154能量之源光与光合作用.ppt

第4节能量之源 光和光合作用 tfls生物组 一 光合作用的发现 1 蜡烛易熄灭 小鼠易窒息而死 2 蜡烛不容易熄灭 3 小白鼠不易窒息而死 1 1771年普利斯特利 英国 实验 对照 小鼠与绿色植物放在玻璃罩内 点燃的蜡烛与绿色植物放在玻璃罩内 植物可以更新空气 不易窒息而死 不易熄灭 4能量之源 光与光合作用 1771年 普里斯特利 josephpriestley 1785年 才明确绿色植物在光照下释放氧气 吸收二氧化碳 1779年 英格豪斯 j ingen housz 发现 普里斯特利的实验只有在光下才能成功 植物体只有绿叶才能更新污浊的空气 植物可以更新空气 但忽略了光的作用 4能量之源 光与光合作用 1845年 德国科学家梅耶 r mayer 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 把光能转化成化学能储存起来了 1864年 萨克斯 juliusvonsachs 的实验 1864年萨克斯 德国 实验 对照 暗处 曝光 消耗营养 碘蒸气处理 呈深蓝色 绿色叶片 绿色叶片 暗处 消耗营养 遮光 碘蒸气处理 无颜色变化 绿色植物的叶片在光合作用中产生了淀粉 1880年 恩格尔曼 c engelmann 的实验 4能量之源 光与光合作用 1880年恩吉尔曼 德国 实验 对照 将水绵和好氧细菌放在无空气的黑暗环境中 细光束照射水绵 好氧细菌集中在被照叶绿体部位 将水绵和好氧细菌暴露在光下 好氧细菌集中在叶绿体所有受光部位 氧是叶绿体所释放的 叶绿体是绿色植物光合作用的场所 20世纪30年代鲁宾和卡门的同位素标记法实验 该实验证明了什么 光合作用中释放的o2全部来自h2o a b 4能量之源 光与光合作用 20世纪30年代鲁宾和卡门 美国 实验 对照 向绿色植物提供h216o c18o2 释放的氧是16o2 光合作用释放的氧全部来自水 向绿色植物提供h218o c16o2 释放的氧是18o2 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 20世纪40年代 卡尔文 m calvin 卡尔文循环 co2 c3 ch2o 光合作用的概念 绿色植物通过叶绿体 利用可见光中的光能 把二氧化碳和水合成为储存能量的有机物 通常指糖类中葡萄糖 并且释放氧气的过程 为什么春夏两季植物的叶子翠绿醉人 而深秋树叶则金黄斑斓呢 思考 这些都和光合作用的场所 叶绿体中的色素有关 二 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 4能量之源 光与光合作用 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 4能量之源 光与光合作用 4能量之源 光与光合作用 叶绿体色素 叶绿素 类胡萝卜素 叶绿素a 叶绿素b 胡萝卜素 叶黄素 蓝绿 黄绿 橙黄 黄色 主要吸收红橙光和蓝紫光 主要吸收蓝紫光 作用 吸收 传递和转化光能的作用 约占1 4 约占3 4 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 叶色 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 分布 主要存在绿色植物的叶肉细胞里以及幼嫩茎秆的皮层细胞里 功能 绿色植物进行光合作用的细胞器 色素 基粒类囊体的薄膜上酶 基粒类囊体的薄膜上和叶绿体基质中 4能量之源 光与光合作用 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 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 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 能量变化 物质变化 进入叶绿体基质 参与暗反应 供暗反应使用 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 能量变化 物质变化 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 4能量之源 光与光合作用 场所 类囊体薄膜 叶绿体基质 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 光反应 h2o 2 h 1 2o2 水的光解 atp的形成 暗反应 4能量之源 光与光合作用 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 卡尔文循环 光能 atp中活跃的化学能 ch2o 中稳定的化学能 co2 c3 ch2o 4能量之源 光与光合作用 物质转变 能量转变 光合作用的实质 将无机物合成有机物 将光能转变成化学能 光合作用的意义 绿色工厂 自动的空气净化器 巨大的能量转换站 从物质转变和能量转变过程来看 光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢 4能量之源 光与光合作用 光合作用原理在农业生产中的应用 提高光合作用强度 增加农作物产量 例如 控制光照的强弱和温度的高低 适当增加作物环境中二氧化碳的浓度 等等 影响光合作用的主要外界因素 1 光照2 co23 温度 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 影响光合作用的因素在生产实践中的应用 内因 叶面积对光合作用的影响 适当间苗 修剪避免徒长 封行过早叶龄对光合作用的影响 摘除老叶 残叶降低呼吸消耗 延长光照时间 轮作 增大光合作用面积 间作套种 合理密植 释放一定量的干冰施有机肥 用无色透明玻璃冬季避免高温 正其行 通其风 适时播种植物 午休 现象是温度过高 白天提高温度夜间降低温度 合理灌溉 合理施肥 n p k mg对光合作用 植株生长的作用 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把无机合成有机物 少数的细菌 如硝化细菌 2hno2 o22hno3 能量 硝化细菌 举例 6co2 6h2oc6h12o6 6o2 能量 4能量之源 光与光合作用 自养生物 以co2和h2o 无机物 为原料合成糖类 有机物 糖类中储存着的能量 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 所需的能量来源不同 光能 化学能 例如人 动物 真菌及大多数的细菌 4能量之源 光与光合作用 例1 科学家用14c标记二氧化碳 发现碳原子在一般植物体内光合作用中的转移途径是a 二氧化碳 叶绿素 葡萄糖b 二氧化碳 atp 葡萄糖c 二氧化碳 五碳化合物 葡萄糖d 二氧化碳 三碳化合物 葡萄糖 d 4能量之源 光与光合作用 例2 在一定时间 绿色植物在一定强度的 的照射下 放出的氧最多a 白光b 红光和蓝紫光c 蓝紫光和绿光d 红光和绿光 a 4能量之源 光与光合作用 例3 生长旺盛的叶片 剪成5mm见方的小块 抽去叶内气体 做下列处理 如图 这四个处理中 沉入底部的叶片小块最先浮起的是 a 4能量之源 光与光合作用 例4 将一株植物培养在h218o中并进行光照 过一段时间后18o存在于a 光合作用生成的水中b 仅在周围的水蒸气中c 仅在植物释放的氧气中d 植物释放的氧气和周围的水蒸气中 d 4能量之源 光与光合作用 例5 将置于阳光下的盆栽植物移至黑暗处 则细胞内三碳化合物与葡萄糖的生成量的变化是a c3增加 葡萄糖减少b c3与葡萄糖都减少c c3与葡萄糖都增加d c3突然减少 葡萄糖突然增加 a 4能量之源 光与光合作用 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 在植物体内的葡萄糖中发现b 在植物体内的淀粉中发现c 在植物体内的淀粉 脂肪 蛋白质中均可发现d 在植物体周围的空气中发现 d 9 某科学家用含有14c的co2来追踪光合作用中的c原子 14c的转移途径是 a co2叶绿体atpb co2叶绿素atpc co2乙醇糖类d co2三碳化合物糖类 d 10 在光合作用过程中 能量的转移途径是a 光能atp叶绿素葡萄糖b 光能叶绿素atp葡萄糖c 光能叶绿素co2葡萄糖d 光能atpco2葡萄糖 b 0 吸收co2 10 12 2 地平线 时间 小麦夏季某天的光和量 光合作用与细胞呼吸的联系 co2 o2 co2 o2 实验容器中o2增加量 实测的氧气释放量 实验容器中co2减少量 1 植物净光合量 总光合量 呼吸量 光合作用与细胞呼吸的联系 18o2 光合作用 呼吸作用 光合作用 用h218o灌溉 一定时间内18o的去向 c6h1218o6 光合作用 呼吸作用 光合作用 2 有关18o转移的途径 透明玻璃罩 o2 玻璃罩中h2o 水蒸气 co2 c6h1218o6 结论 含叶绿体的细胞 所有的活细胞 必须有光 有光无光均可 有机物和氧 二氧化碳和水 有机物和氧 二氧化碳和水 制造有机物 储存能量 释放能量 分解有机物 二者既相互对立 又相互 依存 小结