第4节 能量之源——光与光合作用.ppt

第4节能量之源 光与光合作用 拟南芥正常植株 ac 和白化突变体 bd 拟南芥正常植株 A 和白化突变体 D 叶绿体电子显微镜照片 一 叶绿体的结构 吸收光能的色素 就分布在类囊体的薄膜上 二 捕获光能的色素 实验 绿叶中色素的提取和分离 实验原理 1 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中 2 绿叶中的色素能够溶解在层析液 而且在层析液中的溶解度不同 溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快 反之则慢 绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开 实验步骤 P98 一 色素的种类 溶解度大 扩散速度快 溶解度小 扩散速度慢 层析液 滤液细线 实验结果 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 提取绿叶中的色素 分离绿叶中的色素 有助于研磨得充分 可防止研磨中色素被破坏 在提取绿叶中色素和分离绿叶中色素中的注意事项分别有哪些 想一想 提取绿叶中色素的注意事项 1 叶片要新鲜 颜色要深绿 含有较多色素 3 研磨要迅速 充分 1 滤液细线要求细 直 齐 而且要求待滤液细线干后再画一两次 2 层析液不能没及滤纸上的滤液细线 否则色素将溶于层析液中 不能出现分离现象 2 称取绿叶的质量和加入无水乙醇的体积要适当 以保证提取液的浓度 4 滤液收集后 要及时用棉塞将试管口塞紧 以防止滤液挥发 分离绿叶中色素的注意事项 二 色素对光的吸收 为什么有些蔬菜大棚悬挂发红色或蓝色光的灯管 并且在白天也开灯 叶子为什么呈绿色 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 课堂练习 1 用纸层析法分离叶绿体中的色素时 在滤纸条上相距最远的两条色素带是 A 胡萝卜素和叶绿素aB 胡萝卜素和叶绿素bC 叶黄素和叶绿素aD 叶黄素和叶绿素b B 2 关于 绿叶中色素的提取和分离 实验的叙述 不正确的是 A 可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素B 叶绿体中的色素能够分离的原因是在层析液中的溶解度不同C 研钵中加入二氧化硅 碳酸钙和绿叶后直接用杵棒进行研磨 不用做任何处理D 滤液细线要画得细而直 从而避免色素带间的部分重叠 C 3 在日光下 植物叶片中的叶绿素 A 大量吸收绿光B 等量吸收不同波长的光C 主要吸收蓝紫光和绿光D 主要吸收蓝紫光和红光 D 二 光合作用的探究历程 一 光合作用的概念 光合作用是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 条件 光能 绿色植物 二氧化碳 水 酶 场所 叶绿体 产物 氧气 有机物 二 光合作用探究过程中的经典实验 1 海尔蒙特的柳树实验 结论 水分是植物建造自身的原料 2 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 3 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 4 1864年德国萨克斯实验 让一张叶片一半曝光一半遮光 除去叶绿素 酒精 水 滴加碘酒后 或者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 结论 绿叶在光照下制造淀粉 暗处理让植物消耗原来的有机物 进行对比 曝光的一半进行光合作用 遮光的一半不进行光合作用 光合作用的场所是哪里 是整个细胞呢 还是细胞的某个部位 5 1880年美国恩格尔曼实验 水绵具有细而长的带状叶绿体 螺旋状分布在细胞中 恩格尔曼的实验 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 返回 6 光合作用氧气来源的探究 年 7 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 三 光合作用的过程 1 光反应阶段 必须有光才能进行 在类囊体的薄膜上进行 1 水光解成氧和 H 2 ADP与Pi接受光能 形成ATP 2 暗反应阶段 有没有光都可以进行 在叶绿体的基质中进行 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 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 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 四 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 图中A点含义 B点含义 C点表示 若甲曲线代表阳生植物 则乙曲线代表植物 光照强度为0 只进行呼吸作用 光合作用与呼吸作用强度相等 称为光补偿点 光合作用强度不再随光照强度增强而增强 称为光饱和点 阴生 间作套种时农作物的种类搭配 林带树种的配置等都是这一原理的具体运用 图中A点表示 CO2浓度达到植物所需的最大值 光合速率不再上升 a 图中a点表示 表示植物进行光合作用所需CO2的最低浓度 蔬菜大棚中的二氧化碳发生器 制造二氧化碳 提高二氧化碳浓度 光合作用是在的催化下进行的 温度直接影响 B点表示 BC段表示 酶的活性 酶 此温度条件下 光合速率最高 超过最适温度 光合速率随温度升高而下降 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 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 五 化能合成作用 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 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