能量之源 ppt課件

1、恩格爾曼實(shí)驗(yàn)(黑暗中）,葉綠體的功能是什么？如何證明？,1、是因?yàn)樗d不僅有細(xì)而長(zhǎng)的帶狀葉綠體，而且螺旋分布于細(xì)胞中，便于進(jìn)行觀察分析研究,2、先選用黑暗并且沒(méi)有空氣的環(huán)境，是為了排除實(shí)驗(yàn)中光線和氧的影響，確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。,３、能準(zhǔn)確判斷水綿細(xì)胞中釋放氧的部位；而后用完全曝光的水綿與之做對(duì)照，從而證明了實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是光照引起的，并且氧是由　　　　　　釋放出來(lái)的,葉綠體,？,葉綠體的結(jié)構(gòu),葉綠體外膜,葉綠體內(nèi)膜,葉綠體基質(zhì)(具光合作用

2、相關(guān)的酶),基粒,,,,,,類囊體（具光合色素與酶）,藍(lán)藻——光合自養(yǎng)型的原核生物（具光合色素與酶）,（唯一細(xì)胞器）,,實(shí)驗(yàn)：綠葉中色素的提取與分離,,某種色素溶液,,,,四種光合色素的功能是什么呢？,?,葉黃素,,,,問(wèn)題探討,討論：1.用這種方法有什么好處？不同顏色的光照對(duì)植物的光合作用會(huì)有什么影響？2.為什么不使用綠色的塑料薄膜或補(bǔ)充綠色光源？,夜晚用紅色或藍(lán)色的塑料薄膜掛紅色或藍(lán)色的燈管,用這種方法可以提高光合作用強(qiáng)

3、度。因?yàn)槿~綠素吸收最多的是光譜中的藍(lán)紫光和紅光。不同顏色的光照對(duì)植物的光合作用會(huì)有影響。,因?yàn)槿~綠素對(duì)綠光吸收最少，所以不使用綠色的塑料薄膜或補(bǔ)充綠色光源。,二、光合作用的原理和應(yīng)用,（一）光合作用的探究歷史,,,1642年海爾蒙特(J.B. van Helmont),結(jié)論:,植物生長(zhǎng)所需的大部分物質(zhì)并非來(lái)自于土壤,水分是建造植物體的唯一原料,普里斯特利的實(shí)驗(yàn)（1771年）,結(jié)論: 綠色植物具有更新空氣的能力。,1779年

4、 英格豪斯,經(jīng)過(guò)500多次植物更新空氣的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)：普利斯特的實(shí)驗(yàn)只有在陽(yáng)光照射下才能成功。但不了解植物吸收和釋放的究竟是什么氣體。,1785年,由于發(fā)現(xiàn)空氣的組成，明確綠葉在光下放出的氣體是氧氣，吸收的氣體是二氧化碳。,1845年 梅耶,根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律，指出植物在進(jìn)行光合作用時(shí)，把光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)。,1864年，（德）薩克斯(Julius von Sachs)的實(shí)驗(yàn),先暗處理，再一半曝光，一半遮光,,3、綠葉在

5、光合作用中產(chǎn)生了淀粉,1、讓葉片中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（淀粉）消耗掉,1、為什么對(duì)天竺葵先進(jìn)行暗處理？,2、為什么讓葉片的一半曝光，另一半遮光呢？,3、這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么問(wèn)題？,2、部分遮光、部分曝光，是為了進(jìn)行對(duì)照,1937年, 希爾（R.Hill）的實(shí)驗(yàn),從細(xì)胞中分離出葉綠體，發(fā)現(xiàn)給分離出的葉綠體溶液以光照，并給該實(shí)驗(yàn)體系中加入電子受體，如鐵氰化物或染料亞甲基藍(lán)時(shí)，發(fā)現(xiàn)離體的葉綠體在沒(méi)有二氧化碳存在的條件下就能放出氧氣。,結(jié)論：光合作用釋放的

6、O2來(lái)自于H2O,而不是CO2 。,氧從何而來(lái)？,1939年, S. Ruben and M. Kamen的實(shí)驗(yàn),氧從何而來(lái)？,結(jié)論：,光合作用釋放的O2全部來(lái)自H2O 。,思路——同位素示蹤技術(shù),6CO2+,12H2O,,C6H12O6+,6O2,光能,葉綠體,光合作用的概念及反應(yīng)式,總結(jié)：,光合作用是指綠色植物通過(guò)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 的過(guò)程。,*,*,思考：1.二氧化碳是如何轉(zhuǎn)變

7、為糖的？ 2.水中的氫哪去了？ 3.光能如何轉(zhuǎn)變?yōu)閮?chǔ)存在糖中的穩(wěn)定化學(xué)能？,+6H2O,(儲(chǔ)能),結(jié)論：光照下，可以產(chǎn)生ATP。,,,,H2O,O2,[H],ATP,光能,ADP+Pi,光能,小球藻,14CO2,實(shí)驗(yàn)三：對(duì)進(jìn)行穩(wěn)定光合作用的植物突然停止光照，在黑暗的不同時(shí)間進(jìn)行取樣，發(fā)現(xiàn)停止光照后，PGA（三碳化合物）迅速增加，RUBP（五碳化合物）則同步迅速減少。,實(shí)驗(yàn)二：當(dāng)植物處于穩(wěn)定光合作用時(shí)，將CO2

8、濃度迅速?gòu)模保ソ档偷剑?０３％時(shí)，PGA（三碳化合物）的濃度下降而RUBP（五碳化合物）濃度增加。,1946,M. Calvin的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)一,？,1954年, D.I.阿爾農(nóng)的實(shí)驗(yàn),在黑暗中，只要給分離的葉綠體提供ATP和[H],CO2就能轉(zhuǎn)化為糖類。,結(jié)論：CO2形成糖類可以不需要光， 但需要ATP和[H]。,,,,C6H12O6+ H2O,,CO2,C5,2C3,暗反應(yīng)階段,［Ｈ］,ATP,ADP+ Pi,,,二氧

9、化碳的固定,,,暗反應(yīng)階段,（二)光合作用的過(guò)程,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,光、光合色素、酶等,ATP、［H］、多種酶等,類囊體的薄膜上,葉綠體基質(zhì)中,①水光解成［H］和O2②ADP+Pi+光能→ATP,① CO2的固定② C3的還原③ATP→ADP+Pi +能,光能→活躍化學(xué)能,活躍化學(xué)能→穩(wěn)定化學(xué)能,光反應(yīng),暗反應(yīng),條件,場(chǎng)所,物質(zhì)變化,能量變化,聯(lián) 系,光反應(yīng)和暗反應(yīng)的比較,物質(zhì)聯(lián)系：光反應(yīng)階

10、段產(chǎn)生的［H］，是暗反應(yīng)C3還原的還 原劑；能量聯(lián)系：光反應(yīng)階段生成的ATP，為暗反應(yīng)C3的還原供 能，ATP中活躍化學(xué)能則轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存在糖類中 的穩(wěn)定化學(xué)能。,,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）,,,光合作用與呼吸作用的區(qū)別：,CO2、H2O,O2、葡萄糖等有機(jī)物,植物細(xì)胞的葉綠體,線粒

11、體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),光照、光合色素、酶,光下、暗處都可發(fā)生；酶,O2、葡萄糖等有機(jī)物,CO2和H2O或C2H5OH和CO2或C3H6O3,貯藏能量的過(guò)程光能→活躍的化學(xué)能→穩(wěn)定的化學(xué)能,釋放能量的過(guò)程穩(wěn)定的化學(xué)能→活躍的化學(xué)能,,三.光合作用原理的應(yīng)用,1）光照：光照強(qiáng)度,：增加農(nóng)作物產(chǎn)量的措施,5）水分,2）CO2濃度,3）溫度,4）礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng),從光合總反應(yīng)式看，哪些因素會(huì)影響光合作用強(qiáng)度？,,直接影響光反應(yīng),：直接影響暗反應(yīng),：直

12、接影響酶活性,：參與酶、光合色素的構(gòu)成,：原料、反應(yīng)介質(zhì),6CO2+,12H2O,,C6H12O6+,6O2,光能,*,*,+6H2O,,,光強(qiáng),CO2吸收量,CO2釋放量,0,,M,,,呼吸速率曲線,,凈光合速率曲線,真光合速率曲線,,N,p,Q,,v呼吸,,光補(bǔ)償點(diǎn),,光飽和點(diǎn),（v呼吸=v光合）,,v凈光合=V真光合-v呼吸,（v真光合最大，光強(qiáng)不再是限制因素）,（T℃不變）,,M型曲線的含義？M型曲線的自變量？,——光強(qiáng)、溫度

13、、CO2,,葉綠體和線粒體：,,,都是雙層膜都有增大膜面積的結(jié)構(gòu)都有少量的DNA和RNA都與能量轉(zhuǎn)換有關(guān),,,,,,,CO2,CO2,當(dāng)光照充足時(shí)，,,V真光合> V呼吸，,V凈光合= V光合- V呼吸> 0，,有機(jī)物積累量> 0；,,,,,,CO2,CO2,,當(dāng)光照弱時(shí)，,V真光合< V呼吸，,V凈光合= V光合- V呼吸< 0，,有機(jī)物積累量< 0；,,,,,CO2,當(dāng)光照為零時(shí)，,,V真光

14、合=0，,只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，,有機(jī)物只被分解消耗；,V真光合=V呼吸時(shí)，在圖中應(yīng)如何表示？,V凈光合是否會(huì)隨光照強(qiáng)度的不斷增加而增加？,,CO2,0,0,,自養(yǎng)生物：,舉例：,綠色植物,異養(yǎng)生物：,利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機(jī)物,舉例：,人、動(dòng)物、真菌、大多數(shù)細(xì)菌,硝化細(xì)菌等,,生物的營(yíng)養(yǎng)方式,CO2+,H2O,,C6H12O6+,O2,光能,或化學(xué)能,(儲(chǔ)能),硝化細(xì)菌,四.硝化細(xì)菌的化能合成作用：,原理：還原CO2所需要的ATP和[H]是通過(guò)

15、氧化無(wú)機(jī)物NH4+、NO2-、H2S、SO、H2、Fe2+等而獲得的。,化能自養(yǎng)類型：硝化細(xì)菌、鐵細(xì)菌、硫細(xì)菌、氫細(xì)菌等,NH3 + O2 → HNO2 + 能量HN02 + O2 → HNO3 + 能量C02 + H2O → (CH2O) + O2,,,1、光合作用中，糖類是在 階段形成的，O2是在 階段形成的，ATP是在 階段形成的。2、某

16、科學(xué)家用含有14C的CO2來(lái)追蹤光合作用中的C原子，這種C原子的轉(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,暗反應(yīng),光反應(yīng),光反應(yīng),D,3、在光合作用中，需消耗AT

17、P的是（ ）A、三碳化合物的還原 B、CO2的固定C、水在光下分解 D、葉綠素吸收光能4、光合作用過(guò)程中，光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的物質(zhì)是（ ）A、[H]和ATP B、[H]和O2C、O2和ATP D、[H]和H2O,A,A,,5、在光照充足的環(huán)境里，將黑藻放入含有18O的水中，過(guò)一段時(shí)間后，分析18O放射性標(biāo)記，最先（ ）A、在

18、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) 6、在光合作用過(guò)程中，能量的轉(zhuǎn)移途徑是（ ）A、光能 ATP 葡萄糖 B、光能 葉綠素 葡萄糖 C、光能 CO2 葡萄糖D、光能

19、 葡萄糖 淀粉,,,,,,,,D,A,7、光照增強(qiáng)，光合作用增強(qiáng)。但夏季的中午卻又因葉表面氣孔關(guān)閉而使光合作用減弱。這是由于（ ） A、水分產(chǎn)生的[H]數(shù)量不足 B、葉綠體利用的光能合成的ATP不足 C、空氣中CO2量相對(duì)增多，而起抑制 作用 D、暗反應(yīng)中三碳化合物產(chǎn)生的量太少8、下列措施中，不會(huì)提高溫室蔬菜產(chǎn)量的是（ ） A、增大O2濃度

20、 B、增大CO2濃度 C、增強(qiáng)光照 D、調(diào)節(jié)室溫,D,A,,9、向溶液中加入ADP，磷酸鹽、葉綠體等，實(shí)驗(yàn)時(shí)按圖示控制進(jìn)行，并不斷測(cè)定有機(jī)物合成率，用此數(shù)據(jù)繪成曲線。請(qǐng)你用已學(xué)的光合作用知識(shí)， 解釋曲線形成的原因 A B,,,,,有機(jī)物合成率,C,D,光照、無(wú)CO2,,黑暗、有CO2,時(shí)間,（1）AB （2）BC段 （3）CD段,因?yàn)闆](méi)有CO

21、2，只進(jìn)行光反應(yīng)，所以無(wú)有機(jī)物積累,因?yàn)锳B段為暗反應(yīng)提供了ATP和[H]，加之CO2供給，暗反應(yīng)能夠進(jìn)行，有 機(jī)物合成率上升,因無(wú)光不能進(jìn)行光反應(yīng)，隨著光反應(yīng)產(chǎn)物的消耗，暗反應(yīng)逐漸減弱，有機(jī)物合成率逐漸降低,肌肉收縮,神經(jīng)傳導(dǎo),物質(zhì)合成物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn),,動(dòng)物、人有機(jī)物中化學(xué)能,,植物有機(jī)物中化學(xué)能,,（光）,,ATP,,,植物生命活動(dòng),ATP,放能,,放能,發(fā)光、放電,,,,？,,光合作用,（一）光合色素,類胡蘿卜素,胡蘿卜素,葉黃素,葉綠

22、素,葉綠素a,葉綠素b,（橙黃色）,（黃色）,（藍(lán)綠色）,（黃綠色）,,,,（吸收傳遞、轉(zhuǎn)化光能）,,吸收藍(lán)紫光,吸收紅橙光和藍(lán)紫光,,,一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu),（含量約占1/4 ）,（含量約占3/4 ）,光合作用的全過(guò)程,供氫,供能,還原,多種酶參加催化,（CH2O）,,,2C3,C5,固定,,CO2,,,,,光反應(yīng)過(guò)程,暗反應(yīng)過(guò)程,實(shí)驗(yàn)原理,有機(jī)溶劑（無(wú)水乙醇）能溶解葉綠體中的色素。（相似相溶）層析液是一種脂溶性很強(qiáng)的有機(jī)溶劑。

23、（層析液有毒易揮發(fā)） 葉綠體中的色素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；溶解度低的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得慢。以紙層析法將葉綠體中的色素分離。,綠葉中色素的提取與分離,提取葉綠體色素時(shí)需要的化學(xué)藥品及作用SiO2：充分研磨，使葉綠體中的色素釋放。CaCO3：防止研磨時(shí)葉綠體中的色素受到破壞,綠葉中色素的提取與分離,實(shí)驗(yàn)步驟（分離色素）,在距干燥濾紙條窄端1cm處畫一條鉛筆細(xì)線,,,綠葉中色素的提取與分離,