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1、第四节 能量之源光与光合作用,光合作用需要色素去捕获光能。,正常苗,白化苗,一、捕获光能的色素和结构,实验,绿叶中色素的提取和分离,实验原理：提取分离目的要求：绿叶中色素的提取和分离 及色素的种类材料用具：新鲜的绿叶、定性滤纸等、无水乙醇等,(无水乙醇),(层析液),实验,绿叶中色素的提取和分离,方法步骤：,1.提取绿叶中的色素,2.制备滤纸条,要求：细、直、齐 重复23次,3.画滤液细线,4.分离绿叶中的色素,方法步骤：,5、观察与记录实验结果,滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？,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3/4)
2、,（橙黄色）,（黄色）,（蓝绿色）,（黄绿色）,叶绿体中的色素：,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,思考,树叶为什么是绿色？,叶绿体的结构,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,2023/11/16,1.下列标号各代表：_ _2.在上分布有光合作用所需的 和，在中也分布有光合作用所需的。,基质,酶,外膜,内膜,类囊体,基粒,色素,酶,叶绿体的功能,恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处?,思考,(1)选材方面，选用水绵为实验材料。水绵不仅具有细长的带状叶绿体，而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中，便于观察、分析研究。,(2)将临时装片
3、放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了光线和氧气的影响，从而确保实验正常进行。,（3）选用了极细光束照射，并且选用好氧细菌检测，从而能够准确判断出水绵细胞中释放氧的部位。,（4）进行黑暗(局部光照)和曝光对比实验，从而明确实验结果完全是光照引起的。,光合作用的探索历程,1771年（英）普里斯特利的实验,植物可以更新空气；,1779年，荷兰科学家英格豪斯的实验；1785年，明确绿叶在光下放出的是氧气，吸收的是二氧化碳；1845年，梅耶指出，植物在进行光合作用时，把光能转变成化学能储存起来；,1864年，萨克斯(德)的实验,（置于暗处几小时）思考：目的是什么？,1864年，（德）萨克斯的实验,绿色叶
4、片在光合作用中产生了淀粉；,20世纪30年代，鲁宾和卡门（美）的同位素标记实验：,结论：光合作用产生的氧气全部来自水，而不是来自CO2。,20世纪40年，（美）卡尔文(Calvin),14CO2,小球藻,有机物的14C,结论：14CO2中的14C转化成有机物的14C。,光合作用探究历程(小结）,植物可以更新空气,只有在光照下植物可以更新空气,植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来,绿色叶片光合作用产生淀粉,氧由叶绿体释放出来。叶绿体是光合作用的场所,光合作用释放的氧来自水,光合产物中有机物的碳来自CO2,光合作用是指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能量的有机物，并且
5、释放出氧气的过程。,光合作用的概念：,CO2+H2O*(CH2O)+O2*,总反应式:,叶绿体,光,1、绿叶中的色素能够在滤纸上彼此分离开的原因是 A.色素提取液中的不同色素已经分层 B.阳光的照射使各种色素能彼此分开 C.色素在层析液中的溶解度不同 D.丙酮使色素溶解并且彼此分离的扩散速度不同2、在一定时间，绿色植物在一定强度的_的照射下，放出的氧最多A白光 B红光和蓝紫光C蓝紫光和绿光 D红光和绿光,C,练习,A,3、20世纪30年代，美国科学家鲁宾和卡门的同位素标记法的实验证明（）A、叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所B、光合作用中产生了淀粉和氧C、光合作用释放的氧全部来自水D、光合作用
6、利用了二氧化碳和水4绿色植物光合作用的产物有()水 氧气 氢气 CO2 葡萄糖 A BC D,C,C,5、如图所示，在密封的钟罩内放一盆枝叶繁茂生长旺盛的植物和一只青蛙，并给青蛙备足食物和水分。（1）如果把此装置放在阳光下，青蛙会很快死去吗？（2）如果把此装置放在黑暗环境中，青蛙情况如何？说明其原因。（3）如果只用绿光照射此装置，青蛙情况又如何？说明其原因。（4）如果使可见光通过滤光片，用能透过光的滤光片照射此装置才会使青蛙存活时间长？原因是。（5）使青蛙存活时间相对来说最长、措施最简单的方法是。,没有光，植物不能进行光合作用，缺氧，青蛙会而死亡,青蛙会死亡,青蛙会正常生活,植物不能利用绿光进
7、行光合作用，青蛙会缺氧而死亡,青蛙会死亡,红橙光和蓝紫光,在红橙光和蓝紫光下，植物可进行光合作用,用无色透明的玻璃罩，放在光下,光合作用探究历程(小结）,植物可以更新空气,只有在光照下植物可以更新空气,植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来,绿色叶片光合作用产生淀粉,氧由叶绿体释放出来。叶绿体是光合作用的场所,光合作用释放的氧来自水,光合产物中有机物的碳来自CO2,叶绿体中的色素分子,可见光,C5,2C3,ADP+Pi,ATP,2H2O,O2,4H,多种酶,酶,(CH2O)n,CO2,吸收,光解,能,固定,还原,光反应,暗反应,光合作用的过程,光合作用怎样进行？,酶,供氢,条件：,过程：
8、,场所：,光反应,光、色素、酶,叶绿体的囊状结构（类囊体）薄膜,水的光解：ATP的形成：,暗反应,（活跃化学能）,条件：,过程：,场所：,暗反应,多种酶参与催化、ATP、H,叶绿体的基质,CO2的固定：CO2的还原：,ATP,ADP+Pi,C5,2C3,光反应为暗反应准备了物质H和ATP,联 系,ATP中活跃的化学能转变为有机物中稳定的化学能,光能转变为ATP中活跃的化学能,能量转化,物质转化,叶绿体基质中,基粒的类囊体膜上,部位,与暗反应有关的酶、H、ATP、CO2,光、色素、与光反应有关的酶、水,条件,区 别,暗 反 应,光 反 应,项目,2H2O 4H+O2,光解,ADP+Pi+能量AT
9、P,酶,CO2+C5 2C3,酶,2C3(CH2O)+C5,ATP、H 酶,光反应和暗反应的区别和联系,暗反应是光反应的继续，最终完成物质和能量的转化,当外界因素中的光照强度骤然变化（其他因素不变）时，短时间内将直接影响光合作用中哪些量？,光照由强变弱,减少ATP减少,C3含量上升C5含量下降,CO2固定不变C3还原减弱,有机物合成减少,思考,当外界因素中的光照强度骤然变化（其他因素不变）时，短时间内将直接影响光合作用中哪些量？,光照由弱变强,增加ATP增加,C3含量下降C5含量上升,CO2固定不变C3还原增强,有机物合成增加,思考,当外界因素中的CO2浓度骤然变化（其他因素不变）时，短时间内
10、将直接影响光合作用中哪些量？,思考,叶绿体和线粒体相同点：,都是双层膜都有基质和酶都有增大膜面积的结构都有少量的DNA和RNA都与能量转换有关都是半自主复制细胞器,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）,有呼吸无光合,A,光合小于呼吸,
11、AB,光合等于呼吸,B,光合大于呼吸,BC,光合作用与呼吸作用,光合作用实际产O2量光合作用实际CO2消耗量光合作用C6H12O6净生产量,光合速率，通常以吸收CO2mg/h*cm2表示真正光合速率=净光合速率+呼吸速率,关于光合作用与细胞呼吸的计算,实测O2释放量呼吸作用耗O2量,实测CO2消耗量呼吸作用CO2释放量,光合作用实际C6H12O6生产量呼吸作用C6H12O6消耗量,例1（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光照相同时间，35时光合作用制造的有机物的量与30相等B光照相同时间，在20
12、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,A,例2、将某种绿色植物的叶片放在特定的实验装置中，研究在10、20的温度下，分别置于5000勒克斯、20000勒克斯光照和黑暗条件下的光合作用和呼吸作用，结果如下图所示：1该叶片的呼吸速率在20下是10下的 倍2该叶片在10、5000勒克斯的光照下，每小时光合作用所产生的氧气量是 mg。3该叶片在20、20000勒克斯的光照下，如果光合作用合成的有机物都是葡萄糖，每小时产生的葡萄糖为 mg。,3,3.5+0.5,(6+1.5)/32*180/6=7.
13、03,影响光合作用的因素,温度,0,10,20,30,40,50,温度,光合效率,A,B,C,A,B,光照强度,0,阳生植物,阴生植物,B：光补偿点,C：光饱和点,应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。,C,光补偿点、光饱和点：阳生植物 阴生植物,影响光合作用的因素,光照强度,CO2浓度,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；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。,影响光合作用的因素,N：光合酶及NADP+和ATP的重要组分P：
14、NADP+和ATP的重要组分；维持叶绿体正常结构和功能K：促进光合产物向贮藏器官运输Mg：叶绿素的重要组分,矿质营养,影响光合作用的因素,增加农作物产量的几点做法：,1、适当提高CO2的浓度（温室大棚）；2、增加光照时间和光照强度；3、白天适当增加温度，夜间适当降低温度；4、农作物间距合理，选择适当的光源等；5、合理施肥，提供必要的矿物质元素；6、合理灌溉，提供适当水分。,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、铁细菌等少数种类的细菌,化能合成作用,自养生物:,以CO2和H2O（无机物）为原料合成糖类（有机物），糖类中储存着的能量。,异养
15、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。,所需的能量来源不同（光能、化学能）,例如人、动物、真菌及大多数的细菌。,1、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_，I表示_，H为I提供_,2,水,H,基质,用作还原剂，还原C3,ATP,光能,光反应,H和ATP,色素,C5化合物,C3化合物,糖类,暗反应,练一练,2、在光照下供玉米离体叶片少量的14CO2，随着光合作用时间的延续，在光合作用固定CO2形成C3化合物与C4中，14C含量变化示意图正确的是(),B,3、下图中的甲、乙两图为一昼夜中某作物植株对CO2的吸收和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题：1甲图曲线中C点和E点（外界环境中CO2浓度变化为零）处，植株处于何种生理活动状态 2根据甲图推测该植物接受光照的时间是曲线中的 段，其中光合作用强度最高的是 点，植株积累有机物最多的是 点。,呼吸作用释放CO2的量等于光合作用吸收CO2的量时,BF,D,E,谢谢,
