光合作用全三课时L新.ppt

第四章光合作用和细胞呼吸光合色素与光能的捕获,第二节光合作用,植物叶片中到底含有哪些色素？,实验：提取和分离绿叶中的色素,一、实验原理提取色素的原理是什么？,色素能溶解在丙酮或酒精等有机溶剂中，所以可用无水乙醇或者丙酮来提取色素。,1.研磨,材料:5g新鲜绿叶（除去叶脉）,药品,（石英砂）SiO2使研磨充分,CaCO3防止色素被破坏,10ml无水乙醇溶解色素,（一）.提取色素,实验：提取和分离绿叶中的色素,？,2.过滤：获取深绿色滤液,色素提取液呈淡黄绿色的原因分析：,研磨不充分无水乙醇过多碳酸钙过少,（二）.制备滤纸条,画铅笔细线,将干燥的定性滤纸剪成稍小于试管长与直径的滤纸条，将一端减去两角，并在距这一端1厘米处用铅笔画一条细线。,（三）.画滤液细线,用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀划出一条细线，,要求：细、齐、平。,待滤液干后，重复2-3次，,目的：积累更多色素，使色素分离效果更明显。,实验：提取和分离绿叶中的色素,一、实验原理分离色素的原理是什么？,各种色素都能溶解层析液中，且溶解度不同。,溶解度大，扩散速度快溶解度小，扩散速度慢,扩散速度与色素在层析中的溶解度的关系：,层析液不能没及滤液线,胡萝卜素,叶黄素,叶绿素a,叶绿素b,（四）分离色素：纸层析法,5.观察与记录：,绿叶中的色素有4种，可以归纳为两类：,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）,光合色素与光能的捕获,为什么植物的叶片往往呈现绿色？,绿叶中的色素主要吸收红光和蓝紫光,积极思维,恩吉尔曼实验的结果,分析：这一巧妙的实验说明了什么？,叶绿体中的色素对不同波长的吸收的强度不同，主要吸收红光与蓝紫光，几乎不吸收绿光,用透过三棱镜的光照射用水绵和好氧细菌做成的临时玻片标本，不同颜色的光透射到水绵的带状叶绿体上，结果在红光区和蓝光区的叶绿体部位都聚集大量的好氧细菌,实验表明：叶绿素a和b在蓝光和红光部分都有很高的吸收峰，叶绿体中的胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。,积极思维,分析：,由于叶绿素的含量大大超过类胡罗卜素，而使类胡罗卜素的颜色被掩盖，只显示出叶绿素的绿色,由于叶绿素比类胡罗卜素易受到低温的破坏，秋季低温使叶绿素大量破坏，而使类胡罗卜素的颜色显示出来,为什么许多植物到了秋天叶子会变黄？,为什么大多植物的叶片是绿色的？,隔绝空气,黑暗，用极细光束照射,完全暴露在光下,水绵和好氧细菌的装片,结论：氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。光合作用需要光照,恩吉尔曼实验（一）,积极思维,光合色素的功能,叶绿体色素具有吸收光能、传递光能、转化光能的作用这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位呢？,Where?,叶绿体的结构,吸收光能的四种色素，就分布在类囊体的薄膜上,色素酶,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,2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23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无水乙醇是为了溶解色素,C,D,3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()4纸层析法分离叶绿体色素时,滤纸上最下端的色素名称和颜色分别是()A橙黄色的胡萝卜素B黄色的叶黄素C蓝绿色的叶绿素aD黄绿色的叶绿素b,B,D,第四章光合作用和细胞呼吸光合作用的过程,第二节光合作用,光合作用是生物界获得能量、食物和氧气的根本途径。,全球40个国家粮食短缺,非洲饥饿的孩子们等待着联合国的救济粮,问题探究：这个过程又是怎么被发现的呢？,1、海尔蒙特(V.Helment)的实验,结论：,1648比利时,范海尔蒙特,柳树增重74.5kg干土减重0.06kg,柳苗重2kg干土重90kg,植物生长所需要的养料主要来自于水，而不是土壤。,？,海尔蒙特,回眸历史解开光合作用之谜,2、普利斯特莱(J.Priestley)的实验,结论：,1771英国,普利斯特莱,1648,植物生长可以更新空气。（产生氧气）,普利斯特莱,回眸历史解开光合作用之谜,3、英根豪斯(J.Ingenhousz)的实验,结论：,1648,1771,1779荷兰,扬英根豪斯,植物需要阳光才能制造出O2。,英根豪斯,回眸历史解开光合作用之谜,4、萨克斯(J.vonSachs)的实验,1648,1771,1779,1864德国,萨克斯,萨克斯,回眸历史解开光合作用之谜,实验：把绿色叶片放在暗处几小时，然后把这个叶片一半曝光，另一半遮光。过一段时间后，放入酒精中隔水加热，再用碘蒸气处理叶片。,目的？,何作用？,何作用？,4、德国科学家萨克斯的实验,萨克斯的实验现象及结论,遮光那一半叶片没有发生颜色变化，曝光的那一半叶片呈深蓝色。结论：,叶片在光合作用中产生了淀粉。,现象：,4、萨克斯(J.vonSachs)的实验,结论：,1648,1771,1779,1864德国,萨克斯,植物叶片在阳光下可以产生淀粉。,实验目的：证明绿色植物在光下能制造淀粉。,萨克斯,回眸历史解开光合作用之谜,5、恩吉尔曼(C.Engelmann)的实验,结论：,叶绿体是光合作用的场所。,1648,1771,1779,1864,1880德国,恩吉尔曼,恩吉尔曼,回眸历史解开光合作用之谜,光合作用的原料有H2O和CO2，那么光合作用释放的O2到底来自H2O还是CO2？有机物中的碳是否来自CO2？,?,6、鲁宾(S.Ruben)和卡门(M.Kamen)的实验,1648,1771,1940美国,鲁宾、卡门,1779,1864,1880,鲁宾,卡门,用氧的同位素18O分别标记H2O和CO2,使它分别成为H218O和C18O2。进行两组光合作用的实验：,回眸历史解开光合作用之谜,小常识：放射性同位素标记法,放射性同位素标记法：放射性同位素与这种元素的其它同位素具有相同的化学性质。用放射性同位素标记的化合物参与生物化学反应，用仪器对其进行跟踪观测，可以弄清反应的详细过程。这种方法叫做放射性同位素标记法。,6、鲁宾(S.Ruben)和卡门(M.Kamen)的实验,结论：,1648,1771,1940美国,鲁宾、卡门,1779,1864,植物光合作用释放的氧气来自于水。,1880,鲁宾,卡门,用氧的同位素18O分别标记H2O和CO2,使它分别成为H218O和C18O2。进行两组光合作用的实验：,回眸历史解开光合作用之谜,7、卡尔文(M.Calvin)的实验,贡献：,CO2被用于合成糖类等有机物的复杂过程。,1948美国,卡尔文,1648,1771,1940,1779,1864,1880,卡尔文,回眸历史解开光合作用之谜,小结：,原料：水,产物：氧气,条件：光照,产物：淀粉（糖类）,场所：叶绿体,氧气来源：水,原料：二氧化碳,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,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：,光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中,场所：,条件：,能量变化,物质变化,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+H2O,卡尔文循环,2.暗反应阶段,CO2的固定：,C3的还原：,叶绿体的基质中,多种酶、,H、ATP,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,光合作用的过程,光能,CH2O,C3,CO2,C元素:,光反应阶段与暗反应阶段的比较,类囊体的薄膜上,叶绿体的基质中,需光、色素和酶,需多种酶,光能转变为ATP中活泼的化学能,ATP中活泼的化学能转化为糖类等有机物中稳定的化学能,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,能力提升,六、光合作用的概念,叶绿体,光能,CO2和H2O,糖类等有机物,O2,光能,化学能,光合作用的总反应式,CO2+H2O,光能,叶绿体,C6H12O6+H2O+O2,光合作用反应式（CHO三种元素的去向）,6,6,12,6,课堂评价,2、右图是利用小球藻进行光合作用的实验图，图中A物质和B物质的相对分子质量之比是：(),A.1:2B.8:9C.2:1D.9:8,B,C18O2,H218O,CO2,H2O,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,考考你,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,储存,第四章光合作用和细胞呼吸影响光合作用的环境因素,第二节光合作用,七、影响光合作用的环境因素,光照强度CO2浓度温度矿质元素水,光反应,光照强度,1、光照强度,H、ATP,暗反应C3还原,（CH20）,影响光合作用的因素,光照强度,真正光合速率=净光合速率+呼吸速率,图中A点含义：；B点含义：；C点表示：；若甲曲线代表阳生植物，则乙曲线代表植物。,光照强度为0，只进行呼吸作用,光合作用与呼吸作用强度相等，称为光补偿点,光合作用强度不再随光照强度增强而增强，称为光饱和点,阴生,光照强度,A点：,AB段：,B点：,BC段：,C点：,光照强度为0时只进行细胞呼吸，释放C02量代表此时的呼吸强度,随光照强度增强，光合作用逐渐增强，C02的释放量逐渐减少,因一部分用于光合作用,光补偿点,此时细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用速率=细胞呼吸速率,随光照强度不断增强，光合作用不断增强,光饱和点,光照强度达到一定值时，光合作用不再增强,净,2、CO2浓度,b:CO2的补偿点,ab:CO2太低，农作物消耗光合产物；bc:随CO2的浓度增加，光合作用强度增强；cd:CO2浓度再增加，光合作用强度保持不变；de:CO2浓度超过一定限度，将引起原生质体中毒或气孔关闭，抑制光合作用。,a,b,c,d,e,CO2浓度,c:CO2的饱和点,C3的生成暗反应C3还原（CH20）,AB段:(在一定范围内)随温度的升高,光合作用逐渐加强,B点:光合作用中酶的最适温度,BC段:酶活性降低,光合速率下降,若温度过高,酶失活停止光合作用,？,一般植物在1035下正常进行光合作用,3、温度,4、矿质元素,应用：根据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可提高农作物产量。,N：蛋白质、ATP的重要组分P：磷脂（生物膜），核酸组成元素，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,植物夏季为何“午休”？,植物蒸腾散失水分。为避免缺水气孔关闭CO2进入受阻间接影响光合作用,5、水分,夏季晴朗的白天,延长光合作用时间,增加光合作用面积,光能利用率,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）,提高光合作用速率(提高产量)措施：,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,温室中人工光照,合理密植间作套种,通风透气在温室中施有机肥，使用CO2发生器,阴生植物阳生植物,应用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,化能合成作用,除绿色植物(自养生物