能量之源光与光合作用（优质课）ppt课件.ppt

能量之源 光与光合作用,太阳光中有能量，我们制造出太阳能电池板可以捕获其中的能量并转化为电能。 绿色植物也能捕获并转化太阳光中的能量，那么，绿叶中通过什么物质或结构捕获并转化光能呢？,白化苗由于不能进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。可见光合作用与细胞中的色素有关。,叶绿体中色素的提取和分离,【实 验】,一、捕获光能的色素,一、实验原理1.叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以用无水乙醇可提取叶绿体中色素。2.色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得快，溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得慢，因而可用层析液将不同的色素分离。,方法与步骤：1.提取色素称取5g左右的鲜叶，剪碎，放入研钵中。加少许的二氧化硅（使研磨充分）和碳酸钙 (中和细胞中的酸，防止色素被破坏)与10ml无水乙醇（溶解绿叶中的色素）。在研钵中快速研磨。将研磨液进行过滤。,2.制备滤纸条：将干燥的定性滤纸剪成滤纸条，将滤纸条的一端剪去2个角（使层析液同时到达滤液细线），并在距这端1cm处用铅笔画一条细的横线。,3.画滤液细线：用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线。等滤液干后再画2-3次。,4.分离绿叶中的色素：将适量的层析液倒入烧杯中，将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口。 注意：不能让滤液细线接触层析液！（如果触及到层析液，细线上的色素就会溶解到层析液中，而不会在滤纸上扩散开来 ）,讨论：滤纸条上有几条不同颜色的色带？ 其排序怎样？宽窄如何？这说明了什么？,叶绿素,类胡萝卜素,（含量约3/4）,（含量约1/4）,叶绿素a（蓝绿色）,叶绿素b（黄绿色）,胡萝卜素（橙黄色）,叶黄素（黄色）,绿叶中的色素,2、色素的吸收光谱,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱,叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片才呈现绿色。,结论：,有些蔬菜大棚用红色或蓝色的塑料薄膜代替普通塑料薄膜，有的温室内悬挂发红色或蓝色的灯管。,1.用这种方法有什么好处？这样做对光合作用有影响吗？,2.为什么是用红色或蓝色的呢？用绿色的可以吗？,可以提高光合作用强度；不同颜色的光会影响植物的光合作用。,不能；因为叶绿素基本上不吸收绿光。,1. 在光照强度相同的情况下,为绿色植物提供哪种光,对其光合作用最有利,光合作用的产物较多 A.红光 B.蓝紫光 C.白光 D.绿光,2.在光照强度相同的情况下,为绿色植物提供哪种光,对其光合作用最有利,光合作用的产物较多,A.红光 B.蓝紫光 C.橙光 D.绿光,C,B,二、叶绿体的结构,1817年，两位法国科学家首次从植物中分离出叶绿素，当时并不清楚叶绿素在植物细胞中的分布情况。,1865年，德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光合作用中的功能时，发现叶绿素并非普遍分布在植物的整个细胞中，而是集中在一个更小的结构里，后来人们称之为叶绿体。,叶绿体结构模式图,外膜,内膜,基粒,基质,吸收光能的四种色素就分布在类囊体的薄膜上。,含有少量DNA和RNA；与光合作用有关的酶分布在类囊体和基质中。,水绵是常见的淡水藻类。每条水绵由许多个结构相同的长筒状细胞连接而成。水绵很明显的特点是：叶绿体呈带状，螺旋排列在细胞里。,恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处？,（1）用水绵作实验材料，有细而长的带状叶绿 体，螺旋状分布在细胞中，便于观察和分析研究。,（2）将临时装片置于黑暗且没有空气的环境中，排除了环境中光线和O2的影响，从而确保实验能顺利进行。,（3）用极细的光束照射，并且用好氧菌进行检测，能准确的判断水绵细胞中放O2部位。,（4）进行黑暗（局部光照）与曝光的对比实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的。,结论：水分是植物建造自身的原料。,17世纪海尔蒙特栽培的柳树实验,三、光合作用的探究历程,1771年普利斯特利实验,普利斯特利实验,结论：植物可以更新空气,有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结果，所以有人认为植物也能使空气变污浊？,1779年荷兰的英格豪斯,普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功；植物体只有绿叶才能更新空气。,到1785年，发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的是O2，吸收的是CO2。,水,二氧化碳,氧气,光,？,光能,化学能,储存在什么物质中？,德国梅耶,1864年，萨克斯(德)的实验,（置于暗处几小时）思考：目的是什么？,为了使绿叶中原有的有机物消耗殆尽,酒精脱色,1864年，（德）萨克斯的实验,绿色叶片中光合作用中产生了淀粉。,返回,光合作用氧气来源的探究（年）,用氧的同位素18O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：,6、鲁宾、卡门实验,H2O,C18O2,H218O,CO2,光照下的小球藻悬浮液,O2,18O2,光合作用产生的O2来自于H2O。,结论,美国科学家卡尔文利用14C做试验研究：用14C标记的14CO2，供小球藻进行光合作用，然后追踪检测其放射性，最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，这一途径称为卡尔文循环。,在1961年获得诺贝尔化学奖,光合作用的定义,总结光合作用的反应式,CO2H2O （CH2O）O2,光能,叶绿体,糖类,绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。,4、光合作用化学反应式：,5、光合作用过程,（1）光合作用分为哪几个阶段？分类依据是什么？,（2）每个阶段反应的条件、场所、物质变化、 能量变化如何？,四、光合作用的过程,光合作用过程,光反应,暗反应,划分依据:反应过程是否需要光能,光反应在白天可以进行吗？夜间呢？暗反应在白天可以进行吗？夜间呢？,有光才能反应,有光、无光都能反应,条件：,水在光下分解,O2,H,光、酶、色素,过程：,场所：,类囊体的薄膜上,物质,能量,光能,进入叶绿体基质，参与暗反应,供暗反应使用,光反应阶段,暗反应阶段,CO2的固定：,C3的还原：,叶绿体的基质中,H 、ATP、酶,场所：,条件：,物质变化,能量变化:,CO2,五碳化合物 C5,CO2的固定,三碳化合物 2C3,叶绿体基质多种酶,糖类,H,C5,卡尔文循环,色素分子,可见光,C5,2C3,ADP+Pi,ATP,2H2O,O2,4H,多种酶,酶,(CH2O),CO2,吸收,光解,能,固定,还原,酶,光反应,暗反应,光合作用总过程：,光合作用的第一阶段，必须有光才能进行,光合作用的第二阶段，有 没有光都可以进行,光反应,H2O 2 H + 1/2O2,水的光解：,光合磷酸化：,暗反应,总结：,原料和产物的对应关系：,（CH2O）,C,H,O,CO2,CO2,H2O,O2,H2O,能量的转移途径：,碳的转移途径：,光能,ATP中活跃的化学能,(CH2O)中稳定的化学能,CO2,C3,（CH2O）,from,from,from,from,光合作用的实质,（把二氧化碳和水合成糖类等有机物）,光、色素和酶,不需光、多种酶、ATP、H,光反应为暗反应提供还原剂H和能量ATP,暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料,水的光解 2H2O4H+O2合成ATP ADP+Pi ATP,光,酶光能,CO2的固定CO2+C5 2C3C3的还原 2C3 (CH2O),酶,酶ATP H,比较光反应、暗反应,比较光合作用、呼吸作用,光、色素、酶、H2O和CO2,叶绿体,细胞质基质、线粒体,O2、酶、H2O、C6H12O6,无机物转变成有机物,有机物氧化分解成无机物,ATP中活 跃化学能,光能,糖类等有机物中稳定化学能,C6H12O6等有机物稳定的化学能,ATP中活 跃化学能和热能,合成有机物，储存能量,分解有机物，释放能量,光合作用为呼吸作用提供物质（有机物、O2）；呼吸作用为光合作用提供原料（CO2）,请分析光下的植物突然停止光照后，其体内的C5化合物和C3化合物的含量如何变化？,停止光照,光反应停止,请分析光下的植物突然停止CO2的供应后，其体内的C5化合物和C3化合物的含量如何变化？,H ,ATP,还原受阻,C3 ,C5 ,CO2 ,固定停止,C3 ,C5 ,下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：,图中A是_,B是_,它来自于_的分解。图中C是_，它被传递到叶绿体的_部位，用于_ 。图中D是_，在叶绿体中合成D所需的能量来自_图中G_,F是_,J是_图中的H表示_， H为I提供_,2,水,H,基质,用作还原剂，还原C3,ATP,色素吸收的光能,光反应,H和ATP,色素,C5化合物,C3化合物,糖类,化能合成作用,自养生物,以光为能源，以CO2和H2O（无机物）为原料合成糖类（有机物），糖类中储存着由光能转换来的能量。例如绿色植物。,异养生物,只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。例如人、动物、真菌及大多数的细菌。,化能合成作用,利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。少数的细菌，如硝化细菌。,光能自养生物,化能自养生物,所需的能量来源不同（光能、化学能）,1.叶绿体中的色素所吸收的光能，用于_ 和_;形成的_和_ 提供给暗反应。,2.光合作用的实质是：把_和_转变为有机物，把_转变成_,贮藏在有机物中。,3.在光合作用中，葡萄糖是在_中形成的，氧气是在_中形成的，ATP是在_中形成的，CO2是在_固定的。,水的光解,形成ATP,H,ATP,CO2,H2O,光能,化学能,暗反应,光反应,光反应,暗反应,练一练,将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的C02条件下。如果将环境中C02含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况依次是上升；下降；上升 下降；上升；下降 下降；上升；上升 上升；下降；下降,C,某科学家用含有14C的CO2来追踪光合作用中的C原子，14C的转移途径是（ ） A、CO2 叶绿体 ATP B、CO2 叶绿素 ATP C、CO2 乙醇 糖类 D、CO2 三碳化合物 糖类,D,在光合作用过程中，能量的转移途径是A、光能 ATP 叶绿素 葡萄糖 B、光能 叶绿素 ATP 葡萄糖 C、光能 叶绿素 CO2 葡萄糖D、光能 ATP CO2 葡萄糖,B,若白天光照充足，下列哪种条件对农作物增产有利 A.昼夜恒温25 B.白天温度15，夜间温度15 C.昼夜恒温15 D.白天温度25，夜间温度15,D,用下述容积相同的玻璃罩分别罩住大小、生长状况相同的天竺葵，光照相同的时间后，罩内O2最少的是 A绿色罩 B红色罩C蓝色罩 D紫色罩,A,下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是（ ） A、增大O2浓度 B、增大CO2浓度 C、增强光照 D、调节室温,A,1、在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉的是（ ） A、H B、C5化合物 C、ATP D、CO2,B,2、与光合作用光反应有关的是（ ）H2O ATP ADP CO2A. B. C. D.,A,4、光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是（ ） A.叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应 B.叶绿体类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应 C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应 D.叶绿体基质中进行暗反应,不进行光反应,D,5、光合作用过程中，产生ADP和消耗ADP的 部位在叶绿体中依次为 ( ) 外膜 内膜 基质 类囊体膜 A B C D,B,6、光合作用过程的正确顺序是（）二氧化碳的固定 氧气的释放 叶绿素吸收光能水的光解三碳化合物被还原A. B. C. D.7、在暗反应中，固定二氧化碳的物质是（）三碳化合物五碳化合物氧气,1用纸层析法分离叶绿体中的色素，在滤纸条上，色素带从上至下，依次为：A.叶绿素b胡萝卜素叶黄素叶绿素a B.叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素 C.叶黄素叶绿素a叶绿素b胡萝卜素 D.胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b,D,巩固与提高,巩固练习,蓝绿色,黄绿色,橙黄色,黄色,较慢,较快,最慢,最快,蓝紫光和红光,蓝紫光,2.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，光能的吸收发生在叶绿体的（ ）A.内膜上 B.基质中 C.类囊体的薄膜上 D.各部位上,C,3.用纸层析法能够将叶绿体的四种色素分开的原因是（ ）A.四种色素随层析液在滤纸上扩散速度不同B.四种色素随滤液在滤纸上扩散速度不同C.四种色素随滤液在滤纸条上渗透速度不同D.四种色素随层析液在滤纸条上渗透速度不同,A,4.在叶绿体提取和分离试验中，特别要注意不能让层析液没及滤液细线，原因是（ ）A.滤纸条上的集中色素不能扩散B.色素沿滤纸条的扩散速度太慢，色素分离不明显C.层析液妨碍色素的溶解D.色素被层析液溶解不能向上扩散,D,5.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述正确的是（ ）A.叶绿体的色素都分布在囊状结构的膜上B.叶绿体的色素分别在外膜和内膜上C.光合作用的酶只分布在叶绿体基质中D.光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上,A,6.把绿叶的色素溶液放在自然光源和三棱镜之间，从镜的另一侧观察连续光谱中变暗的主要区域是（ ）A.红光和蓝紫光区 B.黄光和蓝紫光区 C.绿光和红光区 D.黄光和绿光区,A,7.下列关于叶绿体中色素的提取和分离实验原理的叙述，正确的是（ ）A.加入少许二氧化硅可防止在研磨时叶绿体中的 色素受到破坏B.用无水乙醇将叶绿体中的色素进行分离C.滤纸条上的最上面色素带呈黄绿色D.溶解度越高的色素随层析液在滤纸上扩散越快,D,走近高考,在植物实验室的暗室内，为了尽可能地降低植物光合作用的强度，最好安装 A、红光灯 B、绿光灯C、白炽灯 D、蓝光灯,B,