高中生物光合作用

能量之源叶绿体中的色素实验 绿叶中色素的提取和分离实验原理：提取 (无水乙醇 )、分离 (层析液 )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、无水乙醇等方法步骤：1.提取绿叶中的色素 2.制备滤纸条3.画滤液细线 4.分离绿叶中的色素5.观察和记录讨论：1.滤纸条上色带的数目、排序、宽窄？2.滤纸条上的滤液细线，为什么不能触及层析液？(三 )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 (防止酒精挥发 )。将研磨液进行过滤。功能功能 :(色素 )捕获光能的色素(含量约占含量约占 1/4)(含量约占含量约占 3/4)吸收、传递、吸收、传递、 转化转化 （少数处（少数处于于 特殊状态的叶绿素特殊状态的叶绿素 a） 光能光能，用于光合作用，用于光合作用 。滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？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1、春夏叶片为什么是绿色？而秋天树叶为什么会变黄？2、 P97问题探讨？ 有些蔬菜大棚用红色或蓝色的塑料薄膜代替普通塑料薄膜，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？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结论：氧是由 叶绿体 释放出来的， 叶绿体 是光合作用的场所。光合作用需要 光照结果：一是选用水绵用为实验材料，便于观察和分析研究；一是选用水绵用为实验材料，便于观察和分析研究；二是将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除二是将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除环境中光线和氧的影响；环境中光线和氧的影响；三是选用极细的光束照射，并且用好氧细菌进行检测，三是选用极细的光束照射，并且用好氧细菌进行检测，从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位；从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位；四是进行黑暗和曝光的对比实验，从而明确实验结果完四是进行黑暗和曝光的对比实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的。全是由光照引起的。讨论：讨论： 恩吉尔曼的实验结果是什么？得出此结论的理由是什么？恩吉尔曼的实验结果是什么？得出此结论的理由是什么？结论：结论： 氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光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。因为好氧细菌只集中在叶绿体受光部位的周围合作用的场所。因为好氧细菌只集中在叶绿体受光部位的周围。恩吉尔曼的实验在设计上的巧妙之处是：恩吉尔曼的实验在设计上的巧妙之处是：叶绿体是进行 光合作用的场所。 它内部的巨大膜表面上，分布了许多 吸收光能的色素分子，还有许多进行 光合作用的酶。 恩吉尔曼实验的结果恩吉尔曼实验的结果分析：这一巧妙的实验说明了什么？分析：这一巧妙的实验说明了什么？叶绿体中的色素对不同波长的吸收的叶绿体中的色素对不同波长的吸收的强度不同，主要吸收强度不同，主要吸收 红光红光 与与 蓝紫光蓝紫光 ，几乎不吸收几乎不吸收 绿光绿光积极思维积极思维二、光合作用的原理和应用绿色植物通过 叶绿体 ，利用 光能 ，把CO2和 H2O转化成储存能量的 有机物 ，并释放出 O2的过程。光合作用的探究历程（ P101 102）回眸光合作用的的探究历程 1771年，英国普利斯特利（ J. Priestly) 1779年，荷兰英格毫斯（ J. Ingen - housz) 1845年，德国梅耶（ R. Mayer) 1864年，德国萨克斯（ J. Von Sachs) 1939年，美国鲁宾 (S. Ruben)和卡门 (M. Kamen) 1948年，美国卡尔文（ M. Calvin)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 O2， 吸收的是 CO2。光能化学能储存在什么物质中？德国梅耶一半曝光，一半遮光在暗处放置几小的叶片 萨克斯的实验暗处理光照脱色结论 :绿色叶片在光合作用中产生了淀粉思考：该实验还能得出其他结论吗？第一组光合作用产生的 O2来自于 H2O。H2180C02H20C18O2第二组1802 02美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）光合作用产生的有机物又是怎样合成的？美国卡尔文用 14C标记 14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的 C的去向，称为卡尔文循环。CO2 H2O （ CH2O） O2光能叶绿体反应物、条件、场所、生成物糖类6CO2+12H2O C6H12O6+6O2+6H2O光能叶绿体6CO2+12H2O 光能叶绿体C6H12O6+6H2O+6O2元素来龙去脉光合作用完整反映式 (计算式 )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、无光都能反应色素分子可见光 C52C3ADP+PiATP2H2O O24H多种酶酶C6H12O6+H2OCO2吸收光解能固定还原酶光反应 暗 反应光合作用的过程问题 3： 光合作用怎样进行？表一 光合作用的过程光反应 暗反应叶绿体内囊体的薄膜上 叶绿体基质中叶绿体色素、酶、光能 酶H2O、 ADP、 Pi 、 NADP+ CO2、 C5、 ATP、 NADPHCO2+C5 2C3酶H2O e + H+ +O2酶ADP+Pi +能量 ATP酶 2 C3 C5+（ CH2O）ATP ADP+PiNADPH NADP+酶NADP+ +H+ +能量 NADPH酶光能转变为 ATP、 NADPH中的化学能ATP、 NADPH中的化学能转变为贮存在有机物中的化学能O2、 ATP、 NADPH （ CH2O）、 ADP、 Pi、 NADP、 C5ATP NADPHADP、 Pi NADP+无机物 有机物 光化学 有机物三、影响光合作三、影响光合作 用用 的环境因素及其原理的应用的环境因素及其原理的应用（一）光照（一）光照光合作用的指标是 光合作用强度（光合作用强度（ 光合速率） .光合作用强度：光合作用强度： 指植物在单位时间内通过光合作用制指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量造糖类的数量 (常以常以 CO2的吸收量来表示）的吸收量来表示）1。光照强弱：。光照强弱： 在一定光照强度范围内光合作用强度在一定光照强度范围内光合作用强度随光照强度的增强而增强。光照达到一定强度后，光随光照强度的增强而增强。光照达到一定强度后，光合作用达最大值而不再增加。合作用达最大值而不再增加。CO2吸吸收量收量CO2释释放量放量OABC光照强度光照强度阳生植物阳生植物cab . 阴生植物阴生植物光补偿点 :此时主要受光此时主要受光反应产物的限制反应产物的限制光饱和点 光补偿点 光饱和点 此时主要受此时主要受暗反应中酶的活性、暗反应中酶的活性、 CO2供应量的限制供应量的限制如果我们同时测定其呼吸速率，把它加到表观光合速率上去，则得到真正光合速率真正光合速率 =表观光合速率 +呼吸速率 应用：合理密植，阳应用：合理密植，阳 生植物和阴生植物适生植物和阴生植物适时适地种植、温室大时适地种植、温室大棚经常保持最佳透光棚经常保持最佳透光度、人工光照等。度、人工光照等。CO2吸吸收量收量CO2释释放量放量OA BC光照强度光照强度表观光合速率真正光合速率一般测定光合速率的方法都没有把叶子的呼吸作用考虑在内，所以测定的结果实际是光合作用减去呼吸作用的差数，叫做表观光合速率或净光合速率。实验探究光照强弱对光合作用强度的影响1.材料用具：打孔器，注射器， 40W台灯，烧杯，绿叶 (如菠菜叶片 )。2.方法步骤（ 1）取生长旺盛的绿叶，用直径为 1em的打孔器打出小圆形叶片 30片 (注意避开大的叶脉 )。（ 2）将小圆形叶片置于注射器内，并让注射器吸人清水，待排出注射器内残留的空气后，用手堵住注射器前端的小孔并 缓缓拉动活塞 ， 使圆形叶片内的气体逸出 。这一步骤可重复几次。（ 3）将内部气体逸出的小圆形叶片，放入 黑暗 处盛有清水的烧杯中待用。这样的 叶片因为细胞间隙充满了水，所以全都沉到水底。（ 4）取 3只小烧杯，分别倒入 20ml富含二氧化碳的清水 (事先可用口通过玻璃管向清水内吹气 )。（ 5）分别向 3只小烧杯中各放入 10片小圆形叶片，然后分别对这 3个实验装置进行强、中、弱三种光照(3盏 40W台灯分别向 3个实验装置照射，光照强弱可通过调节台灯与实验装置间的距离来决定 )。（ 6）观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量 (依次为：多、中、少 )。该实验证明光照强光合作用的强度大，光照弱光合作用的强度小。2。光的成分：。光的成分：建造温室大棚一般无色而不用绿色玻璃建造温室大棚一般无色而不用绿色玻璃 或塑或塑 料薄料薄膜。深水中绿藻、红藻和褐藻等生活在不同的水层。膜。深水中绿藻、红藻和褐藻等生活在不同的水层。光合作用中的化学反应都是在酶的催化作光合作用中的化学反应都是在酶的催化作用下完成，而温度直接影响酶的活性。所以不同用下完成，而温度直接影响酶的活性。所以不同植物都有一个最适光合作用温度。植物都有一个最适光合作用温度。 50 以上光合以上光合作用停止。作用停止。3。光照时间：光照时间越长，光合作用合成的有机物。光照时间：光照时间越长，光合作用合成的有机物越多。越多。应用：应用： 通过轮作提高复种指数，延长全年内单位面积通过轮作提高复种指数，延长全年内单位面积上绿色植物的光合作用时间，以提高产量。上绿色植物的光合作用时间，以提高产量。0 10 20 30 40 50 温度温度光光合合速速率率。 CBA应用：应用： 适当增大昼夜温差。适当增大昼夜温差。白天调控光合作用的最适白天调控光合作用的最适温度，提高光合作用强度，温度，提高光合作用强度，增加有机物的合成。晚上增加有机物的合成。晚上适当降低温度，以降低细适当降低温度，以降低细胞呼胞呼 吸，减少有机物消耗，吸，减少有机物消耗， 保证植物有机物的积累。增施有机肥，以提高土壤温度。保证植物有机物的积累。增施有机肥，以提高土壤温度。（二）温度：（二）温度：是光合作用的原料。主要影响暗反应过程。是光合作用的原料。主要影响暗反应过程。 一般一般来说，在一定的范围内，植物光合作用的强度随来说，在一定的范围内，植物光合作用的强度随CO2浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度就不再增加或增加很少，这时的合作用强度就不再增加或增加很少，这时的 CO2浓度称为浓度称为 CO2的饱和点。的饱和点。 原因是受光反应的产物原因是