光合作用的过程、意义.ppt

第5章细胞的能量供应和利用,第4节能量之源光与光合作用,一.绿叶中色素的提取和分离,实验原理：提取色素用_分离色素用：,无水乙醇,层析液,方法步骤：,1）.提取绿叶中的色素,3）画滤液细线4）分离绿叶中的色素5）观察和记录,2）制备滤纸条,橙黄色,黄色,蓝绿色,黄绿色,从上至下：“萝叶ab”,1.色素的种类及吸收光谱：,叶绿素,叶绿素a（蓝绿色）,叶绿素b（黄绿色）,吸收红光和蓝紫光,3/4,类胡萝卜素,胡萝卜素（橙黄色）,叶黄素（黄色）,吸收蓝紫光,1/4,思考题：在实验室内，为了尽可能地降低植物光合作用的强度，最好安装？A、红光灯B、绿光灯C、白炽灯D、蓝光灯,2.色素的分布,外膜,内膜,基粒,类囊体,基质,色素分布在叶绿体的类囊体上。,由两个以上的类囊体组成，含色素和酶。,含多种酶,极细光束,黑暗中,光照下,3.叶绿体的功能:,进行光合作用的场所。,二.光合作用的发现及概念,1.光合作用的探究历程：,水分是建造植物体的原料,结论：,局限：,忽略空气对植物的影响,1),一段时间后,2.1771年，普利斯特利实验,结论：,绿色植物可以更新空气。,局限：,没有发现光在植物更新空气中的作用。,3.1779年，英格豪斯的实验,结论1：,只有在光下,植物只有绿叶才能更新空气。,4.1785年，发现空气的组成,植物体的绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳。,5.1845年，德国科学家梅耶指出:植物在光合作用时把光能转换成化学能储存起来。,6.1864年，萨克斯的实验,思考：,1为什么对天竺葵先进行暗处理？,3这个实验结果说明什么问题？,2.这个实验是否设置了对照？实验中所需控制的单一变量是什么？,使绿叶中原有的有机物消耗完。,是，光（遮光与曝光）。,淀粉是光合作用的产物。,7.20世纪30年代，鲁宾和卡门的同位素标记法实验,该实验证明了什么？,结论：光合作用中释放的O2来自H2O。,A,B,光合作用探索历程小结：,1.场所：,2.动力：,3.原料：,4.产物：,3.光合作用总反应式：,CO2+H2*O,（CH2O)+*O2,2.光合作用的概念,概念：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。,你能用一个化学反应式表示出来吗?,叶绿体,光,二氧化碳水,糖类氧气,三.光合作用的过程及实质,H2O,类囊体膜,酶,酶,光、,色素、,类囊体膜上,水的光解：,（还原剂）,ATP的合成：,（1）光反应阶段,条件：,场所：,物质变化：,能量变化：,光能,ATP中活跃的化学能,产物：,H、O2、ATP,CO2,糖类,五碳化合物C5,蛋白质,脂质,CO2的固定,三碳化合物2C3,C3的还原,基质多种酶,（2）暗反应阶段,CO2的固定：,C3的还原：,叶绿体基质,不需要光、多种酶,ATP中活跃的化学能,有机物中稳定的化学能,产物：,（CH2O）、ADP、Pi,水的光解,O2,H,ADP+Pi,C5,2c3,固定,还原,多种酶参加催化,能量转化:,光能,ATP活跃化学能,稳定化学能,元素转移:,O元素:,H2O,O2,C元素:,CO2,C3,（CH2O）,光能,光，色素，酶,色素，酶,类囊体薄膜,叶绿体基质,水的光解；ATP的合成,CO2的固定；C3的还原,暗反应为光反应提供ADP和Pi。,条件,场所,物质变化,能量变化,联系,光反应为暗反应提供H和ATP，,小结,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,2、光合作用的实质：,有机物,糖类等有机物中的化学能,练习.下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：,图中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的H表示，H为I提供,2,水,H,基质,C3的还原,ATP,色素吸收的光能,光反应,H和ATP,提高光合作用强度，增加农作物产量。,3）温度,四.影响光合作用的主要外界因素,1）光照,2）CO2的浓度,五.光合作用原理在农业生产中的应用：,控制温度的高低，,控制光照的强弱,适当增加作物环境中CO2的浓度。,六.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把无机合成有机物。少数的细菌，如硝化细菌。,举例：,自养生物:,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。,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。,所需的能量来源不同（光能、化学能）,例如人、动物、真菌及大多数的细菌。,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,C,例：,AB：光照增加，光合强度增加,C：光照最强（温度高）蒸腾作用强叶片大量失水大量气孔关闭CO2进入受阻暗反应受阻光合强度减弱,DE：光照减少，光合强度减弱,植物的午睡现象,呼吸作用和光合作用的比较,物质变化,能量变化,场所,条件,呼吸作用,光合作用,光、色素、酶,氧气、酶,叶绿体,细胞质基质、线粒体,无机物有机物,有机物无机物,光能有机物化学能,有机物化学能ATP+热能,联系,1.共同完成有机物和能量的代谢,2.光合作用为有氧呼吸提供有机物和氧气有氧呼吸为光合作用提供二氧化碳,绿色植物的光合作用,三、影响光合作用的外界条件,表面（观）光合作用强度,实际光合作用的强度,该叶片中细胞呼吸的强度,=,-,(糖类质量),1、光照强度，其他条件不变（温度，CO2浓度）,光照强度,A,CO2吸收量,B,CO2释放量,阴生植物,光补偿点,光饱和点,O,光照强度为O，叶片中的细胞只进行有氧呼吸,光照强度为A，细胞光合强度=呼吸强度,光照强度为B，叶片中的细胞光合强度最大,2、CO2浓度（其他条件不变）,CO2浓度为A，光和强度=呼吸强度,CO2浓度为B，光和强度最大,理论上分析：想使植物通过光合作用积累有机物增加：,A向左移动，B向右移动,O,3、温度（其他条件不变）,与温度影响酶的活性一致,4、矿质元素离子（无机盐离子）,例如：N，P，K，Mg等,四、化能合成作用,（化能合成自养菌）,例如：硝化细菌（硝化作用）,例1：科学家用14C标记二氧化碳，发现碳原子在一般植物体内光合作用中的转移途径是A二氧化碳叶绿素葡萄糖B二氧化碳ATP葡萄糖C二氧化碳五碳化合物葡萄糖D二氧化碳三碳化合物葡萄糖,D,4能量之源光与光合作用,例2：在一定时间，绿色植物在一定强度的_的照射下，放出的氧最多A白光B红光和蓝紫光C蓝紫光和绿光D红光和绿光,A,4能量之源光与光合作用,例3：生长旺盛的叶片，剪成5mm见方的小块，抽去叶内气体，做下列处理，如图，这四个处理中，沉入底部的叶片小块最先浮起的是,A,4能量之源光与光合作用,例4：将一株植物培养在H218O中并进行光照，过一段时间后18O存在于A光合作用生成的水中B仅在周围的水蒸气中C仅在植物释放的氧气中D植物释放的氧