1、第4節(jié) 能量之源光與光合作用,擬南芥正常植株（ac）和白化突變體(bd),擬南芥正常植株（A）和白化突變體（D）葉綠體電子顯微鏡照片,一、葉綠體的結(jié)構(gòu),吸收光能的色素，就分布在類囊體的薄膜上,二、捕獲光能的色素,實(shí)驗(yàn)：綠葉中色素的提取和分離,實(shí)驗(yàn)原理：1、綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑中,2、綠葉中的色素能夠溶解在層析液，而且在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快；反之則慢，綠葉中的色素就會(huì)隨著層析液在濾紙上的擴(kuò)散而分離開。,實(shí)驗(yàn)步驟：P98,（一）、色素的種類, 溶解度大，擴(kuò)散速度快；溶解度小，擴(kuò)散速度慢,層析液,濾液細(xì)線,實(shí)驗(yàn)結(jié)果：,葉綠素,類胡蘿卜素,（含量約3/4）

2、,（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,提取綠葉中的色素,分離綠葉中的色素,有助于研磨得充分,可防止研磨中色素被破壞,在提取綠葉中色素和分離綠葉中色素中的注意事項(xiàng)分別有哪些？,想一想：,提取綠葉中色素的注意事項(xiàng)：,1、葉片要新鮮，顏色要深綠，含有較多色素,3、研磨要迅速、充分。,1、濾液細(xì)線要求細(xì)、直、齊，而且要求待濾液細(xì)線干后再畫一兩次。,2、層析液不能沒及濾紙上的濾液細(xì)線，否則色素將溶于層析液中，不能出現(xiàn)分離現(xiàn)象。,2、稱取綠葉的質(zhì)量和加入無水乙醇的體積要適當(dāng)，以保證提取液的濃度,4、濾液收集后，要及時(shí)用棉塞將試管口塞緊

3、，以防止濾液揮發(fā),分離綠葉中色素的注意事項(xiàng)：,（二）、色素對(duì)光的吸收,為什么有些蔬菜大棚懸掛發(fā)紅色或藍(lán)色光的燈管，并且在白天也開燈？,葉子為什么呈綠色？,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,課堂練習(xí),1、用紙層析法分離葉綠體中的色素時(shí)，在濾紙條上相距最遠(yuǎn)的兩條色素帶是（ ） A、胡蘿卜素和葉綠素a B、胡蘿卜素和葉綠素b C、葉黃素和葉綠素a D、葉黃素和葉綠素b,B,2、關(guān)于“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的敘述，不正確的是（ ） A、可以用無水乙醇提取葉綠體中的色素 B、葉綠體中的色素能夠分離的原因是在層析液中的溶解度不同 C、研缽中加入二氧化硅、碳酸鈣和

4、綠葉后直接用杵棒進(jìn)行研磨，不用做任何處理 D、濾液細(xì)線要畫得細(xì)而直，從而避免色素帶間的部分重疊,C,3、在日光下，植物葉片中的葉綠素（ ） A、大量吸收綠光 B、等量吸收不同波長的光 C、主要吸收藍(lán)紫光和綠光 D、主要吸收藍(lán)紫光和紅光,D,二、光合作用的探究歷程,（一）光合作用的概念,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(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程。,條件：光能、綠色植物、二氧化碳、水、酶,場(chǎng)所：葉綠體,產(chǎn)物：氧氣、有機(jī)物,（二）光合作用探究過程中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn),1、海爾蒙特的柳樹實(shí)驗(yàn),結(jié)論：水分是植物建造自身的原料。,2、1771年普利斯特利實(shí)驗(yàn),普利斯特利

5、實(shí)驗(yàn),結(jié)論：植物可以更新空氣,有人重復(fù)了普利斯特利的實(shí)驗(yàn)，得到相反的結(jié)果，所以有人認(rèn)為植物也能使空氣變污濁？,3、1779年，荷蘭的英格豪斯,普利斯特利的實(shí)驗(yàn)只有在陽光照射下才能成功；植物體只有綠葉才能更新空氣。,到1785年，發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，人們才明確綠葉在光下放出的是O2，吸收的是CO2。,水,二氧化碳,氧氣,光,？,光能,化學(xué)能,儲(chǔ)存在什么物質(zhì)中？,德國梅耶,4、1864年德國薩克斯實(shí)驗(yàn),讓一張葉片一半 曝光一半遮光,除去葉綠素,酒精,水,滴加碘酒后,或者用碘蒸氣處理這片葉，發(fā)現(xiàn)曝光的一半呈深藍(lán)色，遮光的一半則沒有顏色變化。,結(jié)論：綠葉在光照下制造淀粉,暗處理讓植物消耗原來的有機(jī)物,進(jìn)

6、行對(duì)比，曝光的一半進(jìn)行光合作用，遮光的一半不進(jìn)行光合作用。,光合作用的場(chǎng)所是哪里？是整個(gè)細(xì)胞呢？還是細(xì)胞的某個(gè)部位？,5、1880年美國恩格爾曼實(shí)驗(yàn),水綿具有細(xì)而長的帶狀葉綠體，螺旋狀分布在細(xì)胞中,恩格爾曼的實(shí)驗(yàn),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

7、全是由光照引起的。,返回,6、光合作用氧氣來源的探究（年）,7、美國卡爾文,用14C標(biāo)記14CO2，供小球藻進(jìn)行光合作用，探明了CO2中的C的去向，稱為卡爾文循環(huán)。,三、光合作用的過程,1、光反應(yīng)階段：必須有光才能進(jìn)行，在類囊體的薄膜上進(jìn)行,（1）水光解成氧和H （2）ADP與Pi接受光能，形成ATP,2、暗反應(yīng)階段：有沒有光都可以進(jìn)行，在葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行,H2O,類囊體膜,酶,光反應(yīng)階段,光、色素、酶,葉綠體內(nèi)的類囊體薄膜上,水的光解：,ATP的合成：,光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能貯存在ATP中,場(chǎng)所：,條件：,物質(zhì)變化,能量變化,進(jìn)入葉綠體基質(zhì)，參與暗反應(yīng),供暗反應(yīng)使用,CO2,五碳化合物 C

8、5,CO2的固定,三碳化合物 2C3,C3的還原,葉綠體基質(zhì) 多種酶,糖類,卡爾文循環(huán),暗反應(yīng)階段,CO2的固定：,C3的還原：,葉綠體的基質(zhì)中,H 、ATP、酶,場(chǎng)所：,條件：,物質(zhì)變化,能量變化,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,比較光反應(yīng)、暗反應(yīng),光反應(yīng)階段,暗反應(yīng)階段,條件,場(chǎng)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(xué)能,光能,ATP中活 躍化學(xué)能,有機(jī)物中穩(wěn) 定化學(xué)能,光反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ)，為暗反應(yīng)提供H和A

9、TP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi 。,原料和產(chǎn)物的對(duì)應(yīng)關(guān)系：,（CH2O）,C,H,O,CO2,CO2,H2O,O2,H2O,能量的轉(zhuǎn)移途徑：,碳的轉(zhuǎn)移途徑：,光能,ATP中活躍的化學(xué)能,(CH2O)中穩(wěn)定的化學(xué)能,CO2,C3,（CH2O）,下圖是光合作用過程圖解，請(qǐng)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(yīng),H和ATP,色素,C5化合物,C3化合

10、物,糖類,四、光合作用原理的應(yīng)用,影響光合作用強(qiáng)度的因素？,CO2的濃度，光照的長短與強(qiáng)弱；光的成分；溫度的高低、必需礦物質(zhì)元素、水分等。,例：適當(dāng)提高CO2的濃度（溫室大棚），增加光照時(shí)間和光照強(qiáng)度，農(nóng)作物間距合理，選擇適當(dāng)?shù)墓庠吹取?圖中A點(diǎn)含義： ； B點(diǎn)含義： ； C點(diǎn)表示： ； 若甲曲線代表陽生植物，則乙曲線代表 植物。,光照強(qiáng)度為0，只進(jìn)行呼吸作用,光合作用與呼吸作用強(qiáng)度相等，稱為光補(bǔ)償點(diǎn),光合作用強(qiáng)度不再隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)而增強(qiáng)，稱為光飽和點(diǎn),陰生,間作套種時(shí)農(nóng)作物的種類搭配，林帶樹種的配置等都是這一原理的具體運(yùn)用,圖中A點(diǎn)表示： 。,CO2濃度達(dá)到植物所需的最大值，光合速率不再上升

11、,a,圖中a點(diǎn)表示： 。,表示植物進(jìn)行光合作用所需CO2的最低濃度,蔬菜大棚中的二氧化碳發(fā)生器，制造二氧化碳，提高二氧化碳濃度,光合作用是在 的催化下進(jìn)行的，溫度直接影響 ； B點(diǎn)表示： ； BC段表示： ；,酶的活性,酶,此溫度條件下，光合速率最高,超過最適溫度，光合速率隨溫度升高而下降,自養(yǎng)生物,以光為能源，以CO2和H2O（無機(jī)物）為原料合成糖類（有機(jī)物），糖類中儲(chǔ)存著由光能轉(zhuǎn)換來的能量。例如綠色植物,化能合成作用,利用環(huán)境中某些無機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來制造有機(jī)物。少數(shù)的細(xì)菌，如硝化細(xì)菌。,光能自養(yǎng)生物,化能自養(yǎng)生物,所需的能量來源不同（光能、化學(xué)能）,五、化能合成作用,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(dòng)。例如人、動(dòng)物、真菌及大多數(shù)的細(xì)菌。,1、在光合作用的暗反應(yīng)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(yīng)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(shí)葉肉細(xì)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