能量之源光与光合作用ppt课件

.,乳酸发酵,细胞呼吸,有氧呼吸,无氧呼吸,酒精发酵,复习,.,俗话说：“万物生长靠太阳”，为什么这么说呢？我们来看一组数据：地球表面上的绿色植物每年大约制造4400亿吨有机物；地球表面上的绿色植物每年储存的能量约为7111018kJ，这个数字大约相当于240000个三门峡水电站所发出的电力。,绿色植物储存在有机物中的能量来自哪里呢？,太阳的光能又是通过什么途径进入植物体内的？,.,第4节能量之源光与光合作用,.,太阳光中有能量，我们制造出太阳能电池板可以捕获其中的能量并转化为电能。绿色植物也能捕获并转化太阳光中的能量，那么，绿叶中通过什么物质或结构捕获并转化光能呢？,.,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,因为有能捕获光能的色素,.,绿叶中的色素有哪些、其颜色各怎样？为什么叶绿素呈绿色？,一、捕获光能的色素,绿叶中色素的提取与分离实验主要目的是探究绿叶中含有几种色素和学习对色素进行提取和分离的方法，并设法将这些色素分离开。,.,一、实验原理1.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。,纸层析法,.,方法与步骤：1.提取色素：称取5g左右的绿叶，剪碎，放入研钵中。加少许的二氧化硅（充分研磨）和碳酸钙(中和细胞中的有机酸，防止色素被破坏)与10ml无水乙醇。在研钵中快速研磨。将研磨液进行过滤。,.,2.制备滤纸条,减去两角的目的：防止层析液从边缘扩散速度太快。,实验步骤：,.,3.画滤液细线,实验步骤：,滤液细线的要求：细、直、齐（使色素处于同一起跑线）；待滤液线干燥后，重复23次（防止色素太少分离现象不明显）。,.,4.分离绿叶中的色素,注意:滤液细线不能触到层析液（防止色素溶解在层析液中）烧杯要盖上培养皿、试管要塞上棉塞（层析液易挥发且有毒）,.,捕获光能的色素,类胡萝卜素,叶绿素,胡萝卜素,叶黄素,叶绿素a,叶绿素b,(占1/4),(占3/4),5、观察与记录实验结果,滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？,（橙黄色）,（黄色）,（蓝绿色）,（黄绿色）,.,胡萝卜素,叶黄素,叶绿素,叶绿素,小结：,橙黄色,黄色,蓝绿色,黄绿色,最少,较少,最多,较多,最大,较大,较小,最小,最快,较快,较慢,最慢,.,2、色素的吸收光谱,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,.,叶绿素：吸收蓝紫光和红光,类胡萝卜素：吸收蓝紫光,叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱,注：因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片才呈现绿色。,.,问题探讨,有些蔬菜大棚内悬挂发红色或蓝色光的灯管，并且在白天也开灯。,讨论,1.这种方法的好处是？不同颜色的光照对植物的光合作用会有影响吗？,2.能否用绿光灯管来补充光源？为什么？,可以提高光合作用强度；不同颜色的光会影响植物的光合作用。,不能；因为叶绿素基本上不吸收绿光,.,这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位呢？,.,二、叶绿体的结构,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。,.,（二）叶绿体的结构,结构：,外膜、内膜、基粒、基质,形态：,扁平的椭球形,基粒的类囊体的薄膜上,色素的分布：,.,讨论,恩格尔曼实验的结论是什么？,氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。,.,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。,.,巩固练习,1、叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述正确的是（）A叶绿体中的色素都分布在囊状结构的膜上B叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上C光合作用的酶只分布在叶绿体基质中D光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上,A,.,2在一定时间内，同一株绿色植物在哪种光的照射下，放出的氧气最多（）A红光和绿光B红光和蓝紫光C蓝紫光和绿光D蓝紫光和橙光,B,3、把新鲜叶绿素溶液放在光源与分光镜之间，可以看到光谱中吸收最强的是A红光部分B红橙光与蓝紫光部分C绿光部分D紫光部分,B,.,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,基粒,色素,酶,.,三、光合作用的原理和应用,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。,光合作用的概念,光合作用的实质,合成有机物，储存能量,.,阅读教材（101102），并回答下列问题：,1.英国的普利斯特利的意义和不足之处分别是？,3.德国植物学家萨克斯的实验过程及结果证明了什么？,4.鲁宾和卡门的同位素标记法的探究实验的过程及所证明的问题是什么？,三、光合作用的探究历程,2.荷兰科学家英格豪斯的实验结果是什么？德国科学家梅耶得出了什么结论？,.,五年后,1642年，海尔蒙特(J.B.vanHelmont),柳树增重74.47kg土壤减少0.06kg,水分是建造植物体的唯一原料,.,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？,.,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。,1779年，荷兰的英格豪斯,直到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。,.,1845年，德国的梅耶,光能,化学能,储存在什么物质中？,问题2：吸收光能哪里去了？,.,黑暗处理一昼夜,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。,让一张叶片一半曝光一半遮光,1864年，德国萨克斯半叶法实验,.,结论,绿叶在光下制造淀粉。,问题3：光合作用释放的O2来自CO2还是H2O？,1864年，德国萨克斯半叶法实验,.,4.鲁宾和卡门的同位素标记法的探究实验的过程及所证明的问题是什么？,实验过程,证明的问题,光合作用释放的氧气来自于水。,问题4：光合作用产生的有机物又是怎样合成的？,.,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，最终探明了CO2中C在光合作用中转化成有机物中C的途径，这一途径称为卡尔文循环。,.,思考与讨论：,1.光合作用的原料、产物、场所和条件是什么？其化学反应式是？,原料CO2和H2O；产物糖类和O2；,场所叶绿体；条件光酶；,光合作用的反应式是：,CO2+H2O,（CH2O）+O2,.,4、光合作用化学反应式：,5、光合作用过程,（1）光合作用分为哪几个阶段？分类依据是什么？,（2）每个阶段反应的条件、场所、物质变化、能量变化如何？,四、光合作用的过程,.,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ATP中活跃的化学能,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,.,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,.,色素分子,可见光,C5,2C3,ADP+Pi,ATP,2H2O,O2,4H,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：,光合作用的第一阶段，必须有光才能进行,光合作用的第二阶段，有没有光都可以进行,.,光反应和暗反应的比较,场所,条件,物质变化,能量变化,光反应,暗反应,联系,类囊体薄膜,叶绿体基质中,光色素、酶、,H、ATP、酶、,水的光解,ATP的生成,CO2的固定、C3的还原,光能ATP中活跃的化学能,ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能,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。,.,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）,from,from,from,from,.,1、光下的植物突然停止光照后，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,2、光下的植物突然停止CO2的供应后，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,思考与讨论：,.,增加,减少,减少或没有,减少或没有,减少,增加,增加,增加,减少,增加,增加,减少或没有,增加,减少,减少,增加,增加,减少,增加,减少,.,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,.,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_，I表示_，H为I提供_,2,水,H,基质,用作还原剂，还原C3,ATP,光能,光反应,H和ATP,色素,C5化合物,C3化合物,糖类,暗反应,.,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,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,.,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ABCD,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,.,1、在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉的是（）A、HB、C5化合物C、ATPD、CO2,B,2、与光合作用光反应有关的是（）H2OATPADPCO2A.B.C.D.,A,.,比较光合作用、呼吸作用,光、色素、酶、H2O和CO2,叶绿体,细胞质基质、线粒体,O2、酶、H2O、C6H12O6,无机物转变成有机物,有机物氧化分解成无机物,ATP中活跃化学能,光能,糖类等有机物中稳定化学能,C6H12O6等有机物稳定的化学能,ATP中活跃化学能和热能,合成有机物，储存能量,分解有机物，释放能量,光合作用为呼吸作用提供物质（有机物、O2）；呼吸作用为光合作用提供原料（CO2）,.,五、光合作用原理的应用,.,（四）影响光合作用强度的因素,1、植物自身因素遗传因素、叶龄、叶面积2、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,.,图中A点含义：,B点含义：,光合作用与呼吸作用强度相等.,光照强度为0，只进行呼吸作用,1）光照强度,光补偿点,.,C点表示：,若甲曲线代表阳生植物，则乙曲线代表_植物。,阴生,光合作用强度不再随光照强度增强而增强,光饱和点,光补偿点,.,光照强度,A,B,C,真正光合速率=净光合速率+呼吸速率,.,2、CO2的浓度,应用：,大田中增加空气流动、温室中增施有机肥,OA段：；AB段：；B点以后：。,B,二氧化碳浓度过低，无法进行光合作用,随着二氧化碳浓度增加，光合速率逐渐增强,光合速率达到最大值,（分解者将有机肥分解为二氧化碳和无机盐）,.,酶的活性,酶,光合作用是在_的催化下进行的，温度直接影响_,3）温度,.,超过最适温度，光合速率随温度升高而下降,B点表示,BC段表示,此温度条件下，光合速率最高,.,N：光合酶及ATP的重要组分P：类囊体膜和ATP的重要组分；K：促进光合产物向贮藏器官运输Mg：叶绿素的重要组分,5.矿质元素,4.水分,应用：,合理灌溉,应用：,合理施肥,（分解者将有机肥分解为二氧化碳和无机盐）,.,AB段：_BC段：_CDE段：_C点：_D点：_E点：_EF段：_FG段：_,只进行呼吸作用,呼吸作用强度大于光合作用强度,呼吸作用强度小于光合作用强度,呼吸作用强度等于光合作用强度,呼吸作用强度大于光合作用强度,只进行呼吸作用,CO2吸收量最多，此时光合作用强度最大,分析下列各段的含义：,呼吸作用强度等于光合作用强度,此时有机物积累量最多,.,1、适当提高CO2的浓度（温室大棚）；2、增加光照时间和光照强度；3、白天适当增加温度，夜间适当降低温度；4、农作物间距合理，选择适当的光源等；5、合理施肥，提供必要的矿物质元素；6、合理灌溉，提供适当水分。,增加农作物产量的几点做法：,.,实验原理：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。,探究环境因素对光合作用的影响,.,延长光合作用时间,增加光合作用面积,提高光能利用率,提高光合作用效率,(轮作),(合理密植：间种、套种),1、控制光照强度,2、适当补充CO2,3、适宜的温度,4、矿质元素（合理施肥）,5、水（合理灌溉）,.,1、取3只小烧杯，分别倒入20ml富含二氧化碳的清水（事先可用口通过玻璃管向清水内吹气）2、分别向只小烧杯中各放入片小圆形叶片，然后分别对这个实验装置进行强、中、弱三种光照（盏台灯分别向个实验装置照射，光照强弱可通过调节台灯与实验装置间的距离来决定）。3、观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量,实验步骤,.,观察与记录,结论：,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,.,延长光合作用时间增加光合作用面积,增加光能利用率,提高光合作用效率,控制光照强弱控制光质控制温度控制CO2供应控制必需矿质元素供应控制H2O供应,提高复种指数（轮作）温室中人工光照,合理密植间作套种,通风透光在温室中施有机肥，使用CO2发生器,阴生植物阳生植物,提高农作物产量的措施,红光和蓝紫光,适时适量施肥,合理灌溉,保持昼夜温差,.,（三）化能合成作用,异养生物(人、动物、真菌、大部分细菌),营养类型,自养生物,光能自养生物(绿色植物),化能自养生物,利用环境中现成的有机物来维持生命活动。,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。,.,光合作用,光能自养生物,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,化能自养生物,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。,所需的能量来源不同(光能、化学能),.,巩固练习,蓝绿色,黄绿色,橙黄色,黄色,较慢,较快,最慢,最快,蓝紫光和红光,蓝紫光,2.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，光能的吸收发生在叶绿体的（）A.内膜上B.基质中C.类囊体的薄膜上D.各部位上,C,.,巩固练习,3.用纸层析法能够将叶绿体的四种色素分开的原因是（）A.四种色素随层析液在滤纸上扩散速度不同B.四种色素随滤液在滤纸上扩散速度不同C.四种色素随滤液在滤纸条上渗透速度不同D.四种色素随层析液在滤纸条上渗透速度不同,A,4.在叶绿体提取和分离试验中，特别要注意不能让层析液没及滤液细线，原因是（）A.滤纸条上的集中色素不能扩散B.色素沿滤纸条的扩散速度太慢，色素分离不明显C.层析液妨碍色素的溶解D.色素被层析液溶解不能向上扩散,D,.,巩固练习,5.叶绿