光與光合作用1

1、1.5.4 能量之源—光與光合作用,有些蔬菜大棚用紅色或藍(lán)色的塑料薄膜代替普通塑料薄膜，有的溫室內(nèi)懸掛發(fā)紅色或藍(lán)色的燈管。1.用這種方法有什么好處？這樣做對(duì)光合作用有影響嗎？2.為什么是用紅色或藍(lán)色的呢？用綠色的可以嗎？,一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu),實(shí)驗(yàn)原理：提取(無(wú)水乙醇)、分離(層析液)目的要求：綠葉中色素的提取和分離及色素的種類材料用具：新鮮的綠葉、定性濾紙等、無(wú)水乙醇等方法步驟： 1.提取綠葉中的色素

2、 2.制備濾紙條 3.畫濾液細(xì)線 4.分離綠葉中的色素 5.觀察和記錄討論： 1.濾紙條上色帶的數(shù)目、排序、寬窄？ 2.濾紙條上的濾液細(xì)線，為什么不能觸及層析液？,,1、實(shí)驗(yàn)：綠葉中色素的提取和分離,思考：,1.綠葉中的色素是怎樣被提取出來(lái)的？又是怎樣被分離開(kāi)的？2.濾紙上的濾液細(xì)線，為什么不能觸及層析液？3.濾紙上的色素由上到下的順序是什么？每種色素的顏色是？,胡蘿

3、卜素,葉黃素,葉綠素a,葉綠素b,,實(shí)驗(yàn)結(jié)果：,綠葉中的色素有4種，可以歸納為兩類：,葉綠素,類胡蘿卜素,（含量約3/4）,（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）,,,,,分析：為什么植物春夏葉子翠綠，而深秋則葉片金黃呢？,由于葉綠素的含量大大超過(guò)類胡蘿卜素，而使類胡蘿卜素的顏色被掩蓋，只顯示出葉綠素的綠色,由于葉綠素比類胡蘿卜素易受到低溫的破壞，秋季低溫使葉綠素大量破壞，而使類胡蘿

4、卜素的顏色顯示出來(lái),2024/3/18,,11,吸收可見(jiàn)光，用于光合作用,2.色素的功能：,色素的吸收光譜圖,葉綠素：吸收藍(lán)紫光和紅光,類胡蘿卜素：吸收藍(lán)紫光,問(wèn)題：這些捕獲光能的色素存在于細(xì)胞中的什么部位？,葉綠體,,,,,,,內(nèi)膜,外膜,,,基質(zhì)多種酶,基粒,,類囊體 色素和酶,溫故而知新,葉綠體的功能:,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。,（二）

5、光合作用的原理和應(yīng)用,光合作用的原理和應(yīng)用,光合作用的概念,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，并且釋放出氧氣的過(guò)程。,,人們是如何發(fā)現(xiàn)光合作用過(guò)程的呢？,,2.5Kg,,5年,土壤100Kg,土壤 99.9 Kg,,,這說(shuō)明了什么？,,1771 年英國(guó)的普利斯特萊（J.Pristly）通過(guò)植物和動(dòng)物之間進(jìn)行氣體交換的實(shí)驗(yàn)，第一次成功地應(yīng)用化學(xué)的方法研究植物的生長(zhǎng)，得知植物生長(zhǎng)需要吸收二氧化碳，同時(shí)

6、放出氧氣。,1、蠟燭易熄滅、小 白鼠易窒息而死。,2、蠟燭不容易熄滅,3、小白鼠不易窒息而死,1,綠葉只有在陽(yáng)光下才能更新空氣,薩克斯實(shí)驗(yàn),,,,1864年,德國(guó)植物學(xué)家薩克斯實(shí)驗(yàn),一半曝光，一半遮光,在暗處放置幾小的葉片,,,,,,,結(jié)論：,光合作用產(chǎn)生了淀粉,1880年，恩格爾曼(C.Engelmann)的實(shí)驗(yàn)：,,§4 能量之源——光與光合作用,結(jié)論： 氧是由葉綠體釋放出來(lái)的，葉綠體是光合作用的場(chǎng)所

7、。,,,,同位素標(biāo)記法,1939年 魯賓，卡門,CO2,C18O2,18O2,O2,H218O,,,H2O,綠色植物,（如小球 藻）,,,證實(shí)：光合作用釋放的氧氣來(lái)自水,20世紀(jì)40年代，卡爾文(M.Calvin),用14C標(biāo)記的CO2供小球藻實(shí)驗(yàn)，追蹤檢測(cè)其放射性。探明CO2中的C的轉(zhuǎn)移途徑。,卡爾文循環(huán)：CO2 → C3 → (CH2O),原料：二氧化碳 水,產(chǎn)物：糖類 氧氣,場(chǎng)所：葉綠體,條件：光 , 多種酶,,,,,

8、,2)、 光合作用的原料、產(chǎn)物、場(chǎng)所、條件是什么？,3)、你能用一個(gè)化學(xué)反應(yīng)式表示出來(lái)嗎?,1）分析了光合作用的探究歷程，你有何感悟？,思考與討論：,4、光合作用化學(xué)反應(yīng)式：,5、光合作用過(guò)程,（1）光合作用分為哪幾個(gè)階段？分類依據(jù)是什么？,（2）每個(gè)階段反應(yīng)的條件、場(chǎng)所、物質(zhì)變化、 能量變化如何？,光反應(yīng)階段,,,,,水在光下分解,,O2,,[H],,,,,暗反應(yīng)階段,2C3,場(chǎng)所：,條件：,葉綠體基質(zhì),酶,多種酶

9、參加催化,還 原,,,,,水在光下分解,,O2,,[H],,,2C3,多種酶參加催化,還 原,,,光合作用總過(guò)程：,光反應(yīng),H2O →2 [H] + 1/2O2,水的光解：,ATP的形成：,暗反應(yīng),,,總結(jié)：,光合作用總反應(yīng)式：,§4 能量之源——光與光合作用,,光合作用的實(shí)質(zhì)：,合成有機(jī)物，儲(chǔ)存能量,原料和產(chǎn)物的對(duì)應(yīng)關(guān)系：,（CH2O）,,C,H,O,,,,CO2,CO2,H2O,O2,,

10、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）,,,能夠利用體外環(huán)境中的某些無(wú)機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來(lái)制造有機(jī)物的合成作用,例如：硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌等少數(shù)種類的細(xì)菌,化能合成作用：,,§4 能量之源——光與光合作用,,光合作用原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 ：提高光合作用強(qiáng)度，增加農(nóng)作物產(chǎn)量。例如：控制光照的強(qiáng)弱和溫度的高低，

11、 適當(dāng)增加作物環(huán)境中二氧化碳的濃度， 等等。,影響光合作用的主要外界因素：1）光照 2）CO2 3）溫度,三、影響光合作用的外界條件,表觀光合作用強(qiáng)度,實(shí)際光合作用的強(qiáng)度,該葉片中細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度,=,-,(糖類質(zhì)量),1、光照強(qiáng)度，其他條件不變（溫度，CO2濃度）,,,光照強(qiáng)度,A,CO2吸收量,B,CO2釋放量,陰生植物,光補(bǔ)償點(diǎn),光飽和點(diǎn),O,A點(diǎn)，只進(jìn)行有氧呼吸,B點(diǎn)，光合強(qiáng)度=呼吸強(qiáng)度,C點(diǎn)，光合

12、強(qiáng)度最大,C,2、CO2濃度（其他條件不變）,CO2濃度為A，光合強(qiáng)度=呼吸強(qiáng)度,CO2濃度為B，光合強(qiáng)度最大,理論上分析：若想使植物通過(guò)光合作用積累有機(jī)物增加：,A向左移動(dòng)，B向右移動(dòng),O,3、溫度（其他條件不變）,與溫度影響酶的活性一致,4、礦質(zhì)元素離子（無(wú)機(jī)鹽離子）,例如：N，P，K，Mg等,1. 光合作用過(guò)程中，產(chǎn)生ADP和消耗ADP 的 部位在葉綠體中依次為 (

13、 ) ①外膜 ②內(nèi)膜 ③基質(zhì) ④類囊體膜 A．③② B．③④ C．①② D．④③,B,2. 與光合作用光反應(yīng)有關(guān)的是（ ）①H2O ②ATP ③ADP ④CO2A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①

14、③④,A,,,練 習(xí),例1：科學(xué)家用14C標(biāo)記二氧化碳，發(fā)現(xiàn)碳原子在一般植物體內(nèi)光合作用中的轉(zhuǎn)移途徑是A．二氧化碳→葉綠素→葡萄糖B．二氧化碳→ATP→葡萄糖C．二氧化碳→五碳化合物→葡萄糖D．二氧化碳→三碳化合物→葡萄糖,D,§4 能量之源——光與光合作用,,例2：在一定時(shí)間，綠色植物在一定強(qiáng)度的_________的照射下，放出的氧最多 A．白光 B．紅光和藍(lán)紫光

15、 C．藍(lán)紫光和綠光 D．紅光和綠光,A,§4 能量之源——光與光合作用,,例3：生長(zhǎng)旺盛的葉片，剪成5mm見(jiàn)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，沉入底部的葉片小塊最先浮起的是,A,§4 能量之源——光與光合作用,,例4：將一株植物培養(yǎng)在H218O中并進(jìn)行光照，過(guò)一段時(shí)間后18O存在于A．光合作用生成的水中B．僅在周圍的水蒸氣中C．僅在植物釋放的氧氣中

16、D．植物釋放的氧氣和周圍的水蒸氣中,D,§4 能量之源——光與光合作用,,例5：將置于陽(yáng)光下的盆栽植物移至黑暗處，則細(xì)胞內(nèi)三碳化合物與葡萄糖的生成量的變化是A ．C3增加，葡萄糖減少B．C3與葡萄糖都減少C ．C3與葡萄糖都增加D．C3突然減少，葡萄糖突然增加,A,§4 能量之源——光與光合作用,,例7：下圖表示某植物生理作用與環(huán)境因素之間的關(guān)系。請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題：,,(1)甲圖中，A點(diǎn)表示植物只能進(jìn)行

17、 作用，B點(diǎn)表示 與 _________________達(dá)到相等。,呼吸,呼吸作用釋放的CO2量,光合作用吸收的CO2量,§4 能量之源——光與光合作用,,(2)上述甲、乙兩圖表示影響光合作用的因素包括 。(3)甲圖曲線E、F表示20℃和30℃的環(huán)境中所得到的曲線，其中表示20℃時(shí)光合作用效率的