示：,；,若甲曲线代表阳生植物，则乙曲线代表,植物。,光照强度为,0,，只进行呼吸作用,光合作用与呼吸作用强度相等,光合作用强度不再随光照强度增强而增强,阴生,1,、光照强度,B,：光补偿点,C,：光饱和点,轮作,延长光合作用时间,间种、合理密植,增加光合作用面积,应用：,适当增加光照强度,34,净,净光合速率（表观光合速率）：植物在单位时间内,O,2,的释放量,、,CO,2,的吸收量,、,有机物的积累量,真正光合速率（实际光合速率）：植物在单位时间内,O,2,的产生量,、,CO,2,的固定量,、,有机物的制造量,呼吸速率（黑暗中测量）：植物在单位时间内,O,2,的吸收量,、,CO,2,的释放量,、,有机物的消耗量,真正光合速率,=,净光合速率,+,呼吸速率,35,光合作用效率与光照强度、时间的关系,一天的时间,O,12,13,11,10,15,14,光照强度,C,光合作用效率,C,点：,温度过高，气孔关闭，影响了,CO,2,的吸收，暗反应减弱。,36,2,、,CO,2,的浓度,应用：,大田中增加空气流动、,温室中增施有机肥,OA,段：,；,AB,段：,；,B,点以后：,。,B,二氧化碳浓度过低，无法进行光合作用,随着二氧化碳浓度增加，光合速率逐渐增强,光合速率达到最大值,（分解者将有机肥分解为二氧化碳和无机盐）,37,光合作用是在,的催化下进行的，温度直接影响,；,AB,段表示：,；,B,点表示：,；,BC,段表示：,；,酶的活性,酶,此温度条件下，光合速率最高,超过最适温度，光合速率随温度升高而下降,3,、温度,一定范围内，光合速率随温度升高而升高,应用：,增加昼夜温差，保证有机物的积累,38,N,：,光合作用相关酶及,ATP,的重要组分,P,：,类囊体膜和,ATP,的重要组分；,K,：,促进光合产物向贮藏器官运输,Mg,：,叶绿素的重要组分,5.,矿质元素,4.,水分,应用：,合理灌溉,应用：,合理施肥,直接影响：水是光合作用的原料,间接影响：缺水可导致气孔关闭，限制,CO,2,进入叶片,39,（三）化能合成作用,异养生物,(,人、动物、真菌、大部分细菌,),营养类型,自养生物,光能自养生物,(,绿色植物,),化能自养生物,利用环境中现成的有机物来维持生命活动。,以,CO,2,和,H,2,O,（无机物）为原料合成糖类（有机物），糖类中储存着的能量。,40,光合作用,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。,化能合成作用,利用环境中某些,无机物氧化时释放的能量,将,CO,2,和,H,2,O,（无机物）合成糖类（有机物）。如硝化细菌。,光能自养生物,化能自养生物,能量来源：,能量来源：,光能,化学能,41,能够利用体外环境中的,某些无机物氧化时所释放的能量,来制造有机物的合成作用,化能合成作用,例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等细菌。,2NH,3,+3O,2,2HNO,2,+2H,2,O+,能量,硝化细菌,2HNO,2,+O,2,2HNO,3,+,能量,硝化细菌,6CO,2,+12H,2,O C,6,H,12,O,6,+6O,2,+6H,2,O,能量,酶,42,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,无机物转变成有机物,有机物氧化分解成无机物,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,）,43,