能量之源光与光合作用个课时

能量之源光与光合作用个课时一捕获光能的色素和结构1、捕获光能的色素色素叶绿素类胡萝卜素叶绿素a叶绿素b叶黄素胡萝卜素叶绿素主要吸收红光和蓝紫光吸收可见的太阳光类胡萝卜素主要吸收蓝紫光（蓝绿色）（黄绿色）（橙黄色）（黄色）含量约占3/4含量约占1/4第2页,共46页，2024年2月25日，星期天叶绿体的结构第3页,共46页，2024年2月25日，星期天2、捕获光能的结构—叶绿体（1）分布主要分布在绿色植物的叶肉细胞（2）形态一般呈扁平的椭球形或球形（3）结构外膜内膜（4）功能光合作用的场所基粒由两个以上的类囊体组成，含色素和酶基质含多种光合作用所必需的酶透明，有利于光线的透过第4页,共46页，2024年2月25日，星期天1880年，恩格尔曼的实验隔绝空气黑暗，用极细光束照射完全暴露在光下水绵和好氧细菌的装片第5页,共46页，2024年2月25日，星期天1.恩格尔曼实验的结论是什么？2.恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处？3.从资料2可以得出什么推论？氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。

水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察，用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位。没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。用极细的光照射，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，暴露在光下的实验再一次验证实验结果叶绿体是进行光合作用的场所。讨论：第6页,共46页，2024年2月25日，星期天

叶绿体是进行光合作用的场所，它内部巨大膜表面上，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。第7页,共46页，2024年2月25日，星期天叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱

从连续光谱可以看到不同波长的光被吸收的情况：叶绿素a和叶绿素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。对绿光的吸收最少。返回第8页,共46页，2024年2月25日，星期天光合作用的探究历程第9页,共46页，2024年2月25日，星期天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、光合作用探索历程经典实验第10页,共46页，2024年2月25日，星期天年代科学家结论17711779184518641880193920世纪40代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来自水光合产物中有机物的碳来自CO2普利斯特利英格豪斯R.梅耶萨克斯恩格尔曼鲁宾卡门卡尔文第11页,共46页，2024年2月25日，星期天3.光合作用的过程CO2+H2O*

(CH2O)+O2*总反应式:包括两个阶段:光反应暗反应叶绿体光第12页,共46页，2024年2月25日，星期天条件：光、色素、酶场所：过程水的光解：ATP的生成：叶绿体内的类囊体膜上H2O[H]+O2光、酶叶绿体中的色素ADP＋PiATP光、酶叶绿体中的色素光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中光反应阶段吸收、传递和转换光能第13页,共46页，2024年2月25日，星期天条件：不需光，需多种酶场所：叶绿体的基质中过程CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的还原：ATP中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能暗反应阶段C3+[H](CH2O)+C5酶ATPADP+Pi第14页,共46页，2024年2月25日，星期天色素分子可见光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[H]多种酶酶CH2OCO2吸收光解能固定还原酶光反应暗反应光合作用的过程第15页,共46页，2024年2月25日，星期天过程：光反应阶段和暗反应阶段的比较光反应阶段暗反应阶段进行部位条件物质变化能量变化联系类囊体的薄膜上叶绿体基质中光、色素和酶ATP、[H]、多种酶光能转换成活跃的化学能（ATP中）活跃的化学能变成稳定的化学能光反应为暗反应提供[H]和ATP暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料水的光解2H2O→4[H]+O2合成ATPADP+Pi

→ATP光酶光CO2的固定CO2+C5→2C3三碳的还原2C3→→C6H12O6酶酶ATP[H]第16页,共46页，2024年2月25日，星期天光合作用的重要意义包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定促进生物进化从物质转变和能量转变的过程来看，光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢第17页,共46页，2024年2月25日，星期天光合作用原理的应用（1）影响光合作用的因素光照、CO2、温度、水、矿质元素等（2）提高农作物光合作用强度的措施1、适当提高光照强度、延长光照时间3、适当提高CO2浓度4、适当提高温度5、适当增加植物体内的含水量6、适当增加矿质元素的含量2、合理密植第18页,共46页，2024年2月25日，星期天——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例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌化能合成作用2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量硝化细菌2HNO2+O22HNO3+能量硝化细菌6CO2+6H2O2C6H12O6+6O2能量第19页,共46页，2024年2月25日，星期天硝化细菌在生活中的应用硝化细菌放在水族箱中，可以净化水质，将高度性的氨氧化为硝酸盐，成为水草的最佳氮肥第20页,共46页，2024年2月25日，星期天提取和分离叶绿体中的色素实验原理：叶绿体中的色素都能溶解于有机溶剂中，如丙酮（酒精）等。所以可以用丙酮提取叶绿体中的色素。第21页,共46页，2024年2月25日，星期天提取和分离叶绿体中的色素实验原理：叶绿体中的四种色素在层析液中的扩散速度不同，层析液的主要成分是石油醚，石油醚是一种脂溶性很强的有机溶剂，叶绿体中的四种色素在石油醚中的溶解度不同：溶解度最高的是胡萝卜素，它随石油醚在滤纸上扩散得最快；叶黄素和叶绿素a的溶解度次之；叶绿素b的溶解度最低，扩散得最慢。这样，几分钟后，四种色素就在扩散过程中分离开来。第22页,共46页，2024年2月25日，星期天实验材料：菠菜叶片若干，石英砂，碳酸钙，丙酮，层析液，滤纸条，天平、棉花，剪刀，铅笔，直尺提取和分离叶绿体中的色素第23页,共46页，2024年2月25日，星期天绿叶中色素的提取和分离操作步骤：提取色素制备滤纸条画滤液细线分离色素观察与记录第24页,共46页，2024年2月25日，星期天方法与步骤称取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(中和细胞中的酸，防止镁从叶绿素分子中移出)与10ml无水乙醇。在研钵中快速研磨。将研磨液进行过滤。提取色素第25页,共46页，2024年2月25日，星期天制备滤纸条方法与步骤第26页,共46页，2024年2月25日，星期天画滤液细线方法与步骤第27页,共46页，2024年2月25日，星期天方法与步骤分离色素第28页,共46页，2024年2月25日，星期天方法与步骤分离色素第29页,共46页，2024年2月25日，星期天讨论：1、实验中丙酮和层析液的用途是什么？2、叶绿体中的色素有哪几种？分布情况是怎样的？提取和分离叶绿体中的色素第30页,共46页，2024年2月25日，星期天胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b叶绿体中的色素第31页,共46页，2024年2月25日，星期天提取和分离叶绿体中的色素第32页,共46页，2024年2月25日，星期天实验过程操作事项操作目的提取色素①选取新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高②研磨时加入10mL无水乙醇溶解叶片中的色素③研磨时加入少许的SiO2和CaCO3充分研磨、中和细胞中的酸，防止镁从叶绿素分子中移出④迅速、充分研磨防止丙酮挥发，充分溶解色素⑤盛放滤液的小试管管口加棉塞防止丙酮挥发和色素分子被氧化分离色素①滤纸预先干燥处理加快层析液在滤纸条上扩散②滤纸条的一端剪去两角防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快（边缘效应）③滤液线要直、细、齐使分离的色素带平整、不重叠④滤液细线干燥后重复2～3次使分离的色素带清晰、便于观察⑤滤液线不能触及层析液防止色素直接溶解到层析液中第33页,共46页，2024年2月25日，星期天胡萝卜素（橙黄色）叶绿素类胡萝卜素叶绿素a(蓝绿色)叶绿素b（黄绿色）叶黄素（黄色）3/41/4★说明色素的种类第34页,共46页，2024年2月25日，星期天普利斯特利的实验（1771，英国）第35页,共46页，2024年2月25日，星期天

植物能够更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊了的空气后来的科学实验证明，蜡烛燃烧或动物呼吸排出的二氧化碳是绿色植物光合作用的原料。而光合作用产生的氧，除了满足植物自己呼吸的需要外，还供给了动物。返回第36页,共46页，2024年2月25日，星期天1779年荷兰科学家英格豪斯把带叶的枝条放到水里；阳光下，这些叶子产生氧气。这些叶子在暗处并不产生气泡。植物更新空气需要光英格豪斯的实验证明了光合作用的条件需要光返回第37页,共46页，2024年2月25日，星期天把绿色植物放在暗处几小时，然后把一个叶片的一半曝光，另一半遮光，过一段时间后，用碘蒸汽处理叶片，发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化，曝光的那一半叶片则呈蓝色。萨克斯的实验（1864年，德国）第38页,共46页，2024年2月25日，星期天第39页,共46页，2024年2月25日，星期天1864年，（德）萨克斯的实验绿色叶片中光合作用中产生了淀粉返回第40页,共46页，2024年2月25日，星期天20世纪30年代，鲁宾和卡门（美）的同位素标记实验：结论：光合作用产生的氧气全部来自水，而不是来自CO2。返回第41页,共46页，2024年2月25日，星期天1948年，美国科学家梅尔文•卡尔文追踪了光合作用过程中二氧化碳中的碳素的变化，从而探明了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返回第42页,共46页，2024年2月25日，星期天影响光合作用的因素①光照强度真正光合速率=净光合速率+呼吸速率第43页,共46页，2024年2月25日，星期天②温度光合作用呼吸作用t吸收或释放量CO2第44页,共46页，2024年2月25日，星期天③CO2浓度b:CO2的补偿点c:CO2的饱和点

a—b:CO