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1、俗话说：“万物生长靠太阳”，为什么这么说呢？我们来看一组数据： 地球表面上的绿色植物每年大约制造4400亿吨有机物； 地球表面上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个三门峡水电站所发出的电力。,绿色植物储存在有机物中的能量来自哪里呢？,第四节 能量之源光与光合作用,太阳的光能又是通过什么途径进入植物体内的？,绿叶中会有哪些种类的色素呢？ 它们分别是什么颜色的？ 各种色素在绿叶的含量相同吗？,捕获光能的色素,植物细胞为什么能捕获光能呢？,实验：绿叶中色素的提取和分离,1、实验原理： 用有机溶剂无水乙醇提取绿叶中的色素。（因为绿叶中的色素能够溶解在其中）
2、 利用层析液将提取的色素在滤纸上进行层析时把原本混杂在一起的色素分开。（不同的色素在层析液中的溶解度不同）,2、方法步骤： 提取绿叶中的色素 制备滤纸条 画滤液细线 分离绿叶中的色素 观察与记录。,一、捕获光能的色素,胡萝卜素,叶黄素,叶绿素a,叶绿素b,叶绿素（占总量的3/4）,（橙黄色）,（黄色）,（黄绿色）,（蓝绿色）,这种方法可以提高光合作用强度。因为叶绿体中的色素吸收最多的是光谱中的蓝紫光和红光。不同颜色的光照，对植物的光合作用有影响。,有些蔬菜大棚的温室内悬挂发红色或蓝色的灯管。,1.用这种方法有什么好处？这样做对光合作用有影响吗？,2.为什么是用红色或蓝色的呢？用绿色的可以吗？,
3、因为叶绿体中的色素对绿光吸收量少,分析：为什么植物春夏叶子翠绿，而深秋则叶片金黄呢？,由于叶绿素的含量大大超过类胡萝卜素，而使类胡萝卜素的颜色被掩盖，只显示出叶绿素的绿色,由于叶绿素比类胡萝卜素易受到低温的破坏，秋季低温使叶绿素大量破坏，而使类胡萝卜素的颜色显示出来,注意，植物不能长期处于无光条件下。 叶绿素的形成除了有光照之外，还与镁这种矿质元素有关，没有镁，叶绿素也是形成不了的,这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位呢？,叶绿体的结构,1880年，恩格尔曼的实验,隔绝空气,黑暗，用极细光束照射,完全暴露在光下,水绵和好氧细菌的装片,1.恩格尔曼实验的结论是什么？,2.恩格尔曼的实验方法有
4、什么巧妙之处？,3.从资料2可以得出什么推论？,氧是由叶绿体释放出来的， 叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。,水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察，用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位。没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。用极细的光照射，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，暴露在光下的实验再一次验证实验结果,叶绿体是进行光合作用的场所。,讨论：,叶绿体是进行光合作用的场所，它内部巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。,光合作用的探究历程,1、光合作用的概念,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，并且释放出氧气的过程,
5、二、光合作用的原理和应用,2.光合作用的过程,CO2+H2O* (CH2O)+O2*,总反应式:,包括两个阶段:,光反应,暗反应,叶绿体,光,条件 ：,光、,色素、,酶,场所：,过程,水的光解：,ATP的生成：,叶绿体内的类囊体膜上,光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中,光反应阶段,吸收、传递和转换光能,条件：,不需光，需多种酶,场所：,叶绿体的基质中,过程,CO2的固定：,C3的还原：,ATP中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能,暗反应阶段,C3+H (CH2O)+C5,酶,ATP,ADP+Pi,色素分子,可见光,C5,2C3,ADP+Pi,ATP,2H2O,O2,4H,多种酶,酶
6、,CH2O,CO2,吸收,光解,能,固定,还原,酶,光反应,暗反应,光合作用的过程,过程：光反应阶段和暗反应阶段的比较,类囊体的薄膜上,叶绿体基质中,光、色素和酶,ATP、 H 、多种酶,光能转换成活跃的化学能 （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,暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料,水的光解2H2O4H+O2 合成ATP ADP+Pi ATP,光,酶 光,CO2的固定CO2+C5 2C3 三碳化合物的还原,酶,过程：光反应阶段和暗反应阶段的比较,光合作用的重要意义,包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源 维持大气中氧气和二
7、氧化碳含量的相对稳定 促进生物进化 从物质转变和能量转变的过程来看，光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢,光合作用原理的应用,（1）影响光合作用的因素,光照、CO2、温度、水、矿质元素等,（2）提高农作物光合作用强度的措施,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,化能合成作用,异养生物：不能直接利用无机物制成有机物，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，并储存了能量的一类生物,自养生物：能够直接把从外界环境摄取的无机物转变成为自身的组成物质，并储存了能量的一类生物,能够利用体外环境中的某些无机物氧化时
8、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,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,普利斯特利,英格豪斯,R.梅耶,萨克斯,恩格尔曼,鲁宾 卡门,卡尔文,光合作用探索历程,方法与步骤,称取5g左右的鲜叶，剪碎，放入研钵中。加少许的石英砂（充分研磨）和碳酸钙 (中和细胞中的酸，防止镁从叶绿素分子中移出)与10ml无水乙醇。在研钵中快速研磨。将研磨液进行过滤。,提取色
9、素,制备滤纸条,方法与步骤,画滤液细线,方法与步骤,方法与步骤,分离色素,方法与步骤,分离色素,胡萝卜素,叶黄素,叶绿素a,叶绿素b,叶绿体中的色素,提取和分离叶绿体中的色素,普利斯特利的实验（1771，英国）,植物能够更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊了的空气,后来的科学实验证明，蜡烛燃烧或动物呼吸排出的二氧化碳是绿色植物光合作用的原料。而光合作用产生的氧，除了满足植物自己呼吸的需要外，还供给了动物。,返回,1779年荷兰科学家英格豪斯把带叶的枝条放到水里；阳光下，这些叶子产生氧气。这些叶子在暗处并不产生气泡。,植物更新空气需要光,英格豪斯的实验证明了光合作用的条件需要光,返回,把绿色植物
10、放在暗处几小时，然后把一个叶片的一半曝光，另一半遮光，过一段时间后，用碘蒸汽处理叶片，发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化，曝光的那一半叶片则呈蓝色。,萨克斯的实验,（1864年，德国）,1864年，（德）萨克斯的实验,绿色叶片中光合作用中产生了淀粉,返回,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。,返回,1948年，美国科学家梅尔文卡尔文追踪了光合作用过程中二氧化碳中的碳素的变化，从而探明了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,返回,影响光合作用的因素,光照强度,真正光合速率=净光合速率+呼吸速率,温
11、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。,N：光合酶及NADP+和ATP的重要组分 P：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,影响光能利用率的因素在生产中的应用：,延长光合作用时间,增加光合作用面积,光能利用率,光合作用效率,( 轮作 ),( 合理密植：间种、套种 ),1、光照强度、
12、光质,2、CO2浓度,3、温度,4、矿质元素（ 合理施肥）,5、水（ 合理灌溉）,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,五、光合作用和呼吸作用中的化学计算,光合作用反应式： 6CO212H2OC6H12O66O26H2O,呼吸作用反应式： 有氧：C6H12O66O26H2O 6CO212H2O 无氧：C6H12O62C2H5OH2CO2 (植物),实测CO2吸收量 光合作用CO2吸收量-呼吸作用CO2释放量 实测O2释放量 光合作用O2释放量-呼吸作用O2消耗量,【例题1】
13、测定植物光合作用的速率，最简单有效的方法是测定： A.植物体内葡萄糖的氧化量 B.植物体内叶绿体的含量 C.二氧化碳的消耗量 D.植物体内水的消耗量,【例题2】如果做一个实验测定藻类植物是否完成光反应,最好是检测其: A.葡萄糖的形成 B.淀粉的形成 C.氧气的释放 D.CO2的吸收量,例3将某一绿色植物置于密闭的玻璃容器内，在一定条件下不给光照，CO2的含量每小时增加8mg，给予充足光照后，容器内CO2的含量每小时减少36mg，若上述光照条件下光合作用每小时能产生葡萄糖30mg，请回答： （1）比较在上述条件下，光照时呼吸作用的强度与黑暗时呼吸作用的强度差是mg。 （2）在光照时，该植物每小时葡萄糖净生产量是mg。 （3）若一昼夜中先光照4小时，接着放置在黑暗情况下20小时，该植物体内有机物含量变化 是（填增加或减少）。 （4）若要使这株植物有更多的有机物积累， 你认为可采取的措施是: 。,0,24.5,减少,延长光照时间； 降低夜间温度；增加CO2浓度。,叶绿体中的色素提取液,四种色素对光的吸收,叶绿素主要吸收_ 类胡萝卜素主要吸收_,蓝紫光,蓝紫光、红光,
