光合作用(共70张PPT)

1、 项项目阶段目阶段场所场所反应物反应物生成物生成物能量能量细胞质细胞质基质基质线粒体线粒体线粒体线粒体葡萄糖葡萄糖H、O2CO2、HH2O少量少量能量能量少量少量能量能量大量大量能量能量第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段丙酮酸、丙酮酸、 H2O丙酮酸、丙酮酸、H呼吸方式呼吸方式有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸不不同同点点场所场所条件条件分解分解产物产物能量能量相相同同点点联系联系实质实质主要在线粒体内主要在线粒体内在细胞质基质中在细胞质基质中氧气、多种酶氧气、多种酶无氧参加、需多种酶无氧参加、需多种酶葡萄糖彻底分解、葡萄糖彻底分解、产生产生CO2 2和和H2 2O葡萄糖分解不彻底

2、、葡萄糖分解不彻底、形成乳酸或酒精和形成乳酸或酒精和COCO2 2释放出大量能量释放出大量能量释放出少量能量释放出少量能量第一阶段的反应完全相同，并且都第一阶段的反应完全相同，并且都在细胞质基质内进行。在细胞质基质内进行。分解有机物，释放能量分解有机物，释放能量韭黄韭黄韭菜韭菜缺少叶绿素缺少叶绿素在植物绿叶中是不是只有叶绿素呢？在植物绿叶中是不是只有叶绿素呢？1、提取色素：、提取色素：(1)(1)研研磨磨材料材料:5g:5g鲜叶鲜叶药品药品SiOSiO2 2CaCOCaCO3 3无水酒精无水酒精原理：原理：1 1、色素能溶解在丙酮或酒精等有色素能溶解在丙酮或酒精等有机溶剂中，所以可用机溶剂中，

3、所以可用无水乙醇无水乙醇提取提取色素。色素。2 2、利用它们在层析液中的溶解度不同，利用它们在层析液中的溶解度不同，在滤纸上扩散的速度不同而在滤纸上扩散的速度不同而分离分离（溶解（溶解度大的，扩散的快，反之则慢。度大的，扩散的快，反之则慢。（一）、绿叶中色素的提取和分离（一）、绿叶中色素的提取和分离叶片要新鲜、深绿，保证色素叶片要新鲜、深绿，保证色素的含量研磨要迅速、充分的含量研磨要迅速、充分有助于研磨充分有助于研磨充分防止色素被破坏防止色素被破坏溶解色素溶解色素思考：思考：1 1、什么试剂可替代、什么试剂可替代无水乙醇？无水乙醇？2 2、层析液的组成？、层析液的组成？(2).(2).过滤：获

4、取绿色滤液过滤：获取绿色滤液单层尼龙布：过滤叶脉及二氧化硅等单层尼龙布：过滤叶脉及二氧化硅等倒入时要迅速，及时用棉塞将试管口塞严，倒入时要迅速，及时用棉塞将试管口塞严，防止乙醇挥发。防止乙醇挥发。2 2、. .准备滤纸条准备滤纸条铅笔线铅笔线画铅笔细线画铅笔细线将一端减去两个角：将一端减去两个角：防止层析液在滤纸条的边防止层析液在滤纸条的边缘处扩散的过快。缘处扩散的过快。在距这一端在距这一端1CM1CM处用铅笔画一条细的横线：处用铅笔画一条细的横线：画滤画滤液细线。液细线。干燥滤纸：透性好、吸收滤液多干燥滤纸：透性好、吸收滤液多3、画滤液细线：细、直、画滤液细线：细、直、齐齐、浓、浓。 滤液细

5、线滤液细线画滤液细线画滤液细线用毛细吸管，吸取少量滤液，沿着铅笔线用毛细吸管，吸取少量滤液，沿着铅笔线均匀地画，待滤液干燥后再画均匀地画，待滤液干燥后再画23次。次。滤液细线细而直：滤液细线细而直：防止色素带重叠而防止色素带重叠而影响分离效果。影响分离效果。滤液细线画滤液细线画23次：次：积累更多的色素，积累更多的色素，使分离后的色素带使分离后的色素带明显。明显。4 4、 分离色素：分离色素：插滤纸条插滤纸条层析液层析液培养皿培养皿层析液不能没及滤液线层析液不能没及滤液线胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b1、色、色素带的素带的位置说位置说明什么明什么问题？问题？2、色、色

6、素带的素带的宽窄说宽窄说明什么明什么问题？问题？叶绿体中的叶绿体中的色素提取液色素提取液四种色素对光的吸收四种色素对光的吸收叶绿素主要吸收叶绿素主要吸收_类胡萝卜素主要吸收类胡萝卜素主要吸收_蓝紫光蓝紫光蓝紫光、红光蓝紫光、红光1、春夏叶片为、春夏叶片为什么是绿色？而什么是绿色？而秋天树叶为什么秋天树叶为什么会变黄？会变黄？2、温室或大棚、温室或大棚种植蔬菜时，应种植蔬菜时，应选择什么颜色的选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜玻璃、塑料薄膜或补充光源？或补充光源？色素色素种类种类色素色素颜色颜色色素色素含量含量溶解溶解度度扩散扩散速度速度色素色素位置位置吸收吸收光谱光谱叶绿叶绿素素a a叶绿叶绿素素b

7、 b胡罗胡罗卜素卜素叶黄叶黄素素中下中下层层黄绿黄绿色色橙黄橙黄色色黄色黄色最多最多较低较低较慢较慢最高最高较多较多最低最低最少最少较少较少蓝绿蓝绿色色较高较高最慢最慢最快最快较快较快最下最下层层最上最上层层中上中上层层1、色素的合成需要哪些条件呢？、色素的合成需要哪些条件呢？2、色素的功能？、色素的功能？适宜的光照适宜的光照温度温度必需的矿质元素必需的矿质元素吸收、传递、转换光能吸收、传递、转换光能捕获光能的色素分布在细胞的什么部位？捕获光能的色素分布在细胞的什么部位？ 1817年年 两位法国科学家首次从植物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中分离出叶绿素，当时并不清

8、楚叶绿素在植物细胞中的分布情况。在植物细胞中的分布情况。 1865年年 德国植物学家德国植物学家萨克斯萨克斯研究叶研究叶绿素在光合作用中的功能时，发现叶绿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，素并非普遍分布在植物的整个细胞中，而是集中在一个个更小的结构里，后来而是集中在一个个更小的结构里，后来人们称之为人们称之为叶绿体叶绿体。在无空气黑暗处，用极细的在无空气黑暗处，用极细的光束照射水绵的部分叶绿体光束照射水绵的部分叶绿体18801880年年 德国科学家德国科学家 恩格尔曼恩格尔曼暴露在光下暴露在光下现象：现象：分析：分析：好氧细菌只集中在好氧细菌只集中在被光线照射

9、的被光线照射的叶绿叶绿体体附近。附近。光线照射部位进行光线照射部位进行光合作用产生了氧光合作用产生了氧气。气。现象：现象：好氧细菌分布在好氧细菌分布在叶叶绿体所有受光的部绿体所有受光的部位。位。分析：分析：叶绿体产生了氧气，叶绿体产生了氧气，是光合作用的场所。是光合作用的场所。1 1、选材：、选材：（1 1）水绵具有细长的带状叶绿体，水绵具有细长的带状叶绿体，易于观察现象。（易于观察现象。（2 2）好氧细菌的利用，准确）好氧细菌的利用，准确显示出氧气产生的部位。显示出氧气产生的部位。2 2、设计：、设计：黑暗无空气的设计，排除了氧气和黑暗无空气的设计，排除了氧气和光的干扰。光的干扰。4 4、暴

10、露光下：、暴露光下：再一次验证实验结果。再一次验证实验结果。3 3、极细的光束照射：、极细的光束照射：叶绿体上可分为光照多叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验。和光照少的部位，相当于一组对比实验。恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处？恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处？氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是光合氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。作用的场所。恩格尔曼的实验结论是什么？恩格尔曼的实验结论是什么？（二）、叶绿体的结构和功能（二）、叶绿体的结构和功能叶叶绿绿体体含色素含色素位于类囊体薄膜上位于类囊体薄膜上含光合酶含光合酶位于类囊体上位于类囊体上（少量）（少量）位于基

11、质中位于基质中（大量）（大量）总结：总结：叶绿体是光合作用的场所。它内部叶绿体是光合作用的场所。它内部的巨大膜面积上，不仅分布着许多的巨大膜面积上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶行光合作用所必需的酶2000多年前多年前亚里士多德亚里士多德(Aristotle) 问题：问题：植物生长所需的物质来自何处？植物生长所需的物质来自何处？认为认为：构成植物：构成植物 体的原料是土壤体的原料是土壤 植物增加的重量植物增加的重量= =土壤减少的重量土壤减少的重量五年后五年后16481648年比利时海尔蒙特的实验年比利时海尔蒙特的实验结论：植物增

12、重主要来自水分结论：植物增重主要来自水分一段时间一段时间后后一段时间后一段时间后17711771年英国普利斯特利实验年英国普利斯特利实验普利斯特利实验普利斯特利实验结论结论：植物可以更新空气植物可以更新空气为什么蜡烛不会熄灭呢？已知材料：丁香 蜡烛 玻璃钟罩 环境因素：阳光 实验现象：夕照下玻璃罩丁香旁的蜡烛依实验现象：夕照下玻璃罩丁香旁的蜡烛依然燃烧然燃烧 结论：绿色植物可以更新空气 请指出一个明显的漏洞。请指出一个明显的漏洞。没有设置对照组没有设置对照组, ,排除光照对实验排除光照对实验结果的干扰。结果的干扰。17791779年，荷兰的英根豪斯年，荷兰的英根豪斯结论结论1：只有在：只有在光

13、下光下植物才能更新空气。植物才能更新空气。 黑 暗 光 下 结论结论2 2：植物体：植物体只有只有绿绿叶在光下才能更新空气。叶在光下才能更新空气。普利斯特利的实验只有在普利斯特利的实验只有在阳光照射阳光照射下才能成功下才能成功 17851785年，发现了空气的组年，发现了空气的组成，科学家在明确绿叶在光下成，科学家在明确绿叶在光下放出放出的气体是的气体是氧气氧气，吸收吸收的是的是二氧化碳二氧化碳 18451845年年，德国的科学家，德国的科学家梅耶梅耶指指出：植物光合作用时，把出：植物光合作用时，把光能转光能转换成化成化学能储存换成化成化学能储存起来起来。依据：依据：能量转换和守恒定律能量转换

14、和守恒定律一半曝光，一半遮光一半曝光，一半遮光在暗处放置几小的叶片在暗处放置几小的叶片18641864年萨克斯的实验年萨克斯的实验暗处理暗处理光照光照酒精酒精脱色脱色碘蒸汽处理碘蒸汽处理结论结论：绿色叶片光合作用产生淀粉，绿色叶片光合作用产生淀粉，绿色叶片进行光合作用需要光绿色叶片进行光合作用需要光C18O2 CO2H H2 2O OH H2 21818O O光照光照下的下的球藻球藻悬液悬液O218O2AB同位素同位素1818O O分别标记分别标记H H2 2O O和和COCO2 2H H2 2 1818O O和和C C1 18 8O O2 2结论：结论：光合作光合作用释放用释放的氧来的氧来自

15、水自水光合作用释放的光合作用释放的O O2 2到底是来自到底是来自H H2 2O O，还是还是COCO2 2？1941年鲁宾和卡门用同位素标记法进行了研究年鲁宾和卡门用同位素标记法进行了研究光合作用的定义光合作用的定义绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化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，并释放碳和水转化成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程出氧气的过程谢谢大家！谢谢大家！ 1.色素分布在叶绿体的什么部位？ 2.与光合作用有关的酶在什么地方？ 3.ATP的来源途径有哪些？类囊体薄膜上类囊体薄膜上类囊体和叶绿体基质中类囊体和叶绿体基质中细胞呼吸和光合作用细胞

16、呼吸和光合作用二二、光合作用的过程、光合作用的过程光反应光反应暗反应暗反应划分依据划分依据: :反应过程反应过程是否需要光能是否需要光能叶叶绿绿体体色色素素H2O水的光解水的光解叶叶绿绿体体色色素素O2HADP Pi酶酶ATP光反应色色素素光光能能条件条件 ：光、光、 色素、色素、酶酶场所：场所：物质物质变化变化水的光解：水的光解：ATP的合成：的合成：类囊体薄膜上类囊体薄膜上H2O H+O2光光 色素色素ADPPi ATP 光光酶酶光能光能1.光反应阶段光反应阶段吸收、传递和转吸收、传递和转换光能换光能能量转变：能量转变：ATP中活跃的化学能中活跃的化学能产物：产物：O2、H、ATP叶叶绿绿

17、体体色色素素H2O水的光解水的光解叶叶绿绿体体色色素素O2HADP Pi酶酶ATP2C3多种酶多种酶参加催化参加催化供氢供氢供能供能还还原原（CH2O）暗反应光反应CO2C5固固定定色色素素光光能能条件：条件： 有光无光都可，需多种酶有光无光都可，需多种酶场所：场所： 叶绿体基质叶绿体基质物质物质变化变化CO2的固定：的固定： CO2C5 2C3酶酶C3的还原：的还原：ATP中活跃中活跃的化学能的化学能2.暗反应阶段暗反应阶段2C3+H (CH2O)+C5酶酶ATPADP+Pi能量转变：能量转变：有机物中稳有机物中稳定的化学能定的化学能产物：产物： （CH2O） 、 ADP 、 Pi光合作用的

18、实质光合作用的实质光合作用是指绿色植物通过光合作用是指绿色植物通过叶叶绿体绿体，利用，利用光能光能，把，把二氧化碳二氧化碳和水和水转化成储存着能量的转化成储存着能量的有机有机物物，并且释放出，并且释放出氧气氧气的过程。的过程。 场所场所条件条件产物产物原料原料能量变化：能量变化：最基本的物质代谢和能量代谢最基本的物质代谢和能量代谢物质变化：物质变化：整个光合作用过程中的物质变化和整个光合作用过程中的物质变化和能量变化分别是什么？能量变化分别是什么？ 把简单的无机物把简单的无机物转变为复杂的有机物转变为复杂的有机物 把光能转变成把光能转变成储存在有机物中的化学储存在有机物中的化学能能你能写出光合

19、作用的反应式吗？你能写出光合作用的反应式吗？光合作用的反应式：光合作用的反应式：CO2+H2*O（CH2O）+*O2光能光能叶绿体叶绿体6CO2 +12H2*O C6H12O6+6H2O+6*O2光能光能叶绿体叶绿体光合作用的重要意义光合作用的重要意义完成了自然界巨大规模的物质转变：完成了自然界巨大规模的物质转变：无机物无机物 有机物有机物完成了自然界巨大规模的能量转变：完成了自然界巨大规模的能量转变：光能光能 化学能化学能维持大气中二氧化碳含量的相对稳定维持大气中二氧化碳含量的相对稳定对生物的进化具有重要作用对生物的进化具有重要作用光合作用与呼吸作用的区别：光合作用与呼吸作用的区别：光合作用

20、光合作用呼吸作用呼吸作用原料原料CO2、H2OO2、葡萄糖等有机物、葡萄糖等有机物产物产物O2、葡萄糖等有机物、葡萄糖等有机物CO2、H2O等等能量能量转换转换贮藏能量的过程贮藏能量的过程光能光能活跃的化学能活跃的化学能稳稳定的化学能定的化学能释放能量的过程释放能量的过程稳定的化学能稳定的化学能活跃活跃的化学能的化学能发生发生场所场所 叶绿体叶绿体线粒体、细胞质线粒体、细胞质基质基质条件条件光照下才可发生光照下才可发生光下、暗处都可发生光下、暗处都可发生硝化细菌化能合成作用 2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量 2HNO2+O2 2HNO3+能量 能量硝化细菌的化能合成作用硝化细菌的化

21、能合成作用6CO2+6H2O(CH2O)+6O2化能合成作用化能合成作用 细菌利用体外环境中的某些无机细菌利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有物氧化时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用叫机物，这种合成作用叫化能合成化能合成作用作用。 除了硝化细菌外，自然界还有铁除了硝化细菌外，自然界还有铁细菌、硫细菌属于进行化能合成细菌、硫细菌属于进行化能合成作用的自养生物。作用的自养生物。自养生物：自养生物：光能自养型（例如绿色植物）光能自养型（例如绿色植物）异养生物：异养生物：人、动物、真菌、人、动物、真菌、大多数细菌大多数细菌人、动物和植物最大的区别是人、动物和植物最大的区别是什么？

22、什么？化能自养型（例如化能自养型（例如 硝化细菌）硝化细菌）有阳光的天气真好！有阳光的天气真好！因为我们要进行光合作用因为我们要进行光合作用光能光能CO2+H2O叶绿叶绿体体（CH2O）+O2光合作用强度表示方法光合作用强度表示方法1、单位时间内光合作用产生有机物的量、单位时间内光合作用产生有机物的量2、单位时间内光合作用吸收、单位时间内光合作用吸收CO2的量的量3、单位时间内光合作用放出、单位时间内光合作用放出O2的量的量 植物自身因素植物自身因素 环境因素对光合作用的影响环境因素对光合作用的影响1）光照）光照2）温度）温度3）二氧化碳浓度）二氧化碳浓度4）水分）水分5）矿质元素）矿质元素实

23、验原理：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，植物吸收分，使叶片沉于水中。在光合作用过程中，植物吸收CO2放出放出O2，由于，由于O2在水中的溶解度很小，而在细胞间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。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探究环境因素对光合作用的影响观察与记录观察与记录烧烧杯杯光照光照（日光灯）（日光灯）距离距离光照光照强度强度叶子圆片上浮

24、所需时间叶子圆片上浮所需时间第一片第一片第二片第二片第三片第三片第四片第四片140W5CM强240W30CM中340W50CM弱结论：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光照强度光照强度 真正光合速率真正光合速率=净光合速率净光合速率+呼吸速率呼吸速率光光合合作作用用速速率率CO2浓度浓度2.二氧化碳的供应对光合效率的影响规律规律:在一定的浓度范围内在一定的浓度范围内,光合作用速率随光合作用速率随CO2的浓度增大而加快，超过一定浓度光合作的浓度增大而加快，超过一定浓度光合作用速率趋于稳定。用速率趋于稳定。光合作用是在酶的催化下进行的，温度直光合作用是在酶的催化下进行的，温度直接影响酶的活性。一般植物在接影响酶的活性。一般植物在10103535下正常进行光合作用。下正常进行光合作用。 3.3.影响光合作用的因素影响光合作用的因素温度温度应用：应