河北省邯郸四中高中生物 54能量之源光与光合作用课件 新人教版必修1.ppt

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 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 不能 因为叶绿素基本上不吸收绿光 能量的最终来源于光能 光能转化为化学能被细胞所吸收的过程称为光合作用 第4节能量之源 光与光合作用 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 叶绿体中色素的提取和分离 实验 一 实验原理1 叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中 所以用无水乙醇可提取叶绿体中色素 2 色素在层析液中溶解度不同 溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得快 溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得慢 因而可用层析液将不同的色素分离 二 实验程序 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 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 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 2020 2 6 9 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 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 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 色素的吸收光谱图 叶绿素 吸收蓝紫光和红光 类胡萝卜素 吸收蓝紫光 叶绿素a和合叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光 胡萝卜素和叶红素主要吸收蓝紫光 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 问题 这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位 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 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 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o2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o2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 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 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 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o2 吸收的是co2 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 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 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o2来自co2还是h2o 结论 第一组 光合作用产生的o2来自于h2o h2180 c02 h20 c18o2 第二组 1802 02 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 光合作用的定义 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 总结光合作用的反应式 反应物 条件 场所 生成物 co2 h2o ch2o o2 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 h2o 类囊体膜 酶 光反应阶段 光 色素 酶 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 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 酶 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 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 co2的固定 c3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 色素分子 可见光 c5 2c3 adp pi atp 2h2o o2 4 h 多种酶 酶 ch2o co2 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 h2o 2 h 1 2o2 水的光解 atp的合成 暗反应 总结 原料和产物的对应关系 ch2o c h o co2 co2 h2o o2 h2o 能量的转移途径 碳的转移途径 光能 atp中活跃的化学能 ch2o 中稳定的化学能 co2 c3 ch2o 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 2 水 h 基质 用作还原剂 还原c3 atp 色素吸收的光能 光反应 h 和atp 色素 c5化合物 c3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 co2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co2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co2和h2o 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 1 叶绿体中的色素所吸收的光能 用于 和 形成的 和 提供给暗反应 2 光合作用的实质是 把 和 转变为有机物 把 转变成 贮藏在有机物中 3 在光合作用中 葡萄糖是在 中形成的 氧气是在 中形成的 atp是在 中形成的 co2是在 固定的 水的光解 形成atp h atp co2 h2o 光能 化学能 暗反应 光反应 光反应 暗反应 练一练 1 在光合作用的暗反应过程中 没有被消耗掉的是 a h b c5化合物c atpd co2 b 2 与光合作用光反应有关的是 h2o atp adp co2a b c d a 3 将植物栽培在适宜的光照 温度和充足的c02条件下 如果将环境中c02含量突然降至极低水平 此时叶肉细胞内的c3化合物 c5化合物和atp含量的变化情况依次是a 上升 下降 上升b 下降 上升 下降c 下降 上升 上升d 上升 下降 下降 c 4 光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段 下列说法正确的是 a 叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应b 叶绿体类囊体膜上进行暗反应 不进行光反应c 叶绿体基质中可进行光反应和暗反应d 叶绿体基质中进行暗反应 不进行光反应 d 5 光合作用过程中 产生adp和消耗adp的部位在叶绿体中依次为 外膜 内膜 基质 类囊体膜a b c d b 6 光合作用过程的正确顺序是 二氧化碳的固定 氧气的释放 叶绿素吸收光能 水的光解 三碳化合物被还原a b c d 7 在暗反应中 固定二氧化碳的物质是 三碳化合物 五碳化合物 氧气 8 在光照充足的环境里 将黑藻放入含有18o的水中 过一段时间后 分析18o放射性标记 最先 a