人教版必修1 能量之源——光和光合作用 课件（79张）.pptVIP

第4节能量之源 光与光合作用 一 捕获光能的色素和结构 光合作用需要色素去捕获光能 正常苗 白化苗 正常幼苗能进行光合作用制造有机养料 白化苗不能进行光合作用 无法制造有机养料 你能提出什么问题 提取原理 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇 或丙酮 中 用无水乙醇提取色素 纸层析法 绿叶中色素在层析液 汽油 中的溶解度不同 随层析液在滤纸上扩散速度不同 这样 绿叶中的色素就在扩散过程中分离开 分离原理 实验原理 探究 绿叶中色素的提取和分离 一 捕获光能的色素 探究 绿叶中色素的提取和分离 绿叶中都有哪些色素 如何提取和分离这些色素 选择哪类叶片 为什么 一 捕获光能的色素 绿叶中有叶绿素等色素 实验 绿叶中色素的提取和分离 药品与试剂 sio2 有助于研磨充分 caco3 防止色素被破坏 无水乙醇 溶解色素 注意事项 1 选取材料时应选择颜色较深的新鲜叶片 色素含量较高 2 距减去两角的一端1cm处划线 线要画的细 直 齐 重复2 3次 3 分离色素时要用培养皿盖住装有层析液小烧杯 4 层析液不能超过滤液细线 观察与记录 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 实验结果 橙黄色 黄色 黄绿色 蓝绿色 类胡萝卜素 含量约1 4 叶绿素 含量约3 4 功能 吸收 传递和转化光能 探究 色素吸收的光谱 提出问题 不同色素吸收的光谱一样吗 设计实验 如何获得不同的光谱 如何探究不同色素吸收的光谱 探究 色素吸收的光谱 提出问题 不同色素吸收的光谱一样吗 设计实验 叶绿素中的吸收光谱 0 400 500 600 700nm 50 100 叶绿素b 叶绿素a 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 结论 400500600700nm 可见光区 绿叶中的色素 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 绿叶中色素的种类 主要吸收 蓝紫光和红光 蓝紫光 主要吸收 小结 及吸收的光谱 色素的功能 吸收 传递和转化光能 1 正常杨树的叶为什么呈绿色 秋季为什么变黄了 叶绿体中叶绿素的含量多 且对绿光吸收量最少 绿光被反射出来 所以呈绿色 秋季 叶片的叶绿素分子在低温下被破坏 而类胡萝卜素较稳定 所以显出类胡萝卜素的颜色 2 大棚种植蔬菜时 选择什么颜色的塑料薄膜最好 白色或无色 资料 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 结论 捕捉光能的色素存在于绿色植物细胞中的内 叶绿体 叶绿体结构模式图 外膜 内膜 基粒 基质 每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成 这些囊状结构称为类囊体 吸收光能的四种色素就分布在类囊体的薄膜上 而每个基粒都含有两个以上的类囊体 多者可达100个以上 叶绿体内有如此多的基粒和类囊体 极大地扩大了受光面积 二 叶绿体的结构 3 结构 1 分布 2 形态 基粒 基质 4 资料分析 叶绿体的功能 德 恩格尔曼 1 装片中好氧细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中 装片中好氧细菌分布在叶绿体所有受光部位的周围 氧是由叶绿体释放出来的 叶绿体是光合作用的场所 2 结论 叶绿体的被光束照射到的部位进行光合作用 结论 现象 现象 没有空气黑暗 极细光束 完全光照 结论 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 1 绿叶中的色素种类实验 绿叶中色素的提取和分离 一 捕获光能的色素和结构 2 绿叶中色素吸收的光谱 3 存在 叶绿体 二 叶绿体的结构 1 形态 一 捕获光能的色素 2 结构 3 类囊体与色素分布 4 功能 光合作用的场所 知识小结 1 甲 乙 丙 丁四位同学 在利用新鲜绿色菠菜叶为实验材料 用层析法进行叶绿体中色素的提取和分离实验时 由于操作不同 而得到了以下四种不同的层析结果 下列分析错误的是 c a 甲可能误用蒸馏水作提取液b 乙可能是研磨时加入无水乙醇过多c 丙可能是正确操作得到的理想结果d 丁可能是因为研磨时未加入caco3 2 下列关于叶绿体中色素的提取和分离实验原理的叙述 正确的是 a 加入少许二氧化硅可防止在研磨时叶绿体中的色素受到破坏b 用无水乙醇将叶绿体中的色素进行分离c 滤纸条上的最上面色素带呈黄绿色d 溶解度越高的色素随层析液在滤纸上扩散越快 d 3 下列有关叶绿体的说法正确的是 a 叶绿体增大膜面积的方式与线粒体相同b 叶绿体中的色素都分布在类囊体薄膜上 酶都分布在基质中c 叶绿体产生的o2除供自身利用外 还可被线粒体利用d 线粒体产生的co2被叶绿体利用至少需穿过4层磷脂双分子层 d 4 在圆形滤纸的中央点上粘叶绿体的色素滤液 进行色素分析 会得到近似同心环状的四个色素圈 排在最外圈的色素呈 a 橙黄色b 黄色c 蓝绿色d 黄绿色 a 二 光合作用的原理和应用 英 普利斯特利实验1771 一 光合作用的探究历程 普利斯特利的实验 一段时间后 一段时间后 一段时间后 一段时间后 没有设置对照组 排除光照对实验结果的干扰 普利斯特利结论 植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变的污浊的空气 英格豪斯的实验 结论1 只有在光下植物才能更新空气 结论2 植物体的绿叶在光下才能更新空气 普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功 梅耶 根据能量转化与守恒定律 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 萨克斯 德 实验1864 萨克斯的实验 结论 光合作用还产生淀粉 暗处理 半曝光 碘蒸汽处理 1 为什么对天竺葵先进行暗处理 饥饿处理 o2 18o2 结论 光合作用释放的氧气来自水 鲁宾和卡门的实验 同位素标记法 卡尔文 卡尔文循环 卡尔文的实验 光合作用的探索历程 1771年 普利斯特利 植物可以更新空气 1779年 英格豪斯 植物只有在阳光照射下且存在绿叶才能更新空气 1845年 梅耶 植物进行光合作用时 把光能转换成化学能储存起来 1864年 萨克斯 光合作用制造了淀粉 1941年 鲁宾 卡门 光合作用释放的氧气来自水 20世纪40年代 卡尔文 探明co2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径 1880年 恩格尔曼 叶绿体是光合作用的场所 1 场所 叶绿体 2 动力 光 3 原料 二氧化碳水 4 产物 糖类氧气 通过以上的研究和探索 你知道光合作用的场所 动力 原料 产物是分别是什么吗 二 光合作用的过程 根据是否需要光能 光反应阶段 暗反应阶段 条件 光 色素 酶 场所 反应 水的光解 atp的合成 叶绿体的类囊体薄膜上 光能 1 光反应阶段 能量转变 atp中活跃的化学能 产物 h o2 atp 条件 不需光 需多种酶 场所 叶绿体基质中 atp中活跃的化学能 2 暗反应阶段 反应 co2的固定 三碳化合物的还原 能量转变 有机物中稳定的化学能 产物 ch2o adp pi 供氢 请分析光下的植物突然停止光照后 其体内的c5化合物和c3化合物的含量如何变化 停止光照 光反应停止 请分析光下的植物突然停止co2的供应后 其体内的c5化合物和c3化合物的含量如何变化 h atp 还原受阻 c3 c5 co2 固定停止 c3 c5 光合作用总反应式 元素转移 o元素 h2 o o2 c元素 co2 c3 ch2o 整个光合作用过程中的物质变化和能量变化分别是什么 物质变化 无机物 能量变化 光能 光合作用的实质 有机物 糖类等有机物中的化学能 3 化能合成作用 概念 有少数种类的细菌 能利用环境中的某些无机物氧化时所释放出来的能量来制造有机物 这种作用叫做化能合成作用 实例 硝化细菌能加土壤中的氨氧化成亚硝酸 进而氧化成硝酸 利用者两个化学反应所释放出的化学能将二氧化碳和水合成糖类 4 光合作用的意义 把无机物合成有机物 制造有机物的 绿色工厂 将光能转换成化学能 贮存在有机物中 巨型能量转换站 维持了大气成分的基本稳定 空气净化器 叶绿体的类囊体薄膜上 叶绿体基质中 需光 色素和酶 光反应为暗反应提供了 h 和atp 暗反应为光反应提供adp和pi 两者相互独立又同时进行 相互制约又密切联系 小结 光合作用光反应和暗反应的比较 atp h 多种酶 co2 1 正常生长的绿藻 照光培养一段时间后 用黑布迅速将培养瓶罩上 此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是 a o2的产生停止b co2的固定加快c atp adp比值下降 b 2 世博会馆里有世界上最大的生态绿墙 一年可吸收4吨的二氧化碳 能使空气清新是植物体进行的 a 呼吸作用b 蒸腾作用c 吸收作用d 光合作用 d 3 低碳生活 已成为时髦的话题 保护植被和大面积绿化是降低大气中二氧化碳含量的有效方法 对改善人类的生存环境有重大意义 其原因之一是植物的光合作用能够 a 吸收二氧化碳b 吸收水和无机盐c 生产有机物d 释放二氧化碳 b 5 下图 表示植物体叶肉细胞中 h 的来源和去向相关的生理过程 依次发生在细胞质基质 线粒体基质和叶绿体基质的是 a b c d 6 为证实叶绿体有放氧功能 可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验 装片需要给予一定的条件 这些条件是 a 光照 有空气 临时装片中无碳酸氢钠稀溶液b 光照 无空气 临时装片中有碳酸氢钠稀溶液c 黑暗 有空气 临时装片中无碳酸氢钠稀溶液d 黑暗 无空气 临时装片中有碳酸氢钠稀溶液 7 下图表示发生在叶绿体中的相关代谢过程 其中 表示相关过程 甲 乙表示两种气体物质 下列说法错误的是 a 过程 表示光反应 过程 的场所是叶绿体基质b 物质甲表示o2 物质乙表示co2c 过程 能将活跃的化学能转变成稳定的化学能d 过程 的两个阶段都需要消耗过程 产生的 h 和atp d 8 下列关于叶绿体色素在光合作用过程中作用的描述 错误的是 a 叶绿体色素与atp的合成有关b 叶绿体色素参与atp的分解c 叶绿体色素与o2和 h 的形成有关d 叶绿体色素能吸收和传递光能 9 在适宜光照条件下 叶肉细胞的叶绿体中磷酸含量最高的部位是 a 外膜b 内膜c 基粒d 基质 d d 光合作用过程示意图 光 2h2o o2 4 h adp pi atp 酶 供能 光解 光反应 暗反应 基粒类囊体薄膜上 叶绿体基质 2c3 酶 c5 还原 固定 co2 ch2o 叶绿体 基粒类囊体薄膜 色素 叶绿体基质 影响光合作用强度的因素有哪些 一 光合作用强度 1 概念 通常用光合速率表示 指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的量 2 表示方法 3 计算 真正光合速率 净光合速率 呼吸速率 净光合速率 光照强度图解 真正光合速率 净光合速率 呼吸速率 真正光合速率 利用真空渗入法排除叶内细胞间隙的空气 充以水分 使叶片沉于水中 在光合作用过程中 植物吸收co2放出o2 由于o2在水中的溶解度很小 而在细胞间积累 结果使原来下沉的叶片上浮 根据上浮所需的时间长短 即能比较光合作用的强弱 环境因素对光合作用强度的影响 实验原理 实验步骤 选取生长健全 年龄近似 厚薄均匀的成长叶片数片 用直径约1cm的打孔器打小圆片30片 注意避开大的叶脉 吸入清水 堵住注射器前端的小孔并缓慢拉动活塞 使小圆形叶片内的气体逸出 重复几次 将内部气体逸出的叶片 放入烧杯中 放在暗处备用 这些叶片因为细胞间隙充满了水 所以全部沉到水底 取3只小烧杯 分别倒入20ml富含co2的清水 分别放入10片叶片 然后进行不同强度的光照 观察浮起叶片的数量 在一定光照强度范围内 光合作用随着光照强度的增强而增强 实验结果 实验结论 二 光合作用的影响因素及应用 内因 同一植物的不同生长发育阶段 根据植物在不同生长发育阶段光合作用速率不同 适时适量地提供水肥及其他环境条件 以使植物茁壮成长 曲线分析 oa段为幼叶 叶面积不断增大 叶绿体 叶绿素含量不断增加 光合作用速率不断增加 ab段为壮叶 叶片的面积 叶绿体和叶绿素都处于稳定状态 光合速率基本稳定 bc段为老叶 随叶龄增加 叶绿素被破坏 光合速率也随之下降 应用 农作物 果树管理后期适当摘除老叶 残叶 茎叶蔬菜及时换新叶 可减少细胞呼吸对有机物的消耗 光 光质 同等光照强度下 红光和蓝紫光照射时光合作用较强 绿光照射时光合作用最弱 外因 可以通过采用不同颜色 波长 的光改良作物的品质 光照强度 影响原因 光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合效率 光照强度增加 光反应速度加快 产生的 h 和atp多 使暗反应中还原过程加快 从而使光合作用产物增加 植物的光合效率在一定范围内随着光照强度的增加而增强 但当光照强度达到一定时 光合效率不再随着光照强度的增加而增强 应用 a 间作套种农作物的种类搭配 林带树种的配置 可合理利用光能 b 适当提高光照强度可增加大棚作物产量 不同的植物的光饱和点不同 阳生植物 阴生植物 b 光补偿点 c2 光饱和点 a 净光合作用 b 总光合作用 c 呼吸作用 光补偿点 光合作用吸收的co2和呼吸放出co2相等时的光强度 光饱和点 光合作用达到最强时所需的最低的光强度 co2吸收量 co2释放量 甲图对应 乙图对应 丙图对应 丁图对应 a点 a b点 b点 光照强度大于b点 2 温度 影响原因 应用 a 温室栽培白天调到光合作用最适温度 以提高光合作用 晚上适当降低温室温度 以降低细胞呼吸 保证植物有机物的积累 b 适时播种 温度直接影响光合作用中所需酶的活性 在低温中 植物酶促反应速率下降 限制了光合作用的进行 在高温中 叶绿体和细胞质的结构会遭到破坏 叶绿体的酶失活变性 同时呼吸作用加强 净光合速率下降 3 co2浓度 影响原因 应用 在农业生产上可以通过 正其行 通其风 等措施增大co2浓度 提高光能利用率 co2是光合作用原料 通过影响暗反应来影响光合效率 co2浓度增加 固定的三碳化合物增加 从而使暗反应产物增加 植物的光合效率在一定范围内随着co2浓度的增加而增强 植物光合作用吸收的co2与呼吸作用释放的co2相等时的外界co2浓度称为co2补偿点 co2增加到一定浓度后 光合作用强度就不再增加时的co2浓度称为co2的饱和点 co2补偿点和co2饱和点 4 h2o及矿质元素 影响原因 应用 根据作物需肥规律 适时 适量地增施肥料 可提高农作物产量 根据作物的需水规律合理灌溉 一方面是光合作用的原料 同时当h2o散失过多时 气孔关闭 co2供应不足 从而影响光合作用速度 此外 矿质元素也与光合作用有密切关系 如mg是合成叶绿素的必要成分 n是合成酶必需的 而光合作用过程中需要多种酶参加 p是合成atp必需的 p点之前 限制光合速率的因素应为横坐标