能量之源光与光合作用.ppt

第四节 能量之源光与光合作用,对绝大大多数生物来说，活细胞所需能量的最终来源是_。,太阳能,光合作用需要色素去捕获光能。,正常苗,白化苗,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。,（1）提取绿叶的色素,原理：色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可用无水乙醇提取色素。,称取5g的绿叶，剪碎，放入研钵中。,实验 绿叶中色素的提取和分离,（二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中色素被破坏。）,少许二氧化硅和碳酸钙 再放入10mL无水乙醇,迅速、充分的研磨,将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤。,收集滤液,封口。,（2）制备滤纸条,（3）画滤液细线,要求：细、直、齐 重复23次,（4） 分离绿叶中的色素,原理：色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。,层析液不能没及滤液线, 溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢,层析液,滤液细线,捕获光能的色素,实验,绿叶中色素的提取和分离,1、提取色素的原理？ 2、分离色素的原理？ 3、二氧化硅的作用？ 4、碳酸钙的作用？,色素能溶解在有机溶剂无水乙醇,各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的则在滤纸上扩散的快。,使研磨更加充分,防止色素被破坏,捕获光能的色素,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),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）,叶绿体中的色素提取液,四种色素对光的吸收,叶绿素主要吸收_ 类胡萝卜素主要吸收_,蓝紫光,蓝紫光、红光,思考,1、树叶为什么是绿色？ 2、P97问题探讨？,这些捕捉光能的色素存在于细胞中的什么部位呢？,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，而是集中在一个个更小的结构里，称之为叶绿体。,叶绿体的结构,外膜,内膜,基粒,基质,类囊体,捕获光能的色素分布在_,类囊体的薄膜上,水绵（带状叶绿体）,衣藻（杯状叶绿体）,亚里士多德：植物的物质积累来源于土壤。,光合作用的探究历程,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,不足：没有考虑到植物能否从空气中得到什么,结论：植物可以更新空气,有人重复了普利斯特利的实验，却得到相反的结果，为什么？,1771年，英国科学家普利斯特利,结论：,植物必须在阳光照射下才能更新空气。植物体只有绿叶才能更新污浊的空气。,1779年，荷兰科学家英格豪斯做了500多次植物更新空气的实验,？,1785年，法国化学家拉瓦锡发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光照下放出的是O2，吸收的是CO2。,化学能,储存在什么物质中？,光能,1845年，德国科学家梅耶根据能量转化与守恒定律明确指出：,1864年，德国植物学家萨克斯实验,让叶片一半 曝光一半遮光,绿叶在光下能制造淀粉。光合作用的产物除氧气外还有淀粉。,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。,结论,那么光合作用的具体场所是哪儿呢？,结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。,1880年，恩格尔曼的实验,1.实验材料：水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可确定释放氧多的部位。,2.用极细的光束照射，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验。 3.没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。,恩格尔曼实验的巧妙之处？,第一组,光合作用产生的O2来自于H2O。,H218O,CO2,H2O,C18O2,第二组,18O2,O2,结论,光合作用产生的有机物又是怎样合成的？,1939年，美国科学家鲁宾和卡门实验（同位素标记法）,20世纪40年代，科学家开始用放射性同位素做实验，美国科学家卡尔文,用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C在光合作用中转化成有机物中的碳的途径，这一途径称为卡尔文循环。,概念：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。,生物：,场所：,产物：,条件：,原料：,物质变化：,能量变化：,绿色植物,叶绿体,二氧化碳和水,光,糖类和氧气,光能转化成化学能,无机物转变成有机物,光合作用总反应式：,CO2 + H2 O,（CH2O)+ O2,你能用一个化学反应式表示出来吗?,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,有光才能反应,有光、无光都能反应,H2O,类囊体膜,酶,光反应阶段,光、色素、酶、H2O,叶绿体内的类囊体薄膜上,水的光解：,（还原剂）,ATP的合成：,光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中,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,ATP,CO2,五碳化合物 C5,CO2的固定,三碳化合物 2C3,C3的还原,叶绿体基质 多种酶,糖类,卡尔文循环,暗反应阶段,CO2的固定：,C3的还原：,叶绿体的基质中,H 、ATP、多种酶、CO2,场所：,条件：,物质变化,能量变化,CO2,五碳化合物 C5,CO2的固定,三碳化合物 2C3,叶绿体基质 多种酶,糖类,H,ATP的水解：,ADPPi,酶,ATP,CO2,五碳化合物 C5,CO2的固定,三碳化合物 2C3,C3的还原,叶绿体基质 多种酶,糖类,H2O,类囊体膜,酶,光反应过程,暗反应过程,光反应 暗反应,场所,条件,物质变化,能量 变化,叶绿体类囊体薄膜上,叶绿体基质中,光、色素、酶、水,ATP、H、多种酶、 CO2,水的光解ATP的生成,CO2的固定 C3的还原 ATP的水解,光能,活跃的化学能,活跃的化学能,稳定的化学能,联系,前者为后者提供H和ATP，后者为前者提供ADP和Pi，并在多种酶的催化下利用光反应提供的物质把CO2还原成有机物,光合作用总方程式：,CO2 + H2O,（CH2O)+ O2,6CO2+12H2O,C6H12O6+6O2 +6H2O,光合作用原理的应用,影响光合作用强度的因素？,影响因素：光 温度 CO2的浓度 水 必需矿物质元素（N、Mg）,光合作用强度:简单地说，是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。,1.光：光照强弱、光的成分(光质）、日变化,光照强度,白光（复色光） 红光（单色光） 绿光（单色光）,光合作用强度,日变化,在生产上的应用：,1适当提高光照强度。 2.延长光合作用时间。 3.对温室大棚用无色透明玻璃。 4.若要降低光合作用则用有色玻璃，如用红色玻璃，则透红光吸收其他波长的光，光合能力较白光弱，但较其他单色光强。,2、温度影响酶的活性,光合作用是在 的催化下进行的，温度直接影响 ； 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,夏季温度过高导致气孔气孔关闭CO2的供应减少，从而影响光合作用强度。（植物“午休”现象）,在生产上的应用：,1.适时播种。 2.温室栽培植物时，白天适当提高温度，晚上适当降温。,3.CO2的浓度,在生产上的应用：,温室栽培植物时，适当提高室内CO2的浓度，如施放一定量的干冰或多施农家肥。,N：酶和ATP的重要组分 P：ATP的重要组分；维持叶绿体正常结构和功能 K：促进光合产物向贮藏器官运输 Mg：叶绿素的重要组分,矿质元素,在生产上的应用,合理施肥,合理灌溉 防止干旱,水分,作为光合作用的原料，缺少时光合速率会下降。,在生产上的应用,自养生物,以光为能源，以CO2和H2O（无