54能量之源—光和光合作用（3课时）

一捕获光能的色素和结构 第四节能量之源 光与光合作用 一 叶绿体的结构 捕获光能的色素分布在 类囊体的薄膜上 二 叶绿体的功能 叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所 它内部巨大的膜表面上 分布了许多吸收光能的色素分子 还有许多进行光合作用所需要的酶 绿叶中色素的提取和分离 实验 1 色素的提取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 色素的分离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 一 实验原理 二 实验材料菠菜叶片若干 二氧化硅 碳酸钙 丙酮 层析液 滤纸条 天平 棉花 剪刀 铅笔 直尺 无水乙醇和层析液均易挥发且层析液中丙酮具有一定毒性 1 提取绿叶中的色素 称取5g的绿叶 剪碎 放入研钵中 三 实验步骤 二氧化硅有助于研磨得充分 碳酸钙可防止研磨中色素被破坏 少许二氧化硅和碳酸钙再放入10mL无水乙醇 迅速 充分的研磨 将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中 漏斗基部放一块单层尼龙布 进行过滤 收集滤液 及时用棉塞封试管口 过滤叶脉和SiO2等 防止乙醇挥发 2 制备滤纸条 3 画滤液细线 要求 1 细 直 齐 剪角目的 防止两边色素扩散过快 色素带不整齐 2 待滤液干后重复1 2次 4 分离色素 将适量的层析液倒入烧杯中 将滤纸条 有滤液细线的一端朝下 轻轻插入层析液中 随后用培养皿盖住烧杯 注意 不能让滤液细线接触层析液 防止色素溶解于层析液中 防止层析液挥发 四 实验结果 2020 4 12 12 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 溶解度大 扩散速度快 溶解度小 扩散速度慢 色素带最宽 含量最多 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 吸收可见光 用于光合作用 2 色素的功能 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱 结论 叶绿素主要吸收蓝紫光和红光 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 巩固练习 1 研磨绿叶时要加入碳酸钙 其目的是 A 使各种色素溶解在丙酮中B 使研磨充分C 防止色素分子被破坏D 加速研磨 C 2 下图所示 叶绿体中色素的提取和分离 实验的装置正确的是 B 3 纸层析法分离叶绿体色素时 滤纸上最下端的色素带是 A 橙黄色的胡萝卜素B 黄色的叶黄素C 蓝绿素的叶绿素aD 黄绿色的叶绿素b D C 4 吸收光能的色素分布在 A 叶绿体的外膜上B 叶绿体的内膜上C 类囊体的薄膜上D 叶绿体的基质中 A A 5 把绿叶的色素溶液放在自然光源和三棱镜之间 从镜的另一侧观察连续光谱中变暗的主要区域是 A 红光和蓝紫光区B 黄光和蓝紫光区C 绿光和红光区D 黄光和绿光区 6 在圆形滤纸的中央 滴上叶绿体的色素滤液进行色素分离 会看到近似同心的四圈色素环 排在最外圈的色素是 A 橙黄色的胡萝卜素B 黄色的叶黄素C 蓝绿素的叶绿素aD 黄绿色的叶绿素b 7 对 叶绿体中色素的提取和分离 实验中 下列描述正确的是 A 将5g新鲜完整的菠菜叶 放入研钵中 加入丙酮 石英砂 CaCO3以后 迅速研磨B 用毛细吸管吸取少量滤液 沿铅笔线处小心均匀地划出一条滤液细线 并连续迅速地重复划2 3次C 把划好细线的滤纸条插入层析液中 并不断摇晃 以求加快色素在滤纸条上的扩散D 色素分子是有机物 不溶于水 所以研磨过程中加入丙酮是为了溶解色素 D 能量之源 光与光合作用 第二节 光合作用的探究历程 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 饥饿处理 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 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 1 光反应阶段 叶绿体内的类囊体膜上 光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中 叶绿体的基质中 H ATP 酶 CO2 ATP中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 2 暗反应阶段 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 29 暗反应 光反应 项目 联系 能量转换 物质变化 条件 部位 光合作用光反应与暗反应的区别 光反应为暗反应提供了 H 和ATP 暗反应为光反应提供了ADP和Pi ATP中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 ATP H 多种酶 CO2 叶绿体内的基质中 光能 ATP中活跃的化学能 光 色素 酶 水 叶绿体类囊体的薄膜上 光合作用的实质 把二氧化碳和水合成糖类等有机物 1 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 2 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3 光合作用中光反应阶段为暗反应阶段提供了 A O2和C3化合物B 叶绿体色素C H20和O2D H 和ATP D 能量之源 光与光合作用 第三节 光合作用原理的应用 三 光合作用原理的运用 植物自身因素环境因素对光合作用的影响 1 光照 2 温度 3 二氧化碳浓度 4 水分 5 矿质元素 1 光照 CO2吸收量 CO2释放量 光照强度 在一定范围内 光照越强 光合作用速率随光照强度的增强而加快 超过一定范围 再增加光照强度 光合作用速率不再加快 a b c CO2吸收量 CO2释放量 光照强度 呼吸速率 光饱和点 光补偿点 b c a 2 温度 光合作用是在酶的催化下进行的 温度直接影响酶的活性 一般植物在10 35 下正常进行光合作用 在一定范围内 光合作用速率随二氧化碳浓度增大而加快 但达到一定浓度时 再增加二氧化碳浓度 光合作用速率也不再增加 甚至减弱 细胞呼吸抑制 3 CO2浓度 三 光合作用原理的应用 1 适当增加光照强度 选择适当的光源等 2 适当提高CO2的浓度 温室大棚 3 白天适当增加温度 夜间适当降低温度 4 合理灌溉 提供适当水分 5 合理施肥 提供必要的矿物质元素 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 硫细菌等 化能合成作用 2NH3 3O22HNO2 2H2O 能量2HNO2 O22HNO3 能量 能量 6CO2 6H2O CH20 6O2 硝化细菌的化能合成作用 硝化细菌 硝化细菌 自养生物 能够直接把从外界环境摄取的无机物转化为自身需要的有机物来维持生命活动 异养生物 不能直接利用无机物制成有机物 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 例如绿色植物 蓝藻 硝化细菌 练习 下列措施中 不会提高温室蔬菜产量的是 A 增大O2浓度B 增大CO2浓度C 增强光照D 调节室温 A 4 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 5 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ATPC