生物：5.4《能量之源---光与光合作用》课件2（新人教版必修1）.ppt

1、第4节 能量之源- 光与光合作用,一、捕获光能的色素和结构,二、光合作用的原理和应用,光合作用过程演示,为什么有些植物的叶片不是绿色的?,为什么有些植物的叶片在不同时期颜色不同呢？,思考？,绿叶中色素的提取和分离,操作步骤：,提取色素,制备滤纸条,画滤液细线,分离色素,观察与记录,实验,方法与步骤,称取5g左右的鲜叶，剪碎，放入研钵中。加少许的石英砂（充分研磨）和碳酸钙 (中和细胞中的酸，防止镁从叶绿素分子中移出)与10ml无水乙醇。在研钵中快速研磨。将研磨液进行过滤。,提取色素,制备滤纸条,方法与步骤,画滤液细线,方法与步骤,方法与步骤,分离色素,方法与步骤,分离色素,讨论： 1、实验中丙酮

2、和层析液的用途是什么？ 2、叶绿体中的色素有哪几种？分布情况是怎样的？,提取和分离叶绿体中的色素,胡萝卜素,叶黄素,叶绿素a,叶绿素b,叶绿体中的色素,提取和分离叶绿体中的色素,胡萝卜素（橙黄色）,证明了色素的种类和颜色,1.捕获光能的色素,叶绿体中的色素主要吸收红橙光和蓝紫光,叶片为什么往往是绿色的呢？,叶绿素中的吸收光谱,0,400,500,600,700 nm,50,100,叶绿素b,叶绿素a,分析：为什么植物春夏叶子翠绿，而深秋则叶片金黄呢？,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

3、量破坏，而使类胡罗卜素的颜色显示出来,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的呢个主要吸收蓝紫光。,2.叶绿体的结构,这些囊状结构称为类囊体。吸收光能的四种色素，就分布在类囊体的薄膜上。,叶绿体的结构,1880年，恩格尔曼的实验,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。,说明色素的种类、功能和分布,色素主要分布于叶绿体的类囊体膜上,二、光合作用的原理和应用,五年后,1642年，海尔蒙特(J.B. van Helmont),柳树增重 74.47

4、 kg 土壤减少 0.06 kg,水分是建造植物体的唯一原料,1.光合作用的探究历程：,2.5 Kg,1771年（英）普里斯特利的实验,植物可以更新空气；,现象：,蜡烛熄灭。,现象：,蜡烛持续燃烧。,现象：,小鼠死亡。,现象：,小鼠存活。,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的实验； 1785年，明确绿叶在光下放出的是氧气，吸收的是二氧化碳； 1845年，梅耶指出，植物在进行光合作用时，把光能转变成化学能储存起来；,现象：,1864年 德国科学家 萨克斯,未遮光部分变成蓝色。,（置于暗处几小时） 思考：目的是什么？,1864年，（德）萨克斯的实验,绿

5、色叶片中光合作用中产生了淀粉；,1880年 德国科学家 恩吉尔曼,现象：,分析 ：,在没有空气的黑暗环境中,好氧细菌只集中在被光线照射的叶绿体附近。,光线照射部位进行光合作用产生了氧气。,1880年 德国科学家 恩吉尔曼,在没有空气的光亮环境中,现象：,集中原因：,见光叶绿体部位有氧气的产生。,好氧细菌集中在叶绿体所有受光部位。,结论：,叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。,恩吉尔曼实验设计有哪些巧妙之处？,选材：水绵具有细长的带状叶绿体，易于观察现象。 好氧细菌的利用，准确显示出氧气产生的部位。,设计：黑暗无空气的设计；,进行黑暗和曝光的对比实验。,极细光线的入射；,原料/条件 场所 产物

6、海尔蒙特(van Helmont) 普里斯特利（J. Priestley） 英格豪斯（J. Ingen-housz） 拉瓦锡（Laroisier, A.L. ） 萨克斯（J. von Sachs） 恩吉尔曼（C. Engelmann）,H20,淀粉,叶绿体,（阳光）,O2,CO2,20世纪30年代，鲁宾和卡门（美）的同位素标记实验：,结论： 光合作用产生的氧气全部来自水，而不是来自CO2。,2、第二组向同种绿色植物提供H218O和CO2,1、第一组向绿色植物提供C18O2和 H2O 。,C18O2+H2O,CO2+H218O,O2,18O2,光合作用释放的O2全部来自于H2O,用氧的同位素18

7、O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：,20世纪40年代，卡尔文(M.Calvin),用14C标记的CO2供小球藻实验，追踪检测其放射性。探明CO2中的C的转移途径。,卡尔文循环：CO2 C3 (CH2O),叶片中的叶肉细胞,绿叶,回顾,叶肉细胞 亚显微结构模式图,叶绿体亚显微 结构模式图,2.光合作用的过程,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,(1).光反应阶段,酶,光、,色素、,叶绿体内的类囊体膜上,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,CO2,糖类,五碳化合物 C5

8、,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：,叶绿体的基质中,多种酶、,H 、ATP,3.光合作用的总反应式：,CO2+H2O,叶绿体,光能,糖类,(CH2O)+O2,小结,需要光 色素、酶,不需要光 酶,类囊体膜上,基质中,水的光解；ATP的合成,CO2的固定；C3的还原,ATP中活 跃化学能,ATP中活 跃化学能,光能,有机物中稳 定化学能,光反应 为 暗反应 提供 H 和ATP，,暗反应 为 光反应 提供 ADP 和Pi 。,4.光合作用原理的实际应用,光合作用效率,1、光照强度,3、CO2浓度,4、温度,5

9、、水 （合理灌溉）,2、光质,影响光合作用效率的因素,光照强度,真正光合速率=净光合速率+呼吸速率,轮作：延长光合作用时间,间种、合理密植： 增加光合作用面积,合理利用光能,温度,CO2浓度,b:CO2的补偿点,c:CO2的饱和点,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,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

10、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）,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,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）

11、。 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,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,5.光合作用与呼吸作用的区别：,6.叶绿体和线粒体：,都是双层膜 都有基粒和酶 都有增大膜面积的结构 都有少量的DNA和RNA 都与能量转换有关 都是半自主复制细胞器,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