能量之源-光与光合作用.ppt

1、能量之源光与光合作用,第五章 第4节,一、捕获光能的色素,（一）实验：绿叶中色素的提取和分离 实验原理： 提取原理利用色素能溶于有机溶剂的性质，用丙酮、无水乙醇等有机溶剂提取绿叶中的色素。 分离原理几种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的色素扩散得慢。,方法与步骤,提取色素,称取5g左右的鲜叶，剪碎，放入研钵中。加少许的二氧化硅（研磨充分）和碳酸钙（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。,制备滤纸条,方法与步骤,画滤液细线,方法与步骤,分离色素,方法与步骤,观察与记录,方法与步骤,（二）色素的种类,一.捕获光能的色素,叶绿

2、体中的色素提取液,实验表明：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。,色素对光的吸收,二、捕获光能的结构,恩格尔曼的实验,隔绝空气黑暗环境 用极细光束照射,完全暴露在光下,结论： 氧是由 叶绿体释放出来的， 叶绿体是进行光合作用的场所。光合作用需要光照。,选材好。 水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可确定释放氧多的部位。,设计妙。 没有空气的黑暗环境排除氧气和光的干扰； 用极细的光束照射，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相对于一组对比实验。,恩格尔曼实验的巧妙之处？,捕获光能的结构叶绿体,三、光合作用的探究历程,植物可以更新空气,只有在光照下，只有绿叶才可以

3、更新空气,光合作用的产物除氧气外还有淀粉。,植物光合作用把光能转化成化学能储存起来,氧是由 叶绿体释放出来的， 叶绿体是光合作用的场所。,光合作用释放的氧全部来自水,光合产物中有机物的碳来自CO2,5年后,17世纪40年代，赫尔蒙特(J.B. van Helmont，荷兰),柳树增重74.47kg 土壤减少0.06kg,植物增重主要来自水分,不足：没有考虑到空气对光合作用的影响。,三、光合作用的探究历程,结论：,植物能够净化因燃烧或呼吸而变混浊的空气。,1779年,荷兰科学家英格豪斯确定植物只有绿叶才能更新空气并且依赖于光照。,1785年,拉瓦锡发现了空气的组成。 科学家明确了绿叶在光下吸收C

4、O2 ，释放O2。,1845年，德国科学家梅耶指出，植物光合作用时，把光能转化成化学能储存起来。,三、光合作用的探究历程,光合作用的产物除氧气外还有淀粉。,结论：,1864年 德国 萨克斯,1939年 美国 鲁宾和卡门,光合作用释放的氧全部来自水。,C18O2 H2O,CO2 H218O,18O2,O2,结论：,20世纪40年代 美国 卡尔文,用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C转化为有机物中的C，称为卡尔文循环。,CO2,原料：二氧化碳、水,产物：糖类、氧气,场所：叶绿体,条件：光、多种酶, 光合作用的原料、产物、场所、条件是什么？,你能用一个化学反应式表示出来吗

5、?,思考与讨论：,色素分子,可见光,吸收,光反应,暗反应,四、光合作用的过程,叶绿体类囊体薄膜,叶绿体基质,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）,光反应 暗反应,场所,条件,物质变化,能量 变化,光化学反应,酶促反应,类囊体薄膜上,叶绿体基质中,光、色素、酶、水,H、ATP、CO2、酶,水的光解、ATP的生成,CO2的固定、 C3的还原,光能,活跃的化学能,活跃的化学能,稳定的化学能,联系,光反应为暗反应提供了H和ATP；暗反应

6、为光反应提供ADP和Pi。,反应性质,据统计： 1、地球表面的绿色植物每年大约制造了4400亿吨有机物。 2、地球表面的绿色植物每年储存的能量约为7.111018KJ，这个数字大约相当于240000个三门峡水电站每年所发出的电力，相当于人类在工业生产、日常生活和食物营养上所需要的能量的100倍。,与生活联系,光合作用与呼吸作用的区别：,叶绿体：,1都是双层膜 2都有增大膜面积的结构 3都与能量转换有关 4都有少量的DNA和RNA,线粒体：,学评P72-21题,标出图中序号的内容,五、光合作用原理的应用,1、影响光合作用强度的主要环境因素,1）光照(强度、长度、光质）,2）空气中CO2的含量,3

7、）外界温度的高低,4）矿质元素的供应,影响,光反应阶段,影响,暗反应阶段,影响,酶的活性,影响,物质的合成,5）水分的供应,影响,光反应阶段 间接影响暗反应,2、提高光合作用强度的措施,1）增加光照强度 延长光照时间 增加光照面积,3）白天适当升温，夜晚适当降温,2）提高CO2浓度,4）适当增加植物的含水量,5）适当增加矿质元素的含量,五、光合作用原理的应用,P106拓展题,拓展题 1.（1）根据图中的曲线表明，710时光合作用强度不断增强，这是因为在一定温度和二氧化碳供应充足的情况下，光合作用的强度是随着光照加强而增强的。 （2）在12时左右光合作用强度明显减弱，是因为此时温度很高，蒸腾作用

8、很强，气孔大量关闭，二氧化碳供应减少，导致光合作用强度明显减弱。 （3）1417时光合作用强度不断下降的原因，是因为此时光照强度不断减弱。,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。,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。例如人、动物、真菌及大多数的细菌。,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。例如少数的细菌，如硝化细菌。,光能自养生物,化能自养生物,所需的能量来源不同（光能、化学能）,六、化能合成作用,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机物的合成作用

9、。,例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌,六、化能合成作用,P106基础题 1.（1）；（2）。 2.B。 3.D。 4.C。 5.D。 6.B。 7.光合作用中光反应阶段的能量来源是光能，暗反应阶段的能量来源是ATP。 8.白天若突然中断二氧化碳的供应，叶绿体内首先积累起来的物质是五碳化合物。,P100 基础题 1.（1）；（2）。 2.B。 3.结论是：叶绿体主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用，放出氧气。 拓展题 1.植物体吸收光能的色素， 还存在于植物幼嫩的茎和果实等器官的一些含有光合色素的细胞中。,2.提示：是的。 不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光，

10、即红藻反射出了红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄色的光。水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于对蓝、绿部分的吸收，即到达深水层的光线是相对富含短波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方。,P108 自我检测题,判断题 1.。 2.。 3.。 选择题 1.D。 2.D。 画概念图,二、知识迁移 提示：松土是我国农业生产中一项传统的耕作措施。松土可以增加土壤的透气性，能促进土壤中枯枝落叶、动物遗体和粪便等有机物的分解，从而有利于农作物生长。但是，松土容易造成水土流失，可能成为沙尘暴的一种诱发因素。科学研究表明，产生沙尘的地表物质以直径为0

11、.0050.06 mm的粉尘为主，这些粉尘主要来自农田。由于松土促进了土壤微生物的有氧呼吸，增加了二氧化碳的分解和排放，从而使温室效应和全球气候变暖问题变得更加严重。此外，松土还增加了农业生产的成本。为此，农业生产上应当提倡免耕法。 免耕法又叫保护性耕作法，是指农业生产中平时不用或尽量少用松土措施（能保证种子发芽出土即可），收获时只收割麦穗或稻穗等部位，而将经过处理后的农作物秸秆和残茬保留在农田地表，任其腐烂，以便尽量恢复土壤的自然状态并保护土壤，避免水分蒸发。对于农业病虫害和农田杂草，则主要通过使用农药和除草剂来解决。免耕法有利于水土保持，能减少沙尘暴的发生，并能提高土壤的肥力。,四、思维拓

12、展 哈密地区位于我国的高纬度地区（夏季的白天长），阳光充足，而且光照强烈，所以哈密瓜植株的叶片进行光合作用的时间长，光合作用的强度大，积累的糖类自然就会很多。哈密地区夜间温度比较低，哈密瓜植株的细胞呼吸相对比较弱，消耗的糖类物质就会比较少。这样，哈密瓜内积存的糖类比较多。哈密瓜细胞内的糖类在有关酶的催化作用下，最终转化成果糖和葡萄糖，所以哈密瓜特别甜。 自己的家乡或社区如果想种植哈密瓜并使瓜甜，就要模仿哈密地区的自然条件，创造类似的生态环境，如采取白天适当增加光照时间和光照强度，夜间适当降低温度等措施。,学评习题评讲,2、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

13、水的光解三碳化合物被还原 A. B. C. D.,1、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 A B C D,B,3、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 ATP CO2 葡萄糖,B,5、在光照充足的环境里，将黑藻放入含有18O的水中，过一段时间后，分析18O放射性标记，最先（ ） A、在植物体内的葡萄糖中发现 B、在植物体内的淀粉中发现 C、在植物体内的淀粉、脂肪、蛋白质中均可发现 D、在植物体周围的空气中发现,D,4、在暗

14、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,6、在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉的是（ ） A、H B、C5化合物 C、ATP D、CO2,B,7、将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的C02条件下。如果将环境中C02含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况依次是 A. 上升；下降；上升 B. 下降；上升；下降 C. 下降；上升；上升 D. 上升；下降；下降,C,9、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,8、与光合作用光反应有关的是（ ） H2O ATP ADP CO2 A. B. C. D.,