能量之源光与光合作用PPT课件.ppt

一 捕获光能的色素 实验 叶绿体中色素的提取和分离 实验原理 略 一 捕获光能的色素和结构 材料用具 略 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 纸层析法 5 观察和记录 2019 12 29 1 1 对实验材料的选择有何要求 提示 选择鲜嫩 颜色浓绿的新鲜叶片 以保证含有较多的色素 2 研磨时有何要求 提示 迅速 充分 避免无水乙醇挥发且加入各物质的量要成比例 3 为什么要在滤纸条一端剪去两角 提示 防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快而形成弧形色素带 实验注意事项 2019 12 29 2 4 在色素分离时 为什么不让层析液触及滤液细线 提示 避免将滤液细线中的色素分子溶解到层析液中 5 画滤液细线时有何要求 提示 用力要均匀 快慢要适中 滤液细线要细 直 齐 且干燥后重复画一两次 使滤液细线既有较多的色素 又使各色素扩散的起点相同 6 试分析分离色素时色素带颜色过浅的原因 提示 1 叶片颜色太浅 2 叶片放置时间太久 3 研磨不充分 4 未加CaCO3粉末 5 加入提取液 无水乙醇 的量太多 2019 12 29 3 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 一 捕获光能的色素和结构 一 捕获光能的色素 2019 12 29 4 分析 为什么植物春夏叶子翠绿 而深秋则叶片金黄呢 由于叶绿素的含量大大超过类胡罗卜素 而使类胡罗卜素的颜色被掩盖 只显示出叶绿素的绿色 由于叶绿素比类胡罗卜素易受到低温的破坏 秋季低温使叶绿素大量破坏 而使类胡罗卜素的颜色显示出来 2019 12 29 5 1 从色素带的宽度可推知色素含量的多少 从色素带的位置可推知色素在层析液中溶解度大小 2 在滤纸条上 相邻两条色素带间距离最宽的是胡萝卜素和叶黄素 相邻两条色素带间距离最窄的是叶绿素a和叶绿素b 两色素带间距离最大的是胡萝卜素和叶绿素b 2019 12 29 6 叶绿体中的色素提取液 三棱镜 自然光 2019 12 29 7 叶绿体中色素的吸收光谱 实验表明 叶绿素在蓝紫光 430 450nm 和红光 640 660nm 部分都有很高的吸收峰 叶绿体中的类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 430 450nm 2019 12 29 8 叶片为什么往往是绿色的呢 思考 因为叶绿素对绿光吸收最少 绿光被反射出来 所以叶片呈绿色 这些捕获光能的色素存在于叶绿体的什么部位呢 2019 12 29 9 二 捕获光能的结构 叶绿体 色素 1 形态 扁平的椭圆形或球形 2 结构 外膜 内膜 基粒 基质 叶绿体 酶 类囊体 四种色素都分布在类囊体的薄膜上 三 叶绿体的功能 进行光合作用的场所 2019 12 29 10 第四节能量之源 光与光合作用 一 捕获光能的色素和结构 二 光合作用的原理和应用 一 光合作用的探究历程 2019 12 29 11 一 光合作用的探究历程 实验1 1771年 英 普利斯特利实验实验2 1779年 荷兰 英格豪斯实验实验3 1845年 德 梅耶实验实验4 1864年 德 萨克斯实验实验5 1880年 美 恩格尔曼实验实验6 1939年 美 鲁宾和卡门实验实验7 20世纪40年代 美 卡尔文实验 2019 12 29 12 1771年普里斯特利的实验 2019 12 29 13 结论 植物可以更新因蜡烛燃烧或小鼠呼吸而变得污浊的空气 1771年普里斯特利的实验 2019 12 29 14 1779年 荷兰科学家英格豪斯的实验 结论1 普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功 结论2 植物体只有绿叶才能更新污浊的空气 2019 12 29 15 1845年 德国科学家梅耶根据能量转化与守恒定律明确指出 植物在进行光合作用时 把光能转换成化学能储存了起来 2019 12 29 16 1864年 德国植物学家萨克斯的实验 无变化 深蓝色 2019 12 29 17 1 光合作用的产物除了氧气之外还有淀粉 2 光合作用过程中需要光 结论 2019 12 29 18 1880年恩格尔曼的实验 2019 12 29 19 通过上述实验小结光合作用的反应式 2019 12 29 20 1939年鲁宾和卡门的同位素标记实验 O2 18O2 C18O2 CO2 H2O H218O 光照下的小球藻悬液 结论 光合作用过程中释放的O2全部来自于H2O A B 实验结果 A气体无放射性 B气体有放射性 2019 12 29 21 20世纪40年代美国科学家卡尔文的实验 结论 有机物中的碳来自原料中的CO2 卡尔文循环 2019 12 29 22 光合作用探索历程小结 2019 12 29 23 三 光合作用的概念 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 二 光合作用总反应式 CO2 H2O 光能 叶绿体 CH2O O2 注 CH2O 代表糖类等有机物 2019 12 29 24 2C3 H ATP 水的光解 光反应 四 光合作用的具体过程 2019 12 29 25 场所 基粒类囊体薄膜上 物质变化 光能 条件 能量转换 ATP中活跃的化学能 产物 H O2 ATP 光反应阶段 2019 12 29 26 条件 不需光 需 H CO2 ATP及多种酶 场所 叶绿体基质中 物质变化 能量转换 产物 CH2O ADP Pi 暗反应阶段 2019 12 29 27 光 色素 酶 不需光 需多种酶 基粒类囊体薄膜上 基质中 1 水的光解2 ATP的合成 1 CO2的固定2 C3的还原 O2 H ATP CH2O ADP Pi 光反应 暗反应 五 光反应和暗反应的比较 H2O ADP Pi CO2 H ATP 2019 12 29 28 2019 12 29 29 六 光合作用的实质 物质方面 能量方面 2019 12 29 30 合成 分解 1 区别项 七 光合作用与有氧呼吸的比较 2019 12 29 31 2 二者联系 2019 12 29 32 3 光合作用与有氧呼吸的计算 1 光合作用速率表示方法 通常以一定时间内CO2等原料的消耗或O2 CH2O 等产物的生成数量来表示 但由于测量时的实际情况 光合作用速率又分为表观 净 光合速率和真正 总 光合速率 2019 12 29 33 2 在有光条件下 植物同时进行光合作用和细胞呼吸 实验容器中O2增加量 CO2减少量或有机物的增加量 称为表观 净 光合速率 而植物真正 总 光合速率 表现 净 光合速率 呼吸速率 2019 12 29 34 3 呼吸速率 将植物置于黑暗中 实验容器中CO2增加量 O2减少量或有机物减少量 即表示呼吸速率 4 一昼夜有机物的积累量 用CO2量表示 可用下式表示 积累量 白天从外界吸收的CO2量 晚上呼吸释放的CO2量 2019 12 29 35 八 光合作用的单因子影响因素及应用 光照强度 1 光对光合作用的影响 2019 12 29 36 A点 AB段 B点 BC段 C点 光照强度为0时只进行细胞呼吸 释放C02量代表此时的呼吸强度 随光照强度增强 光合作用逐渐增强 C02的释放量逐渐减少 因一部分用于光合作用 光补偿点 此时细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用 即光合作用速率 细胞呼吸速率 随光照强度不断增强 光合作用不断增强 光饱和点 C点对应横坐标 光照强度达到一定值时 光合作用不再增强 光照强度 光补偿点 光饱和点 2019 12 29 37 据光照强度可制定农作物增产措施 1 间作 套作 2 夏天正午农作物遮阳 5 种植时 合理密植 4 蓝色塑料薄膜培育壮秧 在蓝紫光照射下 光合产物中蛋白质和脂肪含量较多 在红光照射下 则是糖类含量较多 因此在培育水稻秧苗时 选择蓝色的塑料薄膜有利于培育壮秧 3 温室大棚使用无色透明玻璃 应用 2019 12 29 38 过度密植减产的原因 从生理学角度看 过度密植使得植物下半部的叶片受到的光照强度过弱 小于光补偿点 使这部分叶片光合作用强度小于呼吸作用强度造成大量消耗有机物导致农作物减产 2019 12 29 39 光的性质 不同光质的光合速率大小 白光 红光 蓝紫光 绿光 例如 水域植物 藻类 水深 的垂直分布 绿藻 表层 红藻 底层 褐藻 中层 2019 12 29 40 光照面积 OA段 A点 OB段 BC段 OC段 随叶面积的不断增大 总光合产量不断增大 光合作用面积的饱和点 随叶面积的增大 光合作用不再增强 原因是有很多叶被遮挡 它们的光照强度在光补偿点以下 干物质量 即净光合产量 随光合作用增强而增加 随叶面积的不断增加 干物质量不断降低 随叶面积的不断增加 呼吸量不断增加 总光合产量 2019 12 29 41 应用 适当间苗 修剪 合理施肥 浇水 避免徒长 封行过早 会使中下层叶片所受的光照往往在光补偿点以下 这样白白消耗有机物 造成不必要的浪费 光照面积 2019 12 29 42 A B 2 CO2浓度 A点 AB段 B点 进行光合作用所需的最低CO2浓度 在一定范围内 随C02浓度的提高 植物的光合速率加快 表示光合作用强度达最大值 CO2超过该浓度 光合速率达到最大不再提高 此时B点对应的横坐标称为C02的饱和点 2019 12 29 43 2 CO2浓度 CO2补偿点 A点 当光合作用吸收的CO2量等于细胞呼吸释放的CO2量时 外界环境中的CO2浓度称为CO2补偿点 2019 12 29 44 应用 农作物增产措施 2 温室栽培 晴天适当增加CO2浓度 施有机肥 农家肥 施用NH4HCO3肥料 1 合理密植使农田通风良好 CO2发生器 2019 12 29 45 3 H2O H2O 暗反应C3还原 CH20 H NADPH 的生成 含水量 1 光合作用的原料 2 植物体内各种生化反应的介质 3 影响气孔的开闭 应用 根据作物需水规律合理灌溉 预防干旱洪涝 OA段 在一定范围内 水越充足 光合作用速率越快 2019 12 29 46 4 必需元素供应对光合速率的影响 在一定浓度范围内 增大必需元素的供应 可提高光合作用速率 但当超过一定浓度后 会因土壤溶液浓度过高而导致植物渗透失水而萎蔫 应用 根据作物的需肥规律 适时 适量地增施肥料 可提高农作物产量 2019 12 29 47 5 温度 2 温度也是影响气孔开闭的因素之一 2019 12 29 48 应用 农作物增产措施 晴天 白天适当升温 晚上适当降温以保持较高的昼夜温差 连续阴雨天 白天和晚上均降温 1 适时播种 2 温室栽培 2019 12 29 49 九 多因子对光合作用速率的影响 P点之前 Q点 限制光合速率的因素为横坐标所表示的因子 随该因子的不断加强 光合速率不断提高 横坐标所表示的因素 不再是影响光合速率的因子 若要提高光合速率 可采取适当提高图示中的其他因子的方法 2019 12 29 50 应用 温室栽培时 在一定光照强度下 白天适当提高温度 增加光合酶的活性 提高光合速率 也可同时适当充加C02 进一步提高光合速率 当温度适宜时 可适当增加光照强度和C02浓度以提高光合速率 总之 可根据具体情况 通过增加光照强度 调节温度或增加CO2浓度来充分提高光合速率 以达到增产的目的 九 多因子对光合作用速率的影响 2019 12 29 51 1 分析正常光照下的绿色植物突然停止光照后 其他条件不变 其体内的C5和C3的含量如何变化 2 分析正常光照下的绿色植物突然停止CO2的供应后 其他条件不变 其体内的C5和C3的含量如何变化 停止光照 光反应停止 H ATP C3还原受