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1、,复习：呼吸作用,第四节能量之源光与光合作用,一、捕获光能的色素和结构,对大多数生物，活细胞所需能量的最终源头是_。,太阳能,实验,绿叶中色素的提取和分离,1、提取色素的原理？2、分离色素的原理？,绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。,各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的则在滤纸上扩散的快；反之，则慢。,2、方法与步骤：,2、方法与步骤：,1）色素的提取：,2、方法与步骤：,2）色素的分离,易错警示！实验中的注意事项及操作目的,一、捕获光能的色素和结构,捕获光能的色素,类胡萝卜素,叶绿素,胡萝卜素,叶黄素,叶绿素a,叶绿素b,(占1/4),(占3
2、/4),滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？,（橙黄色）,（黄色）,（蓝绿色）,（黄绿色）,关于色素,种类,功能：,吸收、传递和转化光能,特性：,不溶于水，只溶解于有机溶剂,1.光照是影响叶绿素形成的主要条件2.适宜的温度3.矿质元素植物缺乏N、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn的元素是，就不能形成叶叶绿素，出现缺绿病。N、Mg都是组成叶绿素的元素，不可缺少。Fe、Me、Cu、Zn等可能是叶绿素形成过程中某些酶的活化剂，在叶绿素形成过程中起间接作用。,（二）叶绿素合成的条件,知识拓展色素与叶片的颜色,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,叶绿体中的色素提
3、取液,叶绿素主要吸收_类胡萝卜素主要吸收_,蓝紫光,蓝紫光、红光,（三）叶绿体中色素的吸收光谱,吸收光能的百分比,外膜,内膜,基粒,基质,类囊体,捕获光能的色素分布在_,类囊体的薄膜上,二、叶绿体的结构与功能,基粒:由类囊体（单层膜）堆叠而成，分布着光合色素，光反应的场所。,外膜:,内膜:,基质:暗反应的 场所。,（一）叶绿体的结构,基质,类囊体腔,类囊体膜（光合膜）：,（二）叶绿体的功能,装片中好氧细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中。,装片中好氧细菌分布在叶绿体所有受光部位的周围。,O2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。,恩格尔曼实验方法的巧妙之处：(1)实验
4、材料选得妙：用水绵作为实验材料。水绵不仅具有细而长的带状叶绿体，而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中，便于观察和分析研究。(2)排除干扰的方法妙：实验成功的关键之一在于控制无关变量和减少额外变量，恩格尔曼将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了环境中光线和氧的影响，从而确保实验能够正常进行。(3)观测指标设计得妙：通过好氧细菌的分布进行检测，从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位。(4)实验对照设计得妙：进行黑暗(局部光照)和曝光的对比实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的。,资料一：,结论： 叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，分布了许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光
5、合作用的酶。,叶绿体在光照条件下产生O2。,资料二：在类囊体上和基质中，含有多种进行光合作用所必需的酶。,光合作用的场所只能是叶绿体吗？,蓝藻、光合细菌等没有叶绿体也能进行光合作用。,二、光合作用的原理和应用,绿色植物通过_，利用_，把_转化成储存能量的_，并释放出_的过程。,光合作用的探究历程（P101102）,光能,叶绿体,O2,有机物,CO2和H2O,光合作用的具体过程是如何被人们认识和发现的？,光合作用的探究历程,1648年海尔蒙特（比利时）实验,结论：建造植物体的原料是水分,+74.75kg,-0.057kg,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
6、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。,？,光能,化学能,储存在什么物质中？,德国梅耶,1864年德国萨克斯实验,让一张叶片一半曝光一半遮光,除去叶绿素,酒精,水,（证明绿叶在光下制造淀粉）,滴加碘酒后,或者用碘蒸气处理这片叶，发现曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半则没有颜色变化。,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,1939年鲁宾和卡门的实验（同位素示踪法）,结论：光合作用释放的氧全部来自
7、水。,美国卡尔文,用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C在光合作用转化成有机物中的碳的途径，这一途径称为卡尔文循环。,糖类,（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。,三、光合作用的意义,走近高考,(1999高考题)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,叶绿体中的色素分子,光能,C5,2C3,ADP+Pi,ATP,H2O,O2,H,多种酶参加催化,酶,(CH2O)+H2O,CO2,吸收,光解
8、,能,固定,还原,酶,光反应阶段,暗反应阶段,光合作用的过程,光合作用怎样进行？,光合作用的场所：,基质,类囊体腔,类囊体膜（光合膜）：,（一）光合作用的过程：,光合作用的过程：,光合作用的过程图解：,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：,用于暗反应,（活跃化学能）,用于暗反应,多种酶参加催化,1个CO2, CO2的固定； C3的还原。,暗反应,（C5）,2（C3）,暗反应总结：,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、,NAD
9、PH 、ATP,NADPH 、,ATP,光能转换成电能再变 成ATP中活跃的化学能,ATP中活跃的化学能变成稳定的化学能,光反应为暗反应提供H和ATP，暗反应为光反应提供NADP+和ADP和Pi。没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，有机物无法合成。光反应是物质和能量的准备阶段，暗反应是物质和能量的完成阶段，两个过程相辅相成。,CO2的固定：,2C3 (CH2O),能量上把光能转变成有机物中稳定的化学能,光合作用的实质,（二）光照和CO2浓度变化对光合作用物质含量变化的影响,(三)光合作用原理的应用,光合作用强度： 是光合作用反应强弱的指标。一般用植物单位时间内单位面积通过光合作用制造糖类的
10、量来表示。 即：光合速率,光合速率的测定方法：,（1）NaHCO3溶液的作用： 烧杯中的NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。,（2）植物光合速率测定指标：植物光合作用释放氧气，是容器内气体压强增大，毛细管内的水滴右移。单位时间内水滴右移的体积即代表光合速率。,(3)整个装置必须在光下，光是植物进行光合作用的条件。,光合作用过程图解,哪些外界条件会影响光合作用的进行?,探究 环境因素对光合作用强度的影响,（1）光照强度,（2）CO2浓度,（3）温度,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 ；B点表示： ；BC段表示： ；,酶的活性,酶
11、,此温度条件下，光合速率最高,超过最适温度，光合速率随温度升高而下降,H2O是光合作用的原料。在一定范围内,H20越多，光合速率越快，但到A点时，即H2O达到饱和时，光合速率不再增加。,（4）水分,光合速率的日变化:,两个时间段为何光合速率不同？,（）矿质元素,ATP中活跃,的化学,热,叶绿体,只在光下进行,丙酮酸,ATP,热,ATP,光合作用和有氧呼吸的比较：,CO2+H20,光合作用,（CH2O）,有氧呼吸,CO2+H20,光能,O2,热能,ATP,细胞呼吸速率： 呼吸作用强度的指标。通常以单位时间内分解有机物的量表示。也可以用单位时间内释放CO2或吸收O2的量表示。,细胞呼吸速率的测定方
12、法：,呼吸速率：O2的吸收量/CO2的释放量/有机物的消耗量,呼吸速率：O2的吸收量/CO2的释放量/有机物的消耗量,净光合速率：O2的释放量/CO2的吸收量/有机物的积累量,总光合速率：O2的产生量/CO2的固定量/有机物的产生量 （消耗）,植物呼吸速率和光合速率的表示及关系：,O2的产生量CO2的消耗量光合作用有机物产生量,总（真正）光合速率= 净(表观)光合速率+呼吸速率,O2的释放量呼吸作用的耗O2量,CO2吸收量呼吸作用CO2的产生量,光合作用有机物积累量呼吸作用有机物消耗量,表观光合速率,影响光合速率的因素,真正光合速率 = 表观光合速率 + 呼吸速率,(1) 光照强度,真正光合速
13、率,呼吸速率,0,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,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?,白光红光或蓝紫光绿光,b:CO2的补偿点,c:CO2的饱和点,ab: CO2太低，农作物消耗光合产物
14、； bc: 随CO2的浓度增加，光合作用强度增强； cd: CO2浓度再增加，光合作用强度保持不变； de: CO2深度超过一定限度，将引起原生质体中毒或气孔关闭，抑制光合作用。,a,c,b,d,e,（2）CO2浓度,有机物积累,1. 如何提高大田和温室中的CO2含量?,CO2浓度在1%以内时，光合速率会随CO2浓度的增高而增高。 农田里的农作物应确保良好的通风透光和增施有机肥。温室中可增施有机肥或使用CO2发生器等。,2. 请在图上画出更弱光强度下光合速率的曲线?,光合作用整套机构对温度比较敏感，温度过高时光合速率会减弱。光合作用的最适温度因植物种类而异。,(3) （温度）,在一定范围内温度
15、对光合作用的影响,哈密瓜盛产于新疆的哈密地区。在该地区农作物的生长季节里，阳光充沛、昼夜温差大。请试分析：为何当地出产的哈密瓜会比其他地区出产的甜？如果想在福建地区比较甜的哈密瓜，理论上你认为可以采取哪些措施？,温室栽培中，白天可适当提高温度，夜间适当降低温度，适当提高昼夜温差，从而提高作物产量（有机物积累量）。,温度、光照强度、 CO2的含量、水分、矿质元素等,影响光合作用的主要外界因素（应用）,光合作用的正常进行要受多种因素的影响，一个生物兴趣小组研究了CO2浓度、光照强度和温度对光合作用的影响，下面是一位同学根据实验结果绘制的一组曲线，你认为不正确的是 ( ),D,光照强度、温度和CO2
16、浓度对光合作用的影响是综合性的，但在某些情况下会有一个起限制性的主要因素。,综合因素和主要因素：,提高农作物产量的措施：,延长光合作用时间：增加光合作用面积：,增加光能利用率,提高光合作用效率,控制光照强弱控制光质控制CO2供应控制必需矿质元素供应适时适量施肥,提高复种指数温室中人工光照,合理密植间作套种,通风透光在温室中施有机肥，使用CO2发生器,阴生植物阳生植物,提高农作物光合强度的措施： 注意多用一些适当、适量、合理等字眼,3、适当提高CO2浓度,4、适当提高温度,5、适当增加植物体内的含水量,6、适当增加矿质元素的含量,2、合理密植,影响光合作用的因素及其在农业生产实践中的应用归纳总结
17、,自养生物：能够直接把从外界环境中的无机物转变成为自身的组成物质（有机物）的生物。,化能合成作用,异养生物：不能直接利用无机物制造有机物。只能把从外界摄取的现成的有机物转变成自身的组成物质的生物 。,概念：能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用。,（例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数细菌）,化能合成作用,1、测定植物光合作用的速率，最简单有效的方法是测定： A.植物体内葡萄糖的生成量 B.植物体内叶绿体的含量 C.二氧化碳的吸收量 D.植物体内水的消耗量,课堂测试,2、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、C
18、O2,B,3、与光合作用光反应有关的是（ ）H2O ATP ADP CO2A. B. C. D.,A,4、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；下降,C,5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
19、,6、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,7、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.8、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,9、在光照充足的环境里，将黑藻放入含有18O的水中，过一段时间后，分析18O放射性标记，最先（ ）A、在植物体内的葡萄糖中发现 B、在植物体内的淀粉中发现C、在植物体内的淀粉、脂肪、蛋白质中均可发现 D、在植物体周围的空气中发现,D,10、某科学家用含有14C的CO2来追踪光合作用中的C
20、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,11、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,12、生长旺盛的叶片，剪成5mm见方的小块，抽去叶内气体，做下列处理，如图，这四个处理中，沉入底部的叶片小块最先浮起的是（ ）,A,13（2007山东理综）以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是：,A光
21、照相同时间，35时光合作用制造的有机物的量与30时相等B光照相同时间，在20条件下植物积累的有机物的量最多C温度高于25时，光合作用制造的有机物的量开始减少D两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等,据统计：1、地球表面的绿色植物每年大约制造了4400亿吨有机物。 2、地球表面的绿色植物每年储存的能量约为7.111018KJ，这个数字大约相当于240000个三门峡水电站每年所发出的电力，相当于人类在 工业生产、日常生活和食物营养上所需要的能量的100倍。,课外读,间 作,一茬有两种或两种以上生育季节相近的作物，在同一块田地上成行或成带（多行）间隔种植的方式。公元6世纪齐民要术叙述了桑与绿豆或小豆间作、葱与胡荽间作的经验。,套 作,在前季作物生长后期的株 、 行或畦间播种或栽植后季作物的种植方式。套作的两种或两种以上作物的共生期只占生育期的一小部分时间，是一种解决前后季作物间季节矛盾的复种方式 。主要方式有：小麦套玉米或再套甘薯或大白菜；,
