第4节能量之源—光与光合作用剖析

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1、为什么大多数植物都是绿色的,?,为什么有些植物的叶片在不同时期颜色不同呢？,为什么白化苗玉米会很快死亡？,第4节 能量之源光与光合作用,light and photosynthesis,Power source,哪些生物可以进行光合作用？,？,捕获光能的色素和结构,The First Period,第一课时,无水乙醇 层析液 方法：纸层析法,绿叶中色素的提取和分离,（答题写 “酒精” 好吗？）,提取：,分离：,The greenery pigments extraction and separation,尼龙布,要盖好盖子！,滤液细线不能触及层析液！,绿叶中色素的提取和分离,阅读教材P98 浅

2、红色背景文字,绿叶中色素的提取和分离,最多,较多,较少,最少,相邻两条色素带， 间距最大： 间距最小：,含量,胡、黄,a、b,(1)下列试剂的作用是什么？,层析液,碳酸钙,二氧化硅,无水乙醇,不加：,无色,过量：,色浅,不加：,量少，色浅,不加：,黄绿色,少许,少许,分别在A、B、C三个研钵中加2g剪碎的新鲜菠菜叶，并按下表所示添加试剂，经研磨，过滤得到三种不同颜色得溶液，即：深绿色、黄绿色（褐色）、几乎无色。,深绿色,黄绿色 （褐色）,几乎无色,颜色：,(3)收集到试管中的滤液，为什么要用棉塞 塞严管口？,(4)为什么要将定性滤纸减去两角？,防止色素带扩散不整齐,防止无水乙醇挥发和色素被分解

3、,避免色素溶于层析液中,(6)分离色素时，为什么不能让滤液细线触 及层析液？,(5)画滤液细线有什么要求？,细、直、齐,在滤纸的中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，色素随层析液扩散，会得到近似同心环的4个色素圈，由外向内依次是什么色素？及其颜色？,考考你,联系生活：为什么植物春夏叶子翠绿，而 深秋叶片金黄呢？,叶绿素的含量类胡萝卜素,由于叶绿素比类胡萝卜素 易受到低温的破坏，秋季 低温时叶绿素大量破坏,叶绿素的含量类胡萝卜素,色素的作用：,吸收、传递、转化光能,联系生活：,温室或大棚种植蔬菜时，大棚顶部的塑料或玻璃，用什么颜色的最好？ 补充光源，用什么颜色光最好？,塑料薄膜： 补充光源：,透

4、明无色,红光或蓝紫光,现象：,在没有空气的黑暗环境中,好氧细菌只集中在被光线照射的叶绿体附近。,在没有空气的光亮环境中,现象：,好氧细菌集中在叶绿体所有受光部位。,叶绿体是光合作用的场所；,结论：,O2是叶绿体释放出来的；,光合作用需要光；,2、恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处？,1、材料选择水绵和好氧细菌； 2、没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰； 3、用极细的光束照射，叶绿体上可分为光照多和 光照少的部位，相当于一组对比实验； 4、临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验 结果，等等。,3、从资料2可以得出什么结论？,叶绿体是光合作用的场所。,捕获光能的结构叶绿体,（chloroplas

5、t）,基粒,捕获光能的结构叶绿体,类囊体,内膜,基质,外膜,(色素、酶),(酶),（chloroplast）,极大地扩展了受光面积！,二、光合作用的原理和应用,1642年，海尔蒙特实验,五年后,柳树增重84.5kg 土壤减少0.1kg,结论：柳树重量的增加来自水而并非来自土壤,不足：没有考虑到空气对光合作用的影响。,普利斯特利的实验,A组,B组,蜡烛持 续燃烧,小鼠 存活,实验结论：,不足：,植物可以更新空气,没有考虑光的作用,普利斯特利的实验,A组,B组,蜡烛持 续燃烧,小鼠 存活,别人重复实验，有的成功，有的失败，原因何在？为什么有人认为植物也能使空气污浊？,普利斯特利的实验,A组,B组,

6、对照组,实验组,蜡烛持 续燃烧,小鼠 存活,实验前，结果预先知道,对照组：,实验组：,未经处理；,人为处理；,实验前，结果未知,拉瓦锡证明CO2参与光合作用,证明光合作用需要CO2的实验装置,氢氧化钾,水,1864年，（德）萨克斯（半叶法）实验,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、这个实验说明了什么问题？,消耗掉叶片中原有的营养物质（淀粉）,对照,光合作用产生了淀粉；光合作用需要光。,曝光,遮光,光合作用的总反应式：,光能,叶绿体,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着能量的有机物（如淀粉），并且释放出氧气的过程。,光合作用,

7、氧气中的氧，来自CO2还是H2O呢？,结论：,1939年，（美）鲁宾(S.Ruben)和卡门M.Kamaen),同位素标记法,光照下的 小球藻悬液,O2,18O2,光合作用产生的氧气全部来自H2O,光合作用的总反应式：,光能,叶绿体,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着能量的有机物（如淀粉），并且释放出氧气的过程。,用含18O的CO2作原料进行光合作用，一段时间后检验该植物细胞呼吸的产物中含有18O的是 A.CO2 B.H2O C.CO2和H2O D.C3H6O3,供氢,供能,还原,多种酶参加催化,（CH2O）,2C3,C5,固定,CO2,光反应阶段,暗反应阶

8、段,光合作用的过程,此过程产生的H，和呼吸作用产生的H是同一种物质吗？,氧哪里去了？,供氢,供能,还原,多种酶参加催化,（CH2O）,2C3,C5,固定,CO2,光反应阶段,暗反应阶段,光合作用的过程,卡尔文循环,一、光反应,1、场所：,叶绿体的类囊体薄膜上,2、条件：,光、色素、酶,3、物质变化：,2H2O 4HO2 ADPPi能量 ATP,4、能量变化：,光能 活跃的化学能(贮于ATP中),光 色素、酶,酶,注意：光反应产生的ATP仅供暗反应利用！,水的光解： ATP的合成：,CO2的固定：CO2+C5 2C3,二、暗反应,1、场所：,多种酶,2、条件：,叶绿体的基质,3、物质变化：,4、

9、能量变化：,活跃的化学能 稳定的化学能(贮于糖类中),C3的还原：2C3 （CH2O）+C5,H，ATP,酶,酶,供氢,供能,还原,多种酶参加催化,（CH2O）,2C3,C5,固定,CO2,光反应阶段,暗反应阶段,H,ATP,C3,C5,光合作用的过程,如果突然停止光照,白天，光反应和暗反应能否进行?夜间呢？,供氢,供能,还原,多种酶参加催化,（CH2O）,2C3,C5,固定,CO2,光反应阶段,暗反应阶段,H,ATP,C3,C5,光合作用的过程,突然停止CO2呢？,（1）写出各标号的名称： _ _ _ _ _ _ _ _ _ （2）光反应为暗反应提供了 和 （只填序号）。 （3）光反应和暗反

10、应的场所分别是叶绿体的_ 和 _。,H2O,O2,H,ATP,ADP+Pi,C3,CO2,C5,(CH2O),类囊体的薄膜上,基质,对某植物做如下处理：甲持续光照10分钟；乙光照5秒再黑暗处理5秒，连续交替进行20分钟。若其他条件不变，则在甲、乙两种情况下植株所制造的有机物总量是( ) A、甲多于乙 B、甲少于乙 C、甲和乙相等 D、无法确定,B,下图是利用小球藻进行光合作用实验的示意图，图中A物质和B物质的相对分子质量比是（ ） A、12 B、21 C、89 D、98,C,光照下的小球藻悬液,光合作用的重要意义,物质转变：,能量转变：,维持大气中CO2含量的相对稳定,CO2+H2O,叶绿体,

11、光能,(CH2O)+O2,无机物有机物+O2,光能化学能,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,2HNO2+O2 2HNO3+能量,硝化细菌,2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量,硝化细菌,6CO2+12H2O C6H12O6+ 6O2+6H2O,能量,自养,如：绿色植物、蓝藻、光合细菌。,少数的细菌，如硝化细菌等。,光能自养生物,化能自养生物,异养,例如：人、动物、真菌及大多数的细菌。,能自己将无机物转变成有机物来维 持其生活的营养方式。,只能利用环境中现成的有机物来维 持其生命活动。

12、,光合作用的应用,农业生产上许多增加农作物产量的措施，是为了提高光合作用的强度。,光合作用强度,植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。,表示方法：,1、单位时间光合作用产生有机物的量 2、单位时间内光合作用放出O2的量 3、单位时间内光合作用吸收CO2的量,也称“光合强度”、“光合速率”,CO2、水、光照、温度、矿质元素等,探究：环境中影响光合作用强度的因素,光合作用的应用,探究：光照强弱对光合作用强度的影响,自变量：,因变量：,光照强弱,同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量,光合作用的应用,强、中、弱三种光照,光合作用强度（光合速率）,检测：,设置：,O2溶解度很小，积累在细胞

13、间隙从而使下沉的叶片上浮。因此可依据一定时间内叶片上浮的数量，来比较光合作用的强弱。,原理：,4、结论：,规律:,在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增大而加快，超过一定值后光合作用强度趋于稳定。,0,光照 强度,CO2吸收,CO2释放,光饱和点,光补偿点,生产上的应用,1、套种： 延长光照时间； 2、合理密植：增加光合作用面积； 3、温室大棚使用无色透明玻璃,光照对光合作用的影响,光的成分（光质）,红光、蓝紫光绿光,主要限制因素： CO2浓度、温度等,通风和使用有机肥可提高田地CO2浓度,CO2浓度对光合作用的影响,生产上的应用：,有机物积累量,水对光合作用的影响,水是光合作用的原料；,生

14、产上的应用：合理灌溉,温度对光合作用的影响,温度通过影响酶的活性，从而影响光合作用速率。,1、适时播种； 2、白天提高温度，夜间适当降 低温度,在生产上的应用：,必需的矿质元素对光合作用的影响,生产上的应用：合理施肥,N、Mg、Fe、Mn直接或间接影响叶绿素的合成，从而影响光合作用，K、P参与糖类代谢及ATP的合成。,教材P100课后练习题,基础题 1.（1）；（2）。 2.B。 3. 叶绿体主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用，放出氧气。 拓展题 1.植物体吸收光能的色素， 还存在于植物幼嫩的茎和果实等器官的一些含有光合色素的细胞中。,教材P100课后练习题,拓展题 2.提示：是的。不同颜色的藻

15、类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光，即红藻反射出了红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄色的光。水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于对蓝、绿部分的吸收，即到达深水层的光线是相对富含短波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方。,基础题 1.（1）；（2）。 2.B。 3.D。 4.C。 5.D。 6.B。 7.光合作用中光反应阶段的能量来源是光能，暗反应阶段的能量来源是ATP。 8. 五碳化合物。,教材P106课后练习题,拓展题 1. （1）随着光照加强而增强的。 （2）因为此时温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭，二氧化碳供应减少，导致光合作用强度明显减弱。 （3）因为此时光照强度不断减弱。,教材P106课后练习题,一、概念检测 判断题 1.。 2.。 3.。 选择题 1.D。 2.D。,教材P108自我检测,夏季，在晴天、阴天、多云、高温干旱四种天气条件下，猕猴桃的净光合作用强度（实际光合速率与呼吸速率之差）变化曲线不同，表示晴天的曲线图是,教学反思