1、能量之源光與光合作用 一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu),1,提出問題,自然界中的植物葉片多為綠色，是因?yàn)槿~肉細(xì)胞中含有哪一結(jié)構(gòu)呢？這一結(jié)構(gòu)是不是有什么特殊結(jié)構(gòu)或物質(zhì)存在？,葉綠體為什么是綠色的？,2,一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu),探究一,綠葉中有哪些色素呢？,3,綠葉中色素的提取和分離,目的要求： 1.綠葉中色素的提取和分離。 2.探究葉綠體中有幾種色素。,材料用具：新鮮的綠色葉片(如菠菜葉片)。 干燥的定性濾紙，小燒杯，研缽，玻璃漏 斗，尼龍布，毛細(xì)吸管，剪刀，小試管，培養(yǎng)皿蓋，藥勺，量筒(10mL) 。 無水乙醇，層析液，二氧化硅，碳酸鈣。,4,綠葉中色素的提取和分離,1.提?。壕G葉中的色素都能溶解于

2、有機(jī)溶劑無水乙醇中，所以可以用無水乙醇提取綠葉中的色素。,2.分離：紙層析法 綠葉中的色素不止一種，它們都能溶解在層析液中。然而，它們?cè)趯游鲆褐械娜芙舛炔煌?。溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快；反之則慢。這樣濾液中不同的色素就隨著層析液在濾紙上的擴(kuò)散而分離開。,實(shí)驗(yàn)原理：,5,方法與步驟,1、秤取綠葉，剪碎,3、研磨,2、加入無水乙醇,4、過濾,5、獲得含色素的濾液,6,6、制備濾紙條,7、鉛筆畫細(xì)的橫線,8、畫濾液細(xì)線,9、分離綠葉中的色素,7,8,捕獲光能的色素,類胡蘿卜素,葉綠素,胡蘿卜素,葉黃素,葉綠素a,葉綠素b,(占1/4),(占3/4),濾紙上色帶的排列順序如何？寬窄如何？說明什

3、么？,(藍(lán)綠色),(黃綠色),(橙黃色),(黃色),9,（1）研磨時(shí)放入少量二氧化硅和碳酸鈣的目的分 別是什么？,探究一,（2）濾紙條為什么要剪去兩個(gè)角？,（3）層析時(shí)燒杯要加蓋，為什么？,（4）為什么重復(fù)畫濾液細(xì)線？,（5）為什么濾液細(xì)線不能觸及層析液？,否則濾液細(xì)線中的色素分子將溶解在層析液中使實(shí)驗(yàn)失敗,為了積累更多的色素，使分離后的色素帶明顯,防止層析液揮發(fā),使層析液同步到達(dá)濾液細(xì)線,二氧化硅：使研磨充分 碳酸鈣：防止色素被破壞,10,葉綠素主要吸收_ 類胡蘿卜素主要吸收_,探究二：這四種色素對(duì)光的吸收有什么差別嗎？,藍(lán)紫光,藍(lán)紫光、紅光,11,（1）葉片呈現(xiàn)綠色的原因是什么？,（2）為

4、什么許多植物到了秋天葉子就變黃了？ 紅葉是怎么回事呢？,（3）溫室的頂棚用紅色玻璃還是綠色玻璃好？,綠葉幾乎不吸收綠光，把綠光反射出來呈現(xiàn)綠色,葉綠素不穩(wěn)定，低溫把葉綠素分解，使葉片呈現(xiàn)類胡蘿卜的顏色 紅葉是由葉子的花青素和胡蘿卜素引起的,紅色玻璃,12,、1817年 法國科學(xué)家首次從植物中分離出葉綠素。,、1865年 德國植物學(xué)家薩克斯 葉綠素集中在葉綠體結(jié)構(gòu)中,捕獲光能的色素存在于哪里呢？,探究三,13,葉片中的葉肉細(xì)胞,綠葉,葉肉細(xì)胞 亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖,葉綠體亞顯微 結(jié)構(gòu)模式圖,（二）葉綠體的結(jié)構(gòu),外膜,內(nèi)膜,類囊體,基粒,分布著色素,基質(zhì),14,15,葉綠體的作用僅僅是吸收光能嗎？,水

5、綿是常見的淡水藻類 每條水綿由許多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的長(zhǎng)筒狀細(xì)胞連接而成。 水綿很明顯的特點(diǎn)是：葉綠體呈帶狀，螺旋排列在細(xì)胞里。,探究四,16,17,討論：恩格爾曼實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)上有什么巧妙之處？,（1）、用水綿作實(shí)驗(yàn)材料，有細(xì)而長(zhǎng)的帶狀葉綠體，螺旋狀分布在細(xì)胞中，便于觀察和分析研究。,（2）、將臨時(shí)裝片置于黑暗且沒有空氣的環(huán)境中，排除了環(huán)境中光線和O2的影響，從而確保實(shí)驗(yàn)?zāi)茼樌M(jìn)行。,（3）、用極細(xì)的光束照射，并且用好氧菌進(jìn)行檢測(cè)，能準(zhǔn)確的判斷水綿細(xì)胞中放O2 部位。,（4）、進(jìn)行黑暗（局部光照）與曝光的對(duì)照實(shí)驗(yàn)，從而明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是由光照引起的。,18,葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。它內(nèi)部的巨大膜表面

6、上，不僅分布著許多吸收光能的色素分子，還有許多進(jìn)行光合作用所必需的酶。,葉綠體的功能,光合作用色素能吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能,19,光與光合作用捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu),葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。,20,1研磨綠葉時(shí)要加入碳酸鈣，其目的是 ( ) A使各種色素溶解在丙酮中 B使研磨充分 C防止色素分子被破壞 D加速研磨,鞏固練習(xí),2對(duì)“葉綠體中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)中，下列描述正確的是 ( ) A將5g新鮮完整的菠菜葉，放入研缽中，加入丙酮、石英砂、CaCO3以后，迅速研磨 B用毛細(xì)吸管吸取少量濾液；沿鉛筆線處小心均勻地劃出一條濾液細(xì)線，并連續(xù)迅速地重復(fù)劃23次 C把劃好細(xì)線的濾紙條插入層析液中，并

7、不斷搖晃，以求加快色素在濾紙條上的擴(kuò)散 D色素分子是有機(jī)物，不溶于水，所以研磨過程中加入丙酮是為了溶解色素,C,D,21,3分別在I、II、III三個(gè)研缽中加2克剪碎的新鮮菠菜綠葉，并按下表所示添加試劑，經(jīng)研磨、過濾得到三種不同顏色的溶液，即：深綠色、黃綠色、幾乎無色。 則I、II、III三個(gè)研缽中的溶液顏色分別是 （ ） A幾乎無色、黃綠色、深綠色 B深綠色、幾乎無色、黃綠色 C黃綠色、深綠色、幾乎無色 D黃綠色、幾乎無色、深綠色,D,22,4下圖所示“葉綠體中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的裝置正確的是 ( ) 5紙層析法分離葉綠體色素時(shí),濾紙上最下端的色素名稱和顏色分別是 ( ) A橙黃色的胡蘿

8、卜素 B黃色的葉黃素 C藍(lán)綠素的葉綠素a D黃綠色的葉綠素b 6在圓形濾紙的中央，滴上葉綠體的色素濾液進(jìn)行色素分離，會(huì)看到近似同心的四圈色素環(huán)，排在最外圈的色素是 ( ) A橙黃色的胡蘿卜素 B黃色的葉黃素 C藍(lán)綠素的葉綠素a D黃綠色的葉綠素b,B,D,A,23,7陽光通過三棱鏡能顯示出七種顏色的連續(xù)光譜。如果將一瓶葉綠素提取液放在光源和三棱鏡之間，連續(xù)光譜中就會(huì)出現(xiàn)一些黑色條帶，這些條帶應(yīng)位于 ( ) A綠光區(qū) B紅橙光區(qū)和綠光區(qū) C藍(lán)紫光區(qū)和綠光區(qū) D紅橙光區(qū)和藍(lán)紫光區(qū),D,8用下述容積相同的玻璃罩分別罩住大小、生長(zhǎng)狀況相同的天竺葵，光照相同時(shí)間后，罩內(nèi)O2最多的是 ( ) A綠色罩 B

9、黑色罩 C無色罩 D藍(lán)紫色罩,C,24,8分別在A、B、C三個(gè)研缽中加2克剪碎的新鮮菠菜綠葉，并按下表所示添加試劑，經(jīng)研磨、過濾得到三種不同顏色的溶液，即：深綠色、黃綠色（或褐色），幾乎無色。 注：“”表示加；“”表示不加。試回答： （1）A處理得到的溶液顏色是_，原因是_。 （2）B處理得到的溶液顏色是_，原因是_。 （3）C處理得到的溶液顏色_，原因是_。,25,光合作用：是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(chǔ)存能量的糖類（通常指葡萄糖），并且釋放出氧氣的過程。,1、什么是光合作用？,二、光合作用的原理和應(yīng)用,問題1：光合作用的探究歷程,26,1771年：英普里斯

10、特利的實(shí)驗(yàn) 1864年：德薩克斯的實(shí)驗(yàn) 1880年：美恩格爾曼的實(shí)驗(yàn) 20世紀(jì)30年代：美魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn),光合作用的發(fā)現(xiàn),27,普里斯特利實(shí)驗(yàn),28,1864年，薩克斯(德)的實(shí)驗(yàn),（置于暗處幾小時(shí)） 思考：目的是什么？,為了使綠葉中原有的有機(jī)物消耗殆盡,29,30,1864年，（德）薩克斯的實(shí)驗(yàn),綠色葉片中光合作用中產(chǎn)生了淀粉,31,結(jié)論:氧氣是葉綠體產(chǎn)生的;葉綠體是光合作用的場(chǎng)所,32,返回,光合作用氧來源的探究,33,光反應(yīng),暗反應(yīng),劃分依據(jù):反應(yīng)過程是否需要光能,三、光合作用的過程,34,H2O,類囊體膜,酶,1.光反應(yīng)階段,酶、,光、,色素、,葉綠體內(nèi)的類囊體膜上,水的光解：,（還

11、原劑）,ATP的合成：,光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能貯存在ATP中,水,35,CO2,糖類,五碳化合物 C5,蛋白質(zhì),脂質(zhì),CO2的固定,三碳化合物 2C3,C3的還原,基質(zhì) 多種酶,36,2.暗反應(yīng)階段,CO2的固定：,C3的還原：,葉綠體的基質(zhì)中,多種酶、,H 、ATP、CO2,37,比較,需要光 色素、酶,不需要光 酶,類囊體膜上,基質(zhì)中,水的光解、ATP的合成,CO2的固定；C3的還原,ATP中活 躍化學(xué)能,ATP中活 躍化學(xué)能,光能,有機(jī)物中穩(wěn) 定化學(xué)能,光反應(yīng) 為 暗反應(yīng) 提供 H 和ATP，暗反應(yīng) 為 光反應(yīng) 提供 ADP 和Pi 。,38,光合作用的反應(yīng)式：,6CO2+12H2O,C

12、6H12O6+6O2+6H2O,光能,葉綠體,釋放的氧氣來源于參加反應(yīng)的水,為什么反應(yīng)式的兩邊都有水？,釋放的氧氣來源于參加反應(yīng)的水,四、光合作用的總反應(yīng)式：,39,整個(gè)光合作用過程中的物質(zhì) 變化和能量變化分別是什么？,物質(zhì)變化：,無機(jī)物,能量變化：,光能,光合作用的實(shí)質(zhì)：,有機(jī)物,糖類等有機(jī)物中的化學(xué)能,40,41,五、光和作用原理應(yīng)用,光 1、光照強(qiáng)度：光合作用隨光照強(qiáng)度的變化而變化。光照弱時(shí)光合作用減慢，光照逐步增強(qiáng)時(shí)光合作用隨之加快，但是光照增強(qiáng)到一定程度，光合作用速度不再增加。 2、光質(zhì)不同影響光合速率，白光為復(fù)色光，光合作用能力最強(qiáng)。,42,光在生產(chǎn)中的應(yīng)用,1、適當(dāng)提高光照強(qiáng)度。

13、 2、延長(zhǎng)光合作用時(shí)間。 3、增加光合作用面積合理密植。 4、對(duì)溫室大棚用無色透明玻璃。 5、若要降低光合作用則用有色玻璃，如用紅色玻璃，則透紅光吸收其他波長(zhǎng)的光，光合能力較白光弱，但較其他單色光強(qiáng)。,43,溫度及其在生產(chǎn)中的應(yīng)用,光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)是酶促反應(yīng)，溫度直接影響酶的活性，從而影響光合速率。溫度過高，還會(huì)影響植物葉片氣孔開度，影響CO2供應(yīng)，進(jìn)而影響暗反應(yīng)，從而影響光合速率。 1、適時(shí)播種。 2、溫室栽培植物時(shí)，白天適當(dāng)提高溫度，晚上適當(dāng)降溫。 3、植物“午休”現(xiàn)象的原因之一。,44,二氧化碳濃度,二氧化碳是光合作用的原料之一。環(huán)境中二氧化碳濃度的高低明顯影響光合速率。在一定范

14、圍內(nèi)，植物的光合速率是隨CO2濃度增加而增加，但到達(dá)一定程度時(shí)再增加CO2濃度，光合速率不再增加。 溫室栽培植物時(shí)適當(dāng)提高室內(nèi)CO2的濃度，如施放一定量的干冰或多施農(nóng)家肥。,45,礦質(zhì)元素,礦質(zhì)元素直接或間接影響光合作用。N、Mg、Fe、Mn、Cu、P、Cl產(chǎn)生直接影響（N影響酶的含量，N、Mg、Fe、Mn影響葉綠素的組成或生物合成）。K、P、B對(duì)光合作用產(chǎn)生間接影響。 合理施肥,46,水,水分是光合作用原料之一，缺少時(shí)光合速率下降。 合理灌溉,47,探究環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響,實(shí)驗(yàn)原理：利用真空滲入法排除葉內(nèi)細(xì)胞間隙的空氣，充以水分，使葉片沉于水中。 在光合作用過程中，植物吸收CO2 放出

15、O2，由于O2在水中的溶解度很小，而在細(xì)胞間積累, 結(jié)果使原來下沉的葉片上浮，根據(jù)上浮所需的時(shí)間長(zhǎng)短，即能比較光合作用的強(qiáng)弱。,48,實(shí)驗(yàn)步驟：,49,打出小圓形葉片(30片)：用打孔器在生長(zhǎng)旺盛的綠葉上打出(直徑1cm) 抽出葉片內(nèi)氣體：用注射器(內(nèi)有清水、小圓形葉片)抽出葉片內(nèi)氣體(O2等) 小圓形葉片沉水底：將抽出內(nèi)部氣體的小圓形葉片放入黑暗處盛有清水的燒杯中，小圓形葉片全部沉到水底,實(shí)驗(yàn)流程,50,實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在一定范圍內(nèi)，隨著光照強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也不斷增強(qiáng)(小圓形葉片中產(chǎn)生的O2多，浮起的多)。,不同光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響,51,五、化能合成作用,硝化細(xì)菌： 2NH3+3O

16、2 2HNO2+2H2O+能量 2HNO2+O2 2HNO3+能量,6CO2+6H2O C6H12O6+6O2,硝化細(xì)菌,硝化細(xì)菌,52,色素分子,可見光,C5,2C3,ADP+Pi,ATP,2H2O,O2,4H,多種酶,酶,C6H12O6+H2O,CO2,吸收,光解,能,固定,還原,酶,光反應(yīng),暗反應(yīng),光合作用的過程,小結(jié),關(guān)系:相互制約,密切聯(lián)系,同時(shí)進(jìn)行,53,1.(2003江蘇)生長(zhǎng)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(gè)處理中，沉入底部的葉片最先浮起的是 ( ),C,練習(xí),54,2、（2006年江蘇理綜卷4題）光合作用的過程包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)光反應(yīng)能夠?yàn)榘捣磻?yīng)提供的物質(zhì)是（ ） AH和ATP BC5化合物 CH2O和O2、 DO2和C3化合物,A,55,3.下 圖是光合作用過程圖解，請(qǐng)分析后回答下列問題：,圖中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