光合作用-浙科版.ppt
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1、第五节 光合作用,第一课时,光和作用探究过程,光和色素的提取和分离实验,光和作用概述,光和作用的意义,自养生物,以二氧化碳和水为原料,通过叶绿体,利用光能合成糖类等有机物,这些有机物为其自身的生长、发育和繁殖提供物质和能量,举例:植物、藻类、蓝藻、光合细菌、硫细菌、铁细菌等,异养生物,直接或间接依靠自养生物的光合产物生活,举例:人、动物、真菌和大部分细菌,一、光合作用概述:,1、概念:光合作用是指以CO2和H2O为原料,通过 叶绿体,利用光能合成糖类等有机物质,同时释放O2。,2、总反应式:,光能,叶绿体,3、场所:主要是叶绿体,(1)分布:叶肉细胞(主要)保卫细胞 幼嫩茎的皮层细胞 某些果实
2、的表皮细胞等,(2)形态:扁平的椭圆形或球形,外膜,内膜,叶绿体基质,基粒,含有多种与光合作用有关的酶和少量的DNA,由类囊体堆叠而成,在类囊体薄膜上存在着与光合作用有关的酶和色素,(3)结构:,光合作用的场所只能是叶绿体吗?,蓝藻、光合细菌等。具体部位在细胞膜上,光合作用的具体过程是如何被人们认识和发现的哪?,二、光合作用探索历程:,一、普利斯特利实验,二、萨克斯的实验,四、鲁宾和卡门的实验(同位素示踪法),三、恩格尔曼的实验,结论:植物可以更新空气,普利斯特利实验,萨克斯的实验,放在暗处几小时,目的是什么?,结论:产物淀粉 条件光照,恩格尔曼的实验,隔绝空气,黑暗,用极细光束照射,完全暴露
3、在光下,水绵和好氧细菌的装片,结论:氧是由叶绿体释放出来的,叶绿体是光合作用的场所。光合作用需要光照,鲁宾和卡门的实验(同位素示踪法),结论:光合作用释放的氧全部来自水。,三、光合作用的意义,(1)为生物生存提供了物质来源(2)为生物生存提供了能量来源(3)维持了大气中O2和CO2的相对稳定(4)对生物的进化有直接意义。,为什么绝大多数植物叶片是绿色的?,为什么有些植物叶片在不同时期颜色不同呢?,思考:,由于叶绿素的含量大大超过类胡罗卜素,而使类胡罗卜素的颜色被掩盖,只显示出叶绿素的绿色,由于叶绿素比类胡罗卜素易受到低温的破坏,秋季低温使叶绿素大量破坏,而使类胡罗卜素的颜色显示出来,1、实验原
4、理,提取:色素能溶解在无水乙醇(丙酮)中,分离:色素在层析液中溶解度不同,使四种 色素随层析液在滤纸上扩散的速度不同而分离,四、色素的提取和分离纸层析法,四、色素的提取和分离纸层析法,1、提取色素:烘干、粉碎、研磨(碳酸钙、二氧化硅、无水乙醇),过滤(单层尼龙布)。2、制备滤纸条:剪去两角(防止两边滤液扩散速度太快),画铅笔线 3、画滤液细线:细、直、齐,重复几次。4、分离:用层析液,液面不能淹没滤液细线。,2、叶绿体中的色素,实验:叶绿素的提取和分离实验结果分析,胡萝卜素,叶黄素,叶绿素a,叶绿素b,叶绿体中的色素种类及含量,色素,叶绿素,类胡萝卜素,叶绿素a(蓝绿色),叶绿素b(黄绿色),
5、叶黄素(黄色),胡萝卜素(橙黄色),3/4,1/4,叶龄,0,含量,叶绿体中色素的含量曲线图:,叶绿素(镁元素),类胡萝卜素,色素的功能,叶绿素主要吸收蓝紫光和红橙光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,色素吸收、传递、转换光能,可见光透过三棱镜,可见光透过色素提取液,叶绿体色素吸收光谱,小结:,1、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.叶绿体中的色素都分布在类囊体的膜上 B.叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上 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,练一练,2、把叶绿体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
6、中变暗的主要区域()A红光和蓝紫光区域 B黄光和蓝紫光区域 C绿光和红光区域 D黄光和绿光区域,A,练一练,3、光合作用过程中,不在叶绿体基粒的类囊体薄膜上进行的是()A.低能电子被光激发到高能状态 B.O2的产生 C.ATP变成ADP D.还原氢的产生,C,练一练,练一练,4用有机溶剂提取、纸层析法分离叶绿体色素的实验,不能证实的是()A.叶绿体色素溶解在有机溶剂中 B.在层析液中叶绿体色素的溶解度是不相同的 C.在光下叶绿体色素主要反射绿光和黄光 D.叶绿体色素分布在叶绿体囊状结构的薄膜上,D,5、在“色素的提取和分离”实验中得到的色素带颜色较淡,分析其原因可能是 加入的丙酮太多 用无水乙
7、醇代替丙酮 层析液没及滤液细线 研磨时没有加入CaCO3 研磨时没有加入SiO2 取的叶片叶脉过多,叶肉细胞过少 A、B、C、D、,C,练一练,6、某同学在做“叶绿体中色素的提取和分离”实验时,操作情况如下所述:将5g新鲜完整的菠菜叶,烘干后放在研钵中,加无水乙醇、石英砂、CaCO3以后,迅速研磨。用毛细吸管吸取少量滤液,沿滤纸上的铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线,并连续迅速地重复画23次。把画好细线的滤纸条插入层析液中,并不断摇晃,以求加快色素在滤纸条上的扩散。结果实验失败,请指出其错误所在:a.,b.,C.。,不应用完整叶片而应剪碎 不应连续迅速重复画线,而应干后重复画线 不应摇晃,以免
8、层析液没及滤液细线,练一练,光和作用(第二课时),五、光合作用的过程:,五、光合作用的过程:,1、定义:光反应包括许多反应,其中最重要的是发生在两种叶绿素蛋白质复合体(称为光系统I和光系统II)中的电子被光激发的反应。,一、光反应,e-,光系统,光系统,e-,叶绿素、类胡萝卜素复合体,3、光反应过程图,光合作用的光反应示意图,一、光反应,光系统:,叶绿素蛋白质复合体中的低能电子,日光激发,高能电子,低能电子,ADP+Pi,ATP,进入光系统,失去的电子由H2O的裂解补充:H2O 2H+2e-+1/2O2,光系统:,叶绿素蛋白质复合体中的低能电子,日光激发,高能电子(e-),+H+NADP+,N
9、ADPH,简称还原氢H,来自于光系统,1、光系统:光能电能ATP中活跃的化学能,水的光解:2、光系统:把光能电能NADPH中活跃的化学能3、e的传递过程:H2O光系统光系统NADPH;,条件:,过程:,场所:,光反应总结:,光、色素、酶,叶绿体的囊状结构(类囊体)薄膜,水的光解:NADPH的形成:ATP的形成:,用于碳反应,(活跃化学能),光反应小结,基粒类囊体薄膜上,光、H2O、色素、酶,水的光解:2H2O 4H+O2+2e-ATP合成:ADP+Pi ATP还原氢的生成:H+e-+NADP+NADPH,光,酶光能,光能电能成活跃的化学能,酶,二、碳反应,多种酶参加催化,1个CO2,CO2的固
10、定;C3的还原。,二、碳反应,注意:,1、碳反应在叶绿体基质中进行,首先一个CO2和一个五碳分子(RuBP)形成2个三碳分子(3磷酸甘油酸),2、接着每个三碳分子接受NADPH和ATP形成1分子三碳糖,3、三碳糖在叶绿体内可形成淀粉、蛋白质和脂质,在叶绿体外形成蔗糖。,1、物质转化:2、能量转变:3、条件:4、场所:,ATP、NADPH和多种酶,叶绿体基质,二、碳反应,碳反应总结:,CO2的固定:,C3的还原:,ATP,NADPH、,条件:,场所:,物质变化:,能量变化:,叶绿体的基质中,多种酶、,NADPH、ATP,C5的再生:,NADPH、,ATP,光能转换成电能再变成活跃的化学能(ATP
11、、NADPH中),活跃的化学能变成稳定的化学能,光反应为碳反应提供NADPH和ATP,碳反应为光反应提供NADP+和ADP和Pi,CO2的固定:,2C3 三碳糖,问题探讨,碳反应的产物又是如何被植物体利用的呢?,五、光合作用的过程:(小结),叶绿体处不同条件下,C3、C5、NADPH、ATP以及(CH2O)合成量的动态变化,.下图是小球藻进行光合作用示意图,图中物质A与物质B的分子量之比是(),C18O2,A,H2O,CO2,B,H218O,光照射下的小球藻,练一练,2、如果要测定藻类植物是否完成了光反应,最好是检测其()A.葡萄糖的形成 B.淀粉的形成 C.O2的释放 D.CO2的吸收量,C
12、,练一练,3.下 图是光合作用过程图解,请分析后回答下列问题:,图中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 图中的H表示,H为I提供,2,水,H,基质,C3的还原,ATP,色素吸收的光能,光反应,H和ATP,练一练,4.为证实“光是进行光合作用必需条件”,某同学制订了下列实验方案:(1)实验目的:(略)(2)实验材料和用具:(略)(3)实验方法和步骤:取一株生长正常的盆栽绿色植物,将其放暗室中饥饿,消耗掉叶片内贮藏的有机物。暗室内装有红色安全灯。饥饿一段时间后,自暗室内取出,光照2小时,使其充分进行光合作用。取一叶片,放入盛有酒
13、精的烧杯中,水浴加热,使叶绿素溶于酒精中。将已脱绿的叶片取出,平铺在培养皿中,用碘碘化钾溶液,检测有无葡萄糖的特异颜色反应出现。该实验方案有几项明显错误,请指出并改正。,【解析】这位同学的实验方案有三处错误:1、在步骤中,暗室用红色安全灯是错误的,因为植物能够吸收红光进行光合作用,从而使叶片内贮藏的有机物消耗掉的方案失败;2、葡萄糖与碘酒没有特异的颜色反应,步骤中检测的应该是淀粉;3、这一实验方案最大的缺陷是设计不严密,没有对照组,因此在步骤中,应选择两株生长状况相同的植物,一株遮光一株曝光,其他实验步骤相同。,光和作用,(第三课时),光合速率(光合强度):是指一定量的植物(如一定的叶面积)在
14、单位时间内进行多少光合作用(如释放多少O2、消耗多少CO2、合成多少淀粉),表观(净)光合速率、真正(总)光合速率,表观光合速率=真正光合速率呼吸速率,六、影响光合速率的环境因素,六、影响光合速率的环境因素,怎样才能提高光合速率?,1、光,白光红光绿光,不同光质对光合速率的影响,例: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,自然光 蓝紫光 红光 黄光 绿光,(2)光强度,B:光补偿点,C2:光饱和点,光照强度,0,C2,b(总光合量)=a(净光合量)+c(呼吸作用),光补偿点:光合作用吸收的CO2和呼吸放出
15、CO2相等时的光强度。,光饱和点:光合作用达到最强时所需的最低的光强度。,A点:黑暗时,只进行细胞呼吸,区别植物体的吸收或释放与叶绿体的吸收和释放,AB段:弱光下,光合作用小于细胞呼吸,B点:光补偿点,光合作用等于细胞呼吸,BC1段:强光下,光合作用大于细胞呼吸,光合速率与光强度的关系,1.对植物而言,光照越强越好吗?,2.请在图上画出阴生植物胡椒光合速率的曲线?,如果降低二氧化碳的浓度,则B点、C点和D点将如何移动?如果升高二氧化碳的浓度,则B点、C点和D点将如何移动?,光合速率,光照强度(klx),A,B,C,D,知识探究,2、温度影响酶的活性,光合作用是在 的催化下进行的,温度直接影响;
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