光與光合作用課件

第四節(jié)能量之源——光與光合作用

第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用有些蔬菜大棚內(nèi)懸掛發(fā)紅色或藍(lán)色的燈管，并且在白天也開燈。討論：用這種方法有什么好處呢？為什么不用別的顏色的燈作補(bǔ)充光源呢？一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)對絕大多數(shù)生物來說，活細(xì)胞所需能量的最終源頭是來自太陽的光能將光能轉(zhuǎn)換成細(xì)胞能夠利用的化學(xué)能的是光合作用進(jìn)行光合作用的細(xì)胞如何捕獲光能呢？（一）捕獲光能的色素種植的玉米有時會出現(xiàn)白化苗，白化苗由于不能進(jìn)行光合作用，待種子中的養(yǎng)分耗盡就會死亡。光合作用與細(xì)胞中的色素有關(guān)綠葉中有哪些色素呢？實驗——綠葉中色素的提取和分離實驗原理：色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中。

綠葉中不同色素都能溶解在層析液中，但它們?nèi)芙舛炔煌?。目的要求：綠葉中色素的提取和分離及色素的種類材料用具：新鮮的綠葉（菠菜綠葉）、無水乙醇、層析液、二氧化硅、碳酸鈣、定性濾紙等方法步驟：1.提取綠葉中的色素

2.制備濾紙條3.畫濾液細(xì)線

4.分離綠葉中的色素5.觀察和記錄討論：1.濾紙條上色帶的數(shù)目、排序、寬窄？2.濾紙條上的濾液細(xì)線，為什么不能觸及層析液？方法與步驟：稱取5g左右的鮮葉，剪碎，放入研缽中。加少許的

二氧化硅（充分研磨）和碳酸鈣(防止研磨中色素被破壞)與10ml無水乙醇。在研缽中快速研磨。將研磨液進(jìn)行過濾。1.提取綠葉中的色素2.制備濾紙條將干燥的定性濾紙剪成略小于試管長與直徑的濾紙，將濾紙條的一端剪去兩角。并在距這一端1cm處用鉛筆畫一條細(xì)的橫線1cm3.畫濾液細(xì)線用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻的畫一條細(xì)線。待濾液干后，再畫一次。4.分離綠葉中的色素將層析液倒入試管中，然后將濾紙條畫有的濾液細(xì)線的一端朝下，輕輕插入到層析液中，隨后用棉塞塞緊試管口。

！為避免過多吸入層析液中的揮發(fā)性物質(zhì)，本實驗應(yīng)在通風(fēng)條件下進(jìn)行，實驗結(jié)束時及時用肥皂洗手注意：不能讓濾液細(xì)線觸及層析液5.觀察和記錄觀察試管內(nèi)濾紙條上出現(xiàn)了幾條色素帶，以及每條色素帶的顏色。實驗結(jié)果：綠葉中的色素有4種，可以歸納為兩類：葉綠素類胡蘿卜素（含量約3/4）（含量約1/4）葉綠素a（藍(lán)綠色）葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）綠葉中的色素分析：為什么植物春夏葉子翠綠，而深秋則葉片金黃呢？由于葉綠素的含量大大超過類胡蘿卜素，而使類胡蘿卜素的顏色被掩蓋，只顯示出葉綠素的綠色由于葉綠素比類胡蘿卜素易受到低溫的破壞，秋季低溫使葉綠素大量破壞，而使類胡蘿卜素的顏色顯示出來葉綠體中的色素提取液葉綠素主要吸收___________類胡蘿卜素主要吸收________藍(lán)紫光藍(lán)紫光、紅光光合色素的作用：吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能四種色素對光的吸收葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜

從連續(xù)光譜可以看到不同波長的光被吸收的情況：葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍(lán)紫光和紅光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光。對綠光的吸收最少。因為葉綠素對綠光吸收最少，綠光被反射回來，所以葉片呈現(xiàn)綠色這些捕捉光能的色素存在于細(xì)胞中什么部位呢？1817法國兩位科學(xué)家首次分離出葉綠素1865德國植物學(xué)家薩克斯發(fā)現(xiàn)葉綠素集中在細(xì)胞中的一個小的結(jié)構(gòu)里。后來人們稱之為葉綠體色素：基粒類囊體的薄膜上酶：基粒類囊體的薄膜上和葉綠體基質(zhì)中葉綠體結(jié)構(gòu)模式圖（二）葉綠體的結(jié)構(gòu)二、光合作用的原理和應(yīng)用光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程。（一）光合作用的探究歷程年代科學(xué)家結(jié)論1771普利斯特利植物可以更新空氣17791785英格豪斯只有在光照下植物體的綠葉可以更新空氣明確綠葉在光下放出的氣體是氧氣，吸收的是二氧化碳1845R.梅耶植物在光合作用時把光能轉(zhuǎn)變成了化學(xué)能儲存起來18641880薩克斯恩格爾曼綠色葉片光合作用產(chǎn)生淀粉氧由葉綠體釋放出來。葉綠體是光合作用的場所1941魯賓卡門光合作用釋放的氧來自水。20世紀(jì)40代卡爾文光合產(chǎn)物中有機(jī)物的碳來自CO2

A組:B組:1771年,(英)普里斯特利(JosephPriestley)的實驗綠色植物在光照下吸收了二氧化碳，產(chǎn)生了氧氣這個實驗說明:碘蒸氣處理一半曝光，一半遮光在暗處放置幾小的葉片1864年,(德)薩克斯(JuliusvonSachs)的實驗這個實驗證明:綠葉在光合作用中產(chǎn)生了淀粉黑暗中光照下1880年,(美)恩格爾曼(C.Engelmann)的實驗這個實驗證明:氧是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場所2.第二組向同種綠色植物提供H218O和CO21.第一組向綠色植物提供C18O2和H2O。C18O2+H2O

CO2+H218O光照光照O2

證明：光合作用釋放的O2全部來自于H2O1930年，(美)魯賓(S.Ruben)和卡門(M.Kamaen)用同位素標(biāo)記法研究光合作用:18O21.場所：葉綠體2.條件：光3.原料：二氧化碳、水4.產(chǎn)物：糖類、氧氣

通過以上的研究和探索，你能說出光合作用的場所、條件、原料、產(chǎn)物是分別是什么嗎？CO2+H2*

O光能葉綠體（CH2O)+*O2你能用一個化學(xué)反應(yīng)式表示出來嗎?CO2+H2O*

(CH2O)+O2*光能葉綠體光合作用的概念及反應(yīng)式光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧的過程。（二）光合作用的過程光合作用的具體過程可以分為幾個階段？光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段必須有光能才能進(jìn)行光合作用的過程光反應(yīng)暗反應(yīng)思考：暗反應(yīng)為什么稱之為“暗”反應(yīng)？

暗反應(yīng)在光下能不能進(jìn)行？H2

O光2[H]+1/2O2酶ADP+Pi+能量ATP光反應(yīng)水的光解：ATP的形成：光合作用酶2C3CO2+C5[H]ATP酶C6H12O62C3暗反應(yīng)CO2的固定：CO2的還原：※光反應(yīng)階段與暗反應(yīng)階段的比較項目光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段區(qū)別場所條件物質(zhì)變化能量轉(zhuǎn)化活躍的化學(xué)能→糖類等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能類囊體的薄膜上葉綠體的基質(zhì)中光、色素、酶酶、[H]、ATP(有無光均可)光能→ATP中活躍的化學(xué)能1.水的光解1.CO2的固定2.C3的還原3.ATP水解聯(lián)系1、光反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ)，光反應(yīng)為暗反應(yīng)的進(jìn)行提供[H]和ATP2、暗反應(yīng)是光反應(yīng)的繼續(xù)，暗反應(yīng)水解ATP生成ADP和Pi為光反映的物質(zhì)(ATP)合成提供原料.2.ADP合成ATP6CO2+12H2O光能葉綠體C6H12O6+6H2O+6O2元素來龍去脈光合作用完整反映式(計算式)【總結(jié)】光合作用的過程可以分為兩個階段，光反應(yīng)和暗反應(yīng)，光反應(yīng)階段主要是在囊狀結(jié)構(gòu)薄膜上利用光能將水光解成[H]和O2，同時將光能轉(zhuǎn)變成不穩(wěn)定的化學(xué)能，儲存在ATP中；暗反應(yīng)階段主要在葉綠體基質(zhì)中將CO2中的C通過CO2的固定和CO2的還原儲存在有機(jī)物中，同時將ATP中的能量轉(zhuǎn)移到有機(jī)物中。無機(jī)物有機(jī)物2.能量轉(zhuǎn)化：光能有機(jī)物中的化學(xué)能1.物質(zhì)轉(zhuǎn)化：【探索】光合作用的意義是什么？1.生物界中有機(jī)物的來源3.調(diào)節(jié)大氣中氧氣和二氧化碳的含量2.生物生命活動所需能量的最終來源4.對生物的進(jìn)化有重要作用【探索】通過學(xué)習(xí)光合作用的實質(zhì)是什么？（三）、探究影響光合作用的因素：1.光照：(光合作用的動力)光照強(qiáng)度、光照時間、光質(zhì)適當(dāng)提高光照強(qiáng)度、延長光照時間促進(jìn)光反應(yīng)，產(chǎn)生更多的ATP和[H]思考：如果其它條件正常，突然停止光照，C3、C5、ATP、[H]的含量會怎么變化？C3↑C5、ATP、[H]↓光合速率2.CO2濃度：光合作用的原料之一適當(dāng)提高空氣中CO2濃度，促進(jìn)暗反應(yīng)進(jìn)行思考：夏天正午氣孔關(guān)閉時C3、C5、ATP、[H]的含量會怎么變化？C3C5、ATP、[H]↓↑光合速率思考：如果其它條件正常，突然停止CO2供應(yīng)，C3、C5、ATP、[H]的含量會怎么變化？C3減少、C5增加、ATP增加、[H]增加3.H2O：原料之一4.溫度：影響酶活性5.礦質(zhì)元素：葉綠素的組成元素ＣＨＯＮＭg6.葉齡：光照/CO2/H2O/礦質(zhì)元素光合速率光合速率溫度光合速率葉齡※（1）影響光合作用的因素CO2、水份、光照的長短與強(qiáng)弱、光質(zhì)、溫度、礦質(zhì)元素等（2）提高農(nóng)作物光合作用強(qiáng)度的措施1、適當(dāng)提高光照強(qiáng)度、延長光照時間3、適當(dāng)提高CO2濃度4、適當(dāng)提高溫度5、適當(dāng)增加植物體內(nèi)的含水量6、適當(dāng)增加礦質(zhì)元素的含量2、合理密植（四）光合作用原理的應(yīng)用自養(yǎng)生物:以CO2和H2O（無機(jī)物）為原料合成糖類（有機(jī)物），糖類中儲存著的能量。異養(yǎng)生物:只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機(jī)物來維持自身的生命活動。所需的能量來源不同（光能、化學(xué)能）光能自養(yǎng)生物綠色植物硝化細(xì)菌化能自養(yǎng)生物例如人、動物、真菌及大多數(shù)的細(xì)菌。(五）化能合成作用

利用環(huán)境中某些無機(jī)物氧化時所釋放的能量來把無機(jī)合成有機(jī)物。少數(shù)的細(xì)菌，如硝化細(xì)菌。2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量硝化細(xì)菌2HNO2+O22HNO3+能量硝化細(xì)菌舉例：6CO2+6H2OC6H12O6+6O2能量化能合成：1.在光合作用中，糖類是在

階段形成的，氧氣是在

階段形成的，ATP是在

階段形成的。2.某科學(xué)家用14C的二氧化碳來追蹤光合作用中的碳原子，證明其轉(zhuǎn)移的途徑是（）

A.二氧化碳

葉綠素

ATPB.二氧化碳

三碳化合物

ATPC.二氧化碳

三碳化合物

糖類D.二氧化碳

五碳糖

糖類3.光合作用過程中釋放的氧氣來源于（）

A.二氧化碳B.水C.葉綠體D.葡萄糖暗反應(yīng)光反應(yīng)CB光反應(yīng)鞏固練習(xí)4.上圖是在盛夏的某一晴天，一晝夜中某植物對CO2的吸收和釋放狀況的示意圖。親據(jù)圖回答問題：

1.圖中D～E段CO2吸收量逐漸減少是因為

，以至光反應(yīng)產(chǎn)生的

和