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1、光合作用的过程课件,第2节 光合作用,【学习目标】,1、说出对光合作用的认识过程。 2、说出主要的光合色素。 3、概述光合作用的过程。 4、举例说出影响光合作用的环境因素。,一、光合作用的认识过程,1、海尔蒙特的实验,【结论】植物生长所需的养料主要来自水，而不是土壤。,2、普利斯特莱的实验,这个实验说明什么问题？,【结论】植物能更新空气成分，即吸收CO2，同时释放O2。,3、英根豪斯的实验,【结论】植物叶片需要阳光才能制造O2。,一半曝光，一半遮光,4、萨克斯的实验,脱色处理,【思考】 1、为什么对天竺葵先进行暗处理？ 2、为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢？ 3、该实验能得到什么样的结论？
2、,暗处理是为了将叶片内原有的淀粉消耗掉。,部分遮光、部分曝光，是为了进行对照。,【结论】绿叶在光下产生了淀粉。,5、恩吉尔曼的实验,6.鲁宾、卡门的实验,光合作用释放的氧气来自于水。,同位素标记法,实验方法：,实验过程：,实验结论：,美国科学家卡尔文利用14C做试验研究：用14C标记的14CO2，供小球藻进行光合作用，然后追踪检测其放射性，最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，这一途径称为卡尔文循环。,在1961年获得诺贝尔化学奖,7.卡尔文的实验,同位素标记法,实验方法：,【C元素行踪】 CO2 C3糖类等有机物。,二、光合色素与光能的捕获,1. 实验:提取和分离叶绿体中
3、的光合色素,【实验目的】 绿叶中色素的提取和分离及色素的种类。 【实验原理】 无水乙醇能溶解绿叶中的各种光合色素； 不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的色素在滤纸上的扩散快。 【材料用具】 新鲜的绿叶、二氧化硅、碳酸钙、定性滤纸、无水乙醇、层析液、毛细吸管等。,【实验步骤】 1)提取绿叶中的色素,称取5g左右的新鲜绿叶，剪碎，放入研钵中。加少许的二氧化硅、碳酸钙和与5ml无水乙醇。在研钵中快速、充分研磨。将研磨液进行过滤(尼龙布)，用棉塞塞紧试管口。,有助于充分研磨,碳酸钙的作用：,无水乙醇的作用：,二氧化硅的作用：,溶解、提取色素,防止色素被破坏,2)制备滤纸条： 将干燥的定性滤纸剪成
4、滤纸条，将滤纸条的一端剪去两个角，并在距这端1cm处用铅笔画一条细的横线。,3)画滤液细线： 用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细而直的滤液细线。等滤液干后重复画多次。,4)分离绿叶中的色素： 将适量的层析液倒入烧杯中，将滤纸条(有滤液细线的一端朝下)轻轻插入层析液中，随后用培养皿盖住烧杯口。,【注意】不能让滤液细线接触层析液。,分离原理：色素随层析液在滤纸上扩散速度不同。,叶绿体中色素提取和分离实验中几个关键问题,叶片要新鲜、颜色深：滤液中含有较多的色素。 研磨要迅速、充分：防止乙醇挥发，同时可以得到色 素浓度较大的滤液。 3.画滤液细线要重复多次：增加色素的量，使色素带清晰。
5、4.滤液细线要细、直：防止色素带重叠。 5.滤液细线勿接触层析液：防止色素溶解在层析液中。 6.层析时，烧杯要加盖：避免苯等有毒物质挥发出来 污染空气。 7.实验结束，要用肥皂洗手：因为实验中可能接触了 苯等有毒物质。 8.滤纸条要避光保存：防止褪色。,叶绿素,类胡萝卜素,(含量约3/4),(含量约1/4),叶绿素a(蓝绿色),叶绿素b(黄绿色),胡萝卜素(橙黄色),叶黄素(黄色),绿叶中的色素,2. 光合色素的种类、作用,与光合作用有关的这些色素都存在于叶绿体中类囊体的薄膜上。,恩吉尔曼的实验,光合色素的种类、作用,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,吸收、传递、转化光能，
6、用于光合作用。,【色素的功能】,叶绿体中叶绿素的吸收光谱图,叶绿体中的色素主要吸收红橙光和蓝紫光,叶片为什么往往是绿色的呢？,【巩固练习】,2.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，光能的吸收发生在叶绿体的( ) A.内膜上 B.基质中 C.类囊体的薄膜上 D.各部位上,C,1、右图为鲁宾和卡门利用同位素标记法进行的实验示意图。图中A物质与B物质相对分子质量的比是( ) A. 1：2 B. 8：9 C. 2：1 D.9：8,D,3.用纸层析法能够将叶绿体的四种色素分开的原因 是( ) A.四种色素随层析液在滤纸上扩散速度不同 B.四种色素随滤液在滤纸上扩散速度不同 C.四种色素随滤液在滤纸条上渗透
7、速度不同 D.四种色素随层析液在滤纸条上渗透速度不同,A,4.在叶绿体提取和分离试验中，特别要注意不能让层析液触及滤液细线，原因是( ) A.滤纸条上的集中色素不能扩散 B.色素沿滤纸条的扩散速度太慢，色素分离不明显 C.层析液妨碍色素的溶解 D.色素被层析液溶解，不能向上扩散,D,5.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.叶绿体的色素都分布在囊状结构的膜上 B.叶绿体的色素分别在外膜和内膜上 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,6.把绿叶的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中变暗的主
8、要区域是( ) A.红光和蓝紫光区 B.黄光和蓝紫光区 C.绿光和红光区 D.黄光和绿光区,A,7.为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是( ) A.光照，有空气，临时装片中无碳酸氢钠稀溶液 B.光照，无空气，临时装片中有碳酸氢钠稀溶液 C.黑暗，有空气，临时装片中无碳酸氢钠稀溶液 D.黑暗，无空气，临时装片中有碳酸氢钠稀溶液,B,8.下列关于叶绿体中色素的提取和分离实验原理的叙述，正确的是( ) A.加入少许二氧化硅可防止在研磨时叶绿体中的色素受到破坏 B.用无水乙醇将叶绿体中的色素进行分离 C.滤纸条上的最上面色素带呈黄绿色
9、D.溶解度越高的色素随层析液在滤纸上扩散越快,D,三、光合作用的过程,1、光合作用的概念,绿色植物通过叶绿体吸收光能，将CO2和H2O合成有机物并释放出O2，同时也将光能转化为化学能储存在有机物中，这一过程称为光合作用。,2、总反应式：,(光合作用的实质：无机物合成有机物，光能转化为化学能),3、光合作用的场所：,叶绿体,光合色素： 类囊体的薄膜上,光合作用的酶： 类囊体的薄膜上和基质中,4、光合作用的过程：,(1)光合作用分为哪几个阶段？分类依据是什么？,(2)每个阶段反应的条件、场所、物质变化、能量变化如何？,【光反应】,条件：,水在光下分解,O2,H,光、酶、色素等,场所：,类囊体的薄膜
10、上,物质变化：,能量变化：,光能,【暗反应】,C5,固 定,2c3,场所：,条件：,叶绿体基质,ATP、H、酶等,多种酶 参加催化,物质变化：,能量变化：,ATP中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能,光合作用的过程,光反应和暗反应的比较,场所,条件,物质变化,能量变化,光反应,暗反应,联系,类囊体薄膜上,叶绿体基质中,光、色素、酶等,H、ATP、酶等，不需光,水的光解：,ATP的生成：,CO2的固定:,C3的还原:,光能ATP中活跃的化学能,ATP中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能,1、光反应为暗反应提供还原剂H和能量ATP；,2、暗反应为光反应提供ADP和Pi。,H2O 2 H + 1
11、/2O2,原料和产物的对应关系：,(CH2O),C,H,O,CO2,CO2,H2O,O2,H2O,能量的转移途径：,碳的转移途径：,光能,ATP中活跃的化学能,(CH2O)中稳定的化学能,CO2,C3,(CH2O),1、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.CO2,B,2、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,【巩固练习】,3、欲测定植物是否进行光反应，可以检测是否有( ) A、葡萄糖生成 B、淀粉的生成 C、氧气的释放 D、二氧化碳的吸收,C,4、某
12、科学家用含有14C的CO2来追踪光合作用中的C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,5、下面是某植物叶肉细胞中光合作用的物质变化示意简图，其中a、b表示物质，表示生理过程。据图回答： 1)图中物质a是 ，过程发生场所是 。 2)在物质变化的同时，伴随着能量的变化。图中生理过程的能量最终来源于 。 3)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、C5和ATP含量的变化情况依次是 。 4)如果突然停止光照，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
13、。,O2,叶绿体,太阳能,下降、上升、上升,上升、下降、下降,四、影响光合作用的环境因素,【结论】,1、温度：,【应用】,适时播种；冬季温室中，白天适当提高温度。,在一定的温度范围内，光合作用速率随着温度的升高而升高；超过一定温度后，光合作用速率反而随着温度的升高而下降，直至为零。,(直接影响酶的活性),最适温度,(1)波长:,结论：光合作用速率通常在红光下最快， 蓝、紫光次之，绿光最差。,(2)光照时间:,结论：延长光照时间，可提高光能利用率。,轮作(一年多季)、温室夜晚增加光照等。,应用：,2、光,应用：,温室大棚，最好用无色玻璃、或无色塑料薄膜。,(3)光照强度:,(光合速率),图中A点
14、含义： ； B点含义： ； C点表示： _ ；,光照强度为0，只进行呼吸作用,光合作用与呼吸作用强度相等,光合作用强度不再随光照强度增强而增强，称为光饱和点。,(直接影响光反应速率),在一定的光照强度范围内，光合作用的速率随着光照强度的增大而提高；超过一定光照强度后，光合作用速率不再改变。,【结论】,(光合速率),【应用】,温室中，白天适当提高光照强度。,3、CO2浓度：,结论：,应用：,在一定浓度范围内，光合作用速率随着CO2浓度的升高而提高；超过一定浓度后，光合作用速率不再改变。 。,温室中，可适当提高室内CO2浓度；施用有机肥(农家肥),原因：被微生物分解后可以产生CO2,(直接影响暗反
15、应速率),(光合速率),“通其风，正其行。”,4、矿质元素：,应用：合理施肥。,N(氮) P(磷) K(钾) Mg(镁), 酶、ATP等的重要成分。 ATP、生物膜等的重要成分。 促进淀粉向贮藏器官运输。 叶绿素的重要成分。,5、水分：,(光合作用的原料；反应介质。),应用：实时灌溉，或排水。,1、下列说法不正确的是( ) A、阴雨连绵时，在大棚中使用人工光照提高光合作用强度 B、在温室里施干冰，可增加温室植物光合作用的强度 C、夜间温室的温度适当升高，可提高光合作用强度 D、合理灌溉可提高农作物光合作用强度,C,【巩固练习】,2、一般来说，光照强光合作用就强，但在夏天光照最强的中午，光合作用反而下降，其原因是( ) A、蒸腾作用太强，体内水分不足 B、酶活性降低 C、气孔关闭，氧释放不出抑制光反应 D、气孔关闭，二氧化碳不足,D,3、下图为光照和CO2浓度改变后，与光合作用有关的C5化合物和C3化合物在细胞内的变化曲线。 (1)曲线a表示 ，在无光照时其含量下降的原因是： ； 曲线b表示 ，在C02浓度降低时含量下
