《能量之源——光与光合作用》PPT课件教学文稿.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,*,能量之源,光与光合作用,有的温室内悬挂发红色或蓝色的灯管。,1.,用这种方法有什么好处？这样做对光合作用有影响吗？,2.,为什么是用红色或蓝色的呢？用绿色的可以吗？,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。,光能转化为化学能被细胞所吸收的过程称为,光合作用,。,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？,捕获光能的色素,我们知道，玉米中有时会出现白化苗。白化苗由于不能进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。可见光合作用与细胞中的色素有关。,今天，下面的这个实验，主要目的是探究绿叶中含有几种色素和学习对色素进行提取和分离的方法，并设法将这些色素分离开。,绿叶中有哪些色素呢？,叶绿体中色素的提取和分离,【,实 验,】,一、捕获光能的色素,1,绿叶中色素的提取和分离,(1),可以利用,_,提取绿叶中的色素，在研磨时还应加入少许二氧化硅和碳酸钙，其中前者有助于,_,，后者可防止研磨中,_,。,无水乙醇,色素被破坏,(2),分离的原理是利用色素在层析液中的溶解度不同，,_,的在滤纸上扩散的快，反之则慢。,(3),层析后，在滤纸条上会呈现四条色素带，它们的颜色自上而下依次是,_,、黄色、蓝绿色、黄绿色，色素带最宽的颜色呈,_,，最窄的颜色呈,_,。,溶解度高,橙黄色,橙黄色,蓝绿色,研磨充分,研磨过滤：,称取,5g,左右的鲜叶，剪碎，放入研钵中。加少许的石英砂（,充分研磨,）和碳酸钙,(,防止研磨中色素被破坏,),与,10ml,无水乙醇。在研钵中快速研磨。将研磨液进行过滤。,二、方法步骤,实验结果：,讨论,：,1.,滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽窄如何？这说明了什么？,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,最慢,黄绿色,叶绿素,b,较慢,主要吸收,红光和蓝紫光,蓝绿色,叶绿素,a,叶,绿,素,较快,黄色,叶黄素,最快,主要吸收,蓝紫光,橙黄色,胡萝卜素,类胡,萝,卜素,在滤纸上扩散速度,含量,吸收的光,颜色,色素种类,最少,较少,最多,较多,三、实验关键,1.,选材时应注意选择,鲜嫩、色浓绿,、无浆汁的叶片。如菠菜叶、棉花叶、洋槐叶等。,2.,画滤液细线时应以,细、齐、直,为标准，重复画线时必须等上次画线干燥后再进行，重复,2-3,次。,3.,层析时不要让滤液细线触及层析液,。,四、注意事项,1.,因,丙酮和层析液,都是易挥发且,有一定毒性的有机溶剂,，所以研磨要快，收集的滤液要用棉塞塞住，层析时要加盖，尽量减少有机溶剂的挥发。,2.,在研磨时要加少许,二氧化硅,，,目的是为了研磨充分，,有利于色素的提取；加少许,碳酸钙,的目的是为了,防止,研磨过程中，,叶绿体中的色素受到破坏,。,3.,分离色素时，一定不要让滤纸条上的滤液细线接触到层析液，这是因为,色素易溶解在层析液中,，导致色素带不清晰，影响实验效果。,2,、色素的吸收光谱,叶绿素溶液,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,类胡萝卜素溶液,叶绿素：吸收蓝紫光和红光,类胡萝卜素：吸收蓝紫光,叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱,叶绿素,a,和合叶绿素,b,主要吸收,蓝紫光,和,红光,，胡萝卜素和叶黄素主要吸收,蓝紫光,。,注,：因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片才呈现,绿色,。,结论：,课前讨论问题：,1.,有的温室内悬挂发红色或蓝色的灯管有什么好处？,2.,为什么是用红色或蓝色的呢？用绿色的可以吗？,问题探讨,:,1.,用这种方法可以提高光合作用强度。因为叶绿素吸收最多的是光谱中的蓝紫光和红光。不同颜色的光照对植物的光合作用会有影响。,2.,因为叶绿素对绿光吸收最少，所以不使用绿色的塑料薄膜或补充绿色光源。,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,。,3.,叶绿体,问题：这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位？,叶片中的叶肉细胞,绿叶,回顾,叶肉细胞,亚显微结构模式图,叶绿体亚显微,结构模式图,捕捉光能的色素存在于细胞中的什么部位？,极 细 光 束,黑暗中,光照下,叶绿体是植物进行光合作用的场所,光合作用需要在光下进行,光合作用中释放氧气,结论：,讨论：,恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处？,（,1,）、用水绵作实验材料，有,细而长的带状叶绿体,，螺旋状分布在细胞中，便于观察和分析研究。,（,2,）、将临时装片置于黑暗且没有空气的环境中，排除了环境中,光线和,O,2,的影响，从而确保实验能顺利进行。,（,3,）、用极细的光束照射，并且用好氧菌进行检测，能准确的判断水绵,细胞中放,O,2,部位。,（,4,）、进行黑暗（局部光照）与曝光的,对照实验,，从而明确实验结果完全是由光照引起的。,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,。,课后习题,1,从绿叶中提取色素，选取的最佳叶片应是（）,A.,肥嫩多汁的叶片,B.,革质叶片,C.,刚刚长出来的小嫩叶,D.,鲜嫩，颜色浓绿的叶片,2,、绿叶中的色素能够在滤纸上彼此分离开的原因是（）。,A.,色素提取液中的不同色素已经分层,B.,阳光的照射使各种色素能彼此分开,C.,色素在层析液中的溶解度不同,D.,丙酮使色素溶解并且彼此分离的扩散速度不同,D,C,C,3,、在绿叶中色素的提取实验中，研磨绿叶时要加 入无水乙醇，其目的是（）。,A.,防止叶绿素被破坏,B.,使叶片充分研磨,C.,使各种色素充分溶解在无水乙醇中,D.,使叶绿素溶解在无水乙醇中,4,、下列关于“绿叶中色素的提取和分离”的实验描述中，不属于实验要求的是（）。,A.,提取高等植物叶绿体中的色素,B.,用纸层析法分离色素,C.,了解各种色素的吸收光谱,D.,验证叶绿体中所含色素的种类,C,C,5,、在进行“绿叶中色素的提取和分离”的实验时，不能让层析液没及滤液细线的原因是（）,A.,滤纸条上几种色素会扩散不均匀而影响结果,B.,滤纸条上滤液细线会变粗而使色素太分散,C.,色素会溶解在层析液中而使结果不明显,D.,滤纸条上的几种色素会混合起来。,6,、提取和分离叶绿体中色素的实验中，正确的操作顺序应该是（）。,A.,进行纸层析,制取滤液,在滤纸条上画线,将实验材料研磨,B.,制取滤液,进行纸层析,在滤纸条上画线,取滤液,再画线,C.,将实验材料剪碎、研磨,在滤纸条上画线,制取滤液,进行纸层析,D.,将实验材料剪碎、研磨,制取滤液,在滤纸条上画线,进行纸层析,C,D,二、光合作用的原理和应用,1,、光合作用的概念,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。,2,、光合作用的实质,合成有机物，储存能量,光合作用的探究历程,普利斯特利的实验,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,一段时间后,一段时间后,1771,年普利斯特利实验,普利斯特利实验,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，所以有人认为植物也能使空气变污浊？,1779,年，荷兰的英格豪斯,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,。,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？,德国梅耶,1864,年，萨克斯,(,德,),的实验,（置于暗处几小时）,思考：,目的是什么？,一半遮光,一半曝光,为了使绿叶中原有的有机物消耗殆尽,1864,年，（德）萨克斯的实验,绿色叶片中光合作用中产生了淀粉,1864,年，德国萨克斯实验,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,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,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？,返回,光合作用氧气来源的探究（年）,美国卡尔文,用,14,C,标记,14,CO,2,，供小球藻进行光合作用，探明了,CO,2,中的,C,的去向，称为卡尔文循环。,年代,科学家,结论,1664,海尔蒙特,水分是植物建造自身的原料,1771,普利斯特利,植物可以更新空气,1779,英格豪斯,只有,在光照下,只有绿叶才可以更新空气,1845,R.,梅耶,植物在光合作用时,把光能转变成了化学能,储存起来,1864,萨克斯,绿色叶片光合作用,产生淀粉,1880,恩格尔曼,氧,由叶绿体释放出来。,叶绿体,是光合作用的场所。,1939,鲁宾 卡门,光合作用释放的,氧,来自,水,。,20,世纪,40,代,卡尔文,光合产物中有机物的,碳,来自,CO,2,光合作用的定义,绿色植物通过,叶绿体,，利用,光能,，把,CO,2,和,H,2,O,转化成储存能量的,有机物,，并释放出,O,2,的过程。,总结光合作用的反应式,反应物、条件、场所、生成物,CO,2,H,2,O,（,CH,2,O,）,O,2,光能,叶绿体,糖类,光合作用过程,光反应,暗反应,划分依据,:,反应过程,是否需要光能,光反应在白天可以进行吗？夜间呢？,暗反应在白天可以进行吗？夜间呢？,有光才能反应,有光、无光都能反应,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,（还原剂）,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,CO,2,五碳化合物,C,5,CO,2,的固定,三碳化合物,2C,3,C,3,的还原,叶绿体基质,多种酶,H,2,O,类囊体膜,酶,Pi,ADP,ATP,H,糖类,卡尔文循环,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,联系,比较光反应、暗反应,光反应阶段,暗反应阶段,条件,场所,物质变化,能量变化,光,、色素、酶,不需光、酶、,H,、,ATP,叶绿体,类囊体膜,叶绿体,基质,中,水的光解；,ATP,的生成,CO,2,的固定；,C,3,的还原,ATP,中活,跃化学能,光能,ATP,中活,跃化学能,有机物中稳,定化学能,光反应是暗反应的基础，为暗反应提供,H,和,ATP,，暗反应为光反应提供,ADP,和,Pi,。,CO,2,+H,2,O,（,CH,2,O,),+O,2,光能,叶绿体,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：,光反应,H,2,O 2 H+1/2O,2,+,Pi,+,光能,ATP,酶,ADP,水的光解：,ATP,的合成,：,暗反应,CO,2,的还原：,2C,3,+H (CH,2,O)+C,5,酶,ATP,CO,2,的固定,：,CO,2,+C,5,2C,3,酶,总结：,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,能量的转移途径：,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,）,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,光合作用原理的应用,影响,光合作用强度,的因素？,CO,2,的浓度，光照的长短与强弱；光的成分；温度的高低、必需矿物质元素、水分等。,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。,化能合成作用,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,。,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,。,化能合成作用,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,。,光能自养生物,化能自养生物,所需的能量来源不同（光能、化学能）,上图是在盛夏的某一晴天，一昼夜中某植物对,CO,2,的吸收和释放状况的示意图。请据图回答问题：图中,1517,段,CO,2,吸收量逐渐减少是因为,，以至光反应产生的,和,逐渐减少，从而影响了暗反应的强度，使,化合物数量减少，影响了,CO,2,固定。,光照强度逐步减弱,ATP,还原氢,五碳,例题分析,2.,下列曲线表示研究光照强度对完全培养液中培养的绿藻产生氧的影响,的实验结果。请据此回答,（,1,）在光照强度为,B,时，溶液中的,O,2,浓度基本不变，原因,_,_,（,2,）照强度为,C,时，,O,2,的释放速率近乎达到最大；当光照强度继续增大时，释放,O,2,的速率很少增加或不再增加；请解释引起这种现象的两个主要原因：,_,_,能力提升,光合作用强度与呼吸作用强度相等,受暗反应过程中酶的活性和酶的数量的限制,受,CO2,供应速度的限制,7,、将一棵重约,0.2kg,的柳树栽培在肥浴血奋战的土壤中，两年后连根挖出，称其干重大约为,11kg,，增加的这,10.8kg,主要来源于（）。,A.,土壤中的矿质元素,B.,土壤中的水,C.,大气中的氧气,D.,大气中的,CO,2,8,、在光合作用过程中，光能最初用于（）。,A.,碳和氧的化学合成,B.,氢和合成,C.,将水分解成氧和氢,D.ADP,转化为,ATP,9,、光合作用的实质是（）。,A.,把,CO,2,转换成,ATP,B.,产生化学能、储存在有机物中,C.,把光能转变成化学能，储存在,ATP,中,D.,把无机物转化成有机物，把光能转变成化学能,10,、在室温条件下，下列措施中，哪一项不利于有机物积累？（）,A.,适当增加空气温度,B.,适当增加,CO,2,的浓度,C.,适当增加光照强度,D.,延长光照时间,C,D,D,A,11,在夏季中午光照最强的情况下，绿色植物的光合作用强度略有下降。这时，叶肉细胞内的,C,3,、,C,5,、,ATP,的含量变化依次是（）。,A.,升、降、升,B.,降、升、降,C.,降、升、升,D.,升、降、降,12,、对某植析做如下处理：甲持续光照,10min,；乙光照,5s,后再置于黑暗中处理,5s,，如此连续交替进行,20min,。若其他条件不变，则在甲、乙两种情况下植株所制 造的有机物总量（）。,A.,甲多于乙,B.,甲少于乙,C.,甲和乙相等,D.,无法确定,13,、绿色植物的光合作用和硝化细菌的化能合成作用相比，不同之处在于（）。,A.,同化类型不同,B.,异化类型不同,C.,利用的能源不同,D.,利用的碳源不同,14,、由于硝化细菌的作用，土壤中的氨可以转变成植物制造何种物质的原料？（）,A.,核糖和脂肪,B.,葡萄糖和淀粉,C.,氨基酸和核苷酸,D.,脂肪酸和氨基酸,C,C,C,B,再见,