苏教版必修1 细胞呼吸 课件（47张）.ppt

第3节能量之源 光合作用 光合作用和细胞呼吸 俗话说 万物生长靠太阳 为什么这样说呢 地球表面上的绿色植物每年大约制造了4 0 1012 5 0 1012t有机物 地球表面上的绿色植物每年储存的能量约为7 11 1018kj 这个数字相当于24万个三峡电站每年所发出的电力 一 光合作用的探究之谜 植物为什么会生长 公元前3世纪 古希腊亚里士多德认为 根吸收土壤中的养分 土壤减少的重量 植物增加的重量 1 海尔蒙特的实验 1648年 小柳树 干土 2 3kg 90 9kg 雨水浇灌5年 76 7kg 90 843kg 该试验说明了什么 结论 植物增重来自水分 通过实验 海尔蒙特推翻了亚里士多德的错误观点 那他的实验结论完全正确吗 从柳树生活环境的角度分析 还应考虑什么因素 光 空气 2 1771年 英国的科学家普利斯特利实验 结论 绿色植物具有更新空气的能力 3 扬 英根豪斯的实验 1779年 只有在光下植物才能更新空气植物体只有绿叶在光下才能更新空气 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 植物究竟更新了空气中的什么成分 二氧化碳 氧气 光 co2 h2o o2 在这个过程中 光能又哪里去了呢 德国科学家梅耶 r mayer 1845年根据能量转换和守恒定律明确指出 光能化学能 光能转化为化学能 贮存在什么化合物中呢 4 萨克斯的实验 1864年 结论 光合作用的产物除了氧气外还有淀粉 水绵 水绵是水绵属 学名 spirogyra 绿藻的总称 又名石衣 水衣 水苔 石发 陟厘 侧梨 水青苔 是一种普遍生活在淡水里的真核多细胞藻类 因体内含有1 16条带状 螺旋形的叶绿体 所以呈现绿色 世界上大概有超过400种水绵 它们的宽度大概在10 100 m之间 长度最长可达数厘米 5 恩吉尔曼实验 1880年 结论 光合作用可以释放氧气场所 叶绿体光合作用需要光能 1 为什么选用水绵做为实验材料 2 实验一为什么要在黑暗且没有空气的环境中进行 3 为什么先用极细光束照射水绵 而后又让水绵完全暴露在光下的目的是 4 本实验还有什么巧妙之处 水绵的叶绿体呈螺旋式带状 便于观察 排除氧气和光的干扰 在叶绿体上形成光照多和光照少的部位 相当于一组对比实验 与在黑暗处形成对照 再次验证实验结果 用好氧细菌可以确定释放氧气的多少 6 鲁宾 卡门实验 1940年 结论 光合作用中释放的氧气来自于h2o 而不是来自co2 7 卡尔文循环 20世纪40年代 美国的科学家卡尔文用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 古代 古希腊 亚里士多德 土壤减少的重量等于植物增加的重量 1648 比利时 海尔蒙特 植物增重来自水 1771年 英国 普利斯特利 植物可以更新空气 1779年 荷兰 英格豪斯 植物只有在光下绿色部分可以更新空气 1785年 由于发现了空气的组成 绿叶在光下放出氧气 1864年 德国 萨克斯 光合作用能产生淀粉 美国 1880年 恩格尔曼 在光下叶绿体放出氧气 1939年 美国 鲁宾和卡门 氧气来自于水 1940年 美国 卡尔文 co2的碳转化成有机物中的碳 光合作用 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 场所 原料 产物 基粒 囊状结构的薄膜是绿色的 3 9 2020 20 1 下列标号各代表 2 在 上分布有光合作用所需的和 在 中也分布有光合作用所需的 基质 酶 外膜 内膜 类囊体膜 基粒 色素 酶 6 类囊体 基粒 1 实验 绿叶中色素的提取和分离原理 叶绿体中的色素可以溶解在无水乙醇中 可以用来提取色素 色素在层析液中的溶解度不同 在滤纸上的扩散速度有差别 可以用来分离色素 二 光合色素 步骤 剪碎 加药品 研磨 过滤 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 叶绿素 类胡萝卜素 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 占1 4 占3 4 色素分子式 叶绿素a c55h72o5n4mg 叶绿素b c55h70o6n4mg 胡萝卜素 c40h56 叶黄素 c40h56o2 2 色素的功能 太阳光 叶绿素a 与光合作用有关的光只是可见光 波长范围在380nm 760nm之间 当太阳光通过三棱镜后 白光分为红 橙 黄 绿 青 蓝 紫七色连续光谱 就是太阳的连续光谱 叶绿体中的色素主要吸收红橙光和蓝紫光 relativeabsorbtance waverlength nm 类胡萝卜素的吸收蓝紫光 叶绿素 类胡萝卜素 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 占1 4 占3 4 叶绿素主要吸收 类胡萝卜素主要吸收 蓝紫光 蓝紫光 红橙光 捕获光能的色素分布在 叶绿体类囊体的薄膜上 三 光合作用过程 h20 c02 02 光合作用 ch20 n 为能源物质 几乎不含能量 叶绿体中的色素 供氢 酶 供能 还原 多种酶参加催化 ch2o 蛋白质脂肪 adp pi 酶 atp 2c3 c5 固定 co2 h2o 水在光下裂解 光反应 暗反应 体验成功 方框内应该填什么 h2o o2 h 在类囊体的薄膜上进行 在叶绿体的基质中进行 光反应与暗反应的区别和联系 需色素 光 酶 需多种酶催化 atp和 h 叶绿体类囊体的薄膜上 叶绿体的基质中 atp中的活跃化学能转变成储存在有机物中的稳定化学能 光能转变成活跃的化学能并储存在atp中 1 光反应为暗反应准备了还原剂 h 和能量atp 2 暗反应为光反应补充消耗掉的adp和pi co2中c的转移途径 h2o中h转移途径 co2 c3 ch2o h2o h ch2o 解题规律总结 1 叶绿体四种色素 1 在滤纸中从上到下的顺序 2 各色素的颜色 主要吸收什么光 3 色素分布在 类囊体薄膜上2 光合作用的过程 1 光反应的产物 o2 h atp 其中 h atp提供暗反应所需 解题规律总结 2 光反应与暗反应关系 光反应要在类囊体膜上有光的条件下进行 为暗反应提供 h 和atp 暗反应在叶绿体基质中有光或无光下都能进行 消耗了光反应的产物 促进光反应的进行3 光合作用量变分析公式 1 如果停止光照 2 如果停止二氧化碳 atp减少 adp增多 c3增多 c5减少 c5增多 c3减少 atp增多 adp减少 光照的强弱co2的浓度温度的高低矿质元素的供应 四 光合作用影响因素 影响光合作用的主要外界因素 影响光合作用的因素及在生产实践中的应用 1 光对光合作用的影响 植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加而增加 但光照强度达到一定时 光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增加 光照强度 叶绿体中色素的吸收光波主要在红光和蓝紫光 光的波长 光照时间长 光合作用时间长 有利于植物的生长发育 光照时间 1 光照强度 其他条件不变 温度 co2浓度 光照 光是光合作用的能量来源 光照强度直接影响光合速率 a b c d e 光合作用的强度 时 为什么7 10时光合作用强度不断增强 为什么12时左右光合作用强度明显减弱 为什么14 17时光合作用强度不断下降 在一定温度和二氧化碳供应充足的情况下 光合作用的强度随光照加强而增强的 温度很高 蒸腾作用很强 气孔大量关闭 二氧化碳供应减少 导致光合作用强度明显减弱 光照强度不断减弱 夏季晴朗的白天某种绿色植物叶片光合作用强度曲线图 789101112131415161718 生产上使田间通风良好 供应充足的co2 在一定范围内 植物光合作用强度随着co2浓度的增加而增加 但达到一定浓度后 光合作用强度不再增加 3 co2浓度 生产上白天升温 增强光合作用 晚上降低室温 抑制呼吸作用 以积累有机物 温度低 光合速率低 随着温度升高 光合速率加快 温度过高时会影响酶的活性 光合速率降低 与温度影响酶的活性一致 2 温度 4 矿质元素离子 无机盐离子 影响叶绿素的形成和酶的形成 例如 n p k mg等 2 co2浓度 其他条件不变 co2浓度为b时 光合强度最大 o 增加co2可以提高光合效率 但是无限制地在全球范围内提高co2浓度 会产生 温室效应 co2是光合作用的两种原料之一 小结 控制光照控制温度提供适量的必需矿质元素提供适量的二氧化碳 提高农作物光合速率的方法有 下图是