1-5-4能量之源-光與光合作用.ppt

1、,第4節(jié) 能量之源光和光合作用,方法與步驟：,稱取5g左右的鮮葉，剪碎，放入研缽中。加少許的石英砂（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。將研磨液進行過濾。,4 能量之源光與光合作用,4 能量之源光與光合作用,葉綠體色素,葉綠素,類胡蘿卜素,葉綠素a,葉綠素b,胡蘿卜素,葉黃素,（藍綠）,（黃綠）,（橙黃）,（黃色）,主要吸收紅光和藍紫光,主要吸收藍紫光,作用：吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能的作用,（約占1/4）,（約占3/4）,葉綠體中的色素,葉綠體中的色素提取液,四種色素對光的吸收,葉綠素主要 吸收:藍紫光 紅光 類胡蘿卜素主要 吸收:藍紫光,葉色,（出現(xiàn)

2、兩條黑色條帶）,葉綠體,光合作用的場所,雙層膜,含光合作用有關(guān)的酶、 色素、少量DNA和RNA,光合作用的場所究 竟在什么地方呢？,早在100多年前美國科學家恩格爾 曼就以水綿和好氧細菌為實驗材 料，很好地解答了這個問題！,葉綠體呈帶狀， 螺旋排列在細胞里。,1880年，恩格爾曼(C.Engelmann)的實驗：,4 能量之源光與光合作用,問題1.為什么選用黑暗并且沒有空氣的環(huán)境？,為了排除實驗前環(huán)境中光線和氧的影響，確保實驗的準確性,問題2為什么先用極細光束照射水綿，而后又讓水綿完全暴露在光下？,先選極細光束，用好氧細菌檢測，能準確判斷水綿細胞中釋放氧的部位；而后用完全曝光的水綿與之做對照，

3、從而證明了實驗結(jié)果完全是光照引起的，并且氧是由葉綠體釋放出來的。,光合作用的概念,綠色植物通過葉綠體，利用可見光中的光能，把二氧化碳和水合成為儲存能量的有機物（通常指糖類中葡萄糖），并且釋放氧氣的過程。,光合作用過程,光反應,暗反應,劃分依據(jù):反應過程是否需要光能,比較光反應、暗反應,光反應階段,暗反應階段,條件,場所,物質(zhì)變化,能量變化,光、色素、酶,不需光、酶、H、ATP,葉綠體類囊體薄膜,葉綠體基質(zhì)中,水的光解； ATP的生成,CO2的固定； C3的還原,ATP中活 躍化學能,光能,ATP中活 躍化學能,有機物中穩(wěn) 定化學能,光反應是暗反應的基礎(chǔ)，為暗反應提供H和ATP，暗反應為光反應提

4、供ADP和Pi 。,物質(zhì)轉(zhuǎn)變,能量轉(zhuǎn)變,光合作用的實質(zhì),將無機物合成有機物,將光能轉(zhuǎn)變成化學能,光合作用的探究歷程,1771年普利斯特利的實驗,結(jié)論：綠色植物可以更新空氣,一半曝光，一半遮光,在暗處放置幾小的葉片,1864年薩克斯的實驗,結(jié)論:綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉,返回,1939年魯賓和卡門的實驗,20世紀30年代魯賓和卡門(美國),實驗,對照,向綠色植物提供H216O、 C18O2 ,釋放的氧是16O2,光合作用釋放的氧全部來自水,向綠色植物提供H218O、C16O2 , 釋放的氧是18O2,美國卡爾文,用14C標記14CO2，供小球藻進行光合作用，探明了CO2中的C的去向，稱為卡

5、爾文循環(huán)。,20世紀40年代，卡爾文(M.Calvin),卡爾文循環(huán)：CO2 C3 (CH2O),光合作用原理的應用,影響光合作用強度的因素？,光照的強弱；光的成分； CO2的濃度，溫度的高低、必需礦物質(zhì)元素、水分等。,例：適當提高CO2的濃度（溫室大棚），增加光照時間和光照強度，農(nóng)作物間距合理，選擇適當?shù)墓庠吹取?化能合成作用：,利用環(huán)境中某些無機物氧化時所釋放的能量來把無機合成有機物。少數(shù)的細菌，如硝化細菌。,2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量,2HNO2+O2 2HNO3+能量,舉例：,6CO2+6H2O C6H12O6+6O2,能量,4 能量之源光與光合作用,自養(yǎng)生物:,以C

6、O2和H2O（無機物）為原料合成糖類（有機物），糖類中儲存著的能量。,異養(yǎng)生物:,只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機物來維持自身的生命活動。,所需的能量來源不同（光能、化學能）,例如人、動物、真菌及大多數(shù)的細菌。,4 能量之源光與光合作用,影響光合作用的因素在生產(chǎn)實踐中的應用,內(nèi)因：葉面積對光合作用的影響：適當間苗、修剪避免徒長，封行過早 葉齡對光合作用的影響：摘除老葉、殘葉降低呼吸消耗,延長光照時間（輪作）；增大光合作用面積（間作套種、合理密植）,釋放一定量的干冰 施有機肥,用無色透明玻璃 冬季避免高溫,正其行，通其風,適時播種 植物“午休”現(xiàn)象是溫度過高,白天提高溫度 夜間降低溫度,合理灌溉,合理施

7、肥 （N、P、K、Mg對光合作用、植株生長的作用）,4 能量之源光與光合作用,場所:,類囊體薄膜,葉綠體基質(zhì),光反應,H2O 2 H + 1/2O2,水的光解：,ATP的形成：,暗反應,4 能量之源光與光合作用,下圖是光合作用過程圖解，請分析后回答下列問題：,圖中A是_,B是_,它來自于_的分解。 圖中C是_，它被傳遞到葉綠體的_部位，用于_ 。 圖中D是_，在葉綠體中合成D所需的能量來自_ 圖中G_,F是_,J是_ 圖中的H表示_， H為I提供_,2,水,H,基質(zhì),用作還原劑，還原C3,ATP,色素吸收的光能,光反應,H和ATP,色素,C5化合物,C3化合物,糖類,原料和產(chǎn)物的對應關(guān)系：,（

8、CH2O）,C,H,O,CO2,CO2,H2O,O2,H2O,能量的轉(zhuǎn)移途徑：,碳的轉(zhuǎn)移途徑：卡爾文循環(huán),光能,ATP中活躍的化學能,(CH2O)中穩(wěn)定的化學能,CO2,C3,（CH2O）,4 能量之源光與光合作用,光合作用的意義,“綠色工廠”,“自動的空氣凈化器”,“巨大的能量轉(zhuǎn)換站”,從物質(zhì)轉(zhuǎn)變和能量轉(zhuǎn)變過程來看，光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。,H2O,類囊體薄膜,酶,光反應階段,光、色素、酶,葉綠體內(nèi)的類囊體薄膜上,水的光解：,（還原劑）,ATP的合成：,光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學能貯存在ATP中,場所：,條件：,能量變化,物質(zhì)變化,進入葉綠體基質(zhì)，參與暗反應,供暗反應使用,暗反

9、應階段,CO2的固定：,C3的還原：,葉綠體的基質(zhì)中,H 、ATP、酶,場所：,條件：,能量變化,物質(zhì)變化,CO2,五碳化合物 C5,CO2的固定,三碳化合物 2C3,葉綠體基質(zhì) 多種酶,糖類,H,實驗：綠葉中色素的提取和分離,實驗原理：提取(無水乙醇)、分離(層析液) 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、定性濾紙等、無水乙醇等 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.濾紙條上的濾液細線，為什么不能觸及層析液？,4 能量之源光與光合作用,例1：科學家

10、用14C標記二氧化碳，發(fā)現(xiàn)碳原子在一般植物體內(nèi)光合作用中的轉(zhuǎn)移途徑是 A二氧化碳葉綠素葡萄糖 B二氧化碳ATP葡萄糖 C二氧化碳五碳化合物葡萄糖 D二氧化碳三碳化合物葡萄糖,D,4 能量之源光與光合作用,例2：在一定時間，綠色植物在一定強度的_的照射下，放出的氧最多 A白光 B紅光和藍紫光 C藍紫光和綠光 D紅光和綠光,A,4 能量之源光與光合作用,例3：生長旺盛的葉片，剪成5mm見方的小塊，抽去葉內(nèi)氣體，做下列處理，如圖，這四個處理中，沉入底部的葉片小塊最先浮起的是,A,4 能量之源光與光合作用,例4：將一株植物培養(yǎng)在H218O中并進行光照，過一段時間后18O存在于 A光合作用生成的水中 B

11、僅在周圍的水蒸氣中 C僅在植物釋放的氧氣中 D植物釋放的氧氣和周圍的水蒸氣中,D,4 能量之源光與光合作用,例5：將置于陽光下的盆栽植物移至黑暗處，則細胞內(nèi)三碳化合物與葡萄糖的生成量的變化是 A C3增加，葡萄糖減少 BC3與葡萄糖都減少 C C3與葡萄糖都增加 DC3突然減少，葡萄糖突然增加,A,4 能量之源光與光合作用,1.葉綠體中的色素所吸收的光能，用于_ 和_;形成的_和_ 提供給暗反應。,2.光合作用的實質(zhì)是：把_和_轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物，把_轉(zhuǎn)變成_,貯藏在有機物中。,3.在光合作用中，葡萄糖是在_中形成的，氧氣是在_中形成的，ATP是在_中形成的，CO2是在_固定的。,水的光解,形成AT

12、P,H,ATP,CO2,H2O,光能,化學能,暗反應,光反應,光反應,暗反應,練一練,1、在光合作用的暗反應過程中，沒有被消耗掉的是（ ） A、H B、C5化合物 C、ATP D、CO2,B,2、與光合作用光反應有關(guān)的是（ ） H2O ATP ADP CO2 A. B. C. D.,A,3、將植物栽培在適宜的光照、溫度和充足的C02條件下。如果將環(huán)境中C02含量突然降至極低水平，此時葉肉細胞內(nèi)的C3化合物、C5化合物和ATP含量的變化情況依次是 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,4、光合作用的過程可分為光反應和暗反應兩個階段，下

13、列說法正確的是（ ） A.葉綠體類囊體膜上進行光反應和暗反應 B.葉綠體類囊體膜上進行暗反應，不進行光反應 C.葉綠體基質(zhì)中可進行光反應和暗反應 D.葉綠體基質(zhì)中進行暗反應,不進行光反應,D,5、光合作用過程中，產(chǎn)生ADP和消耗ADP的 部位在葉綠體中依次為 ( ) 外膜 內(nèi)膜 基質(zhì) 類囊體膜 A B C D,B,6、光合作用過程的正確順序是（） 二氧化碳的固定 氧氣的釋放 葉綠素吸收光能水的光解三碳化合物被還原 A. B. C. D. 7、在暗反應中，固定二氧化碳的物質(zhì)是（） 三碳化合物五碳化合物 氧氣,8、在光照充足的環(huán)境里，將黑藻放入含有18O的水中，過一段時間后，分析18O放射性標記，

14、最先（ ） A、在植物體內(nèi)的葡萄糖中發(fā)現(xiàn) B、在植物體內(nèi)的淀粉中發(fā)現(xiàn) C、在植物體內(nèi)的淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)中均可發(fā)現(xiàn) D、在植物體周圍的空氣中發(fā)現(xiàn),D,9、某科學家用含有14C的CO2來追蹤光合作用中的C原子，14C的轉(zhuǎn)移途徑是（ ） A、CO2 葉綠體 ATP B、CO2 葉綠素 ATP C、CO2 乙醇 糖類 D、CO2 三碳化合物 糖類,D,10、在光合作用過程中，能量的轉(zhuǎn)移途徑是 A、光能 ATP 葉綠素 葡萄糖 B、光能 葉綠素 ATP 葡萄糖 C、光能 葉綠素 CO2 葡萄糖 D、光能 ATP CO2 葡萄糖,B,0,吸收CO2,10,12,2,地平線,時間,小麥夏季某天的光和量,光

15、合作用與細胞呼吸的聯(lián)系,CO2,O2,CO2,O2,實驗容器中O2增加量,（實測的氧氣釋放量）,實驗容器中CO2減少量,1、植物凈光合量=總光合量呼吸量,光合作用與細胞呼吸的聯(lián)系,18O2,光合作用,呼吸作用,光合作用,用H218O灌溉，一定時間內(nèi)18O的去向？,C6H1218O6,光合作用,呼吸作用,光合作用,2、有關(guān)18O轉(zhuǎn)移的途徑：,透明 玻璃罩,O2、玻璃罩中H2O（水蒸氣）、CO2 、,C6H1218O6,結(jié)論：,含葉綠體的細胞,所有的活細胞,必須有光,有光無光均可,有機物和氧,二氧化碳和水,有機物和氧,二氧化碳和水,制造有機物,儲存能量,釋放能量,分解有機物,二者既相互對立,又相互_。,依存,小結(jié)：,暗處理,葉片局部遮光處理,給以光照,脫去葉綠素,漂洗、滴加碘液,觀察葉色變化,實驗：綠葉在光下制造有機物,結(jié)論：,葉片見光部分產(chǎn)生了有機物淀粉,光是綠色植物制造有機物的條件,1、在我們所做的探究性實驗中要設置對照實驗，一般有兩組,本實驗只有一組,請問有對照實驗嗎？,如何驗證光合作用的原料是二氧化碳？,自主探究：請設計實驗探究光 合作用的過程中需要二氧化碳,a,b,如何驗證光合作用的原料是水？,實驗方案設計中的常用策略： 1、明確實驗目的。 2、設置單一變