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1、1,光合作用,2,一、捕获光能的色素和结构,叶片中的叶肉细胞,绿叶,叶肉细胞 亚显微结构模式图,叶绿体亚显微 结构模式图,3,与光合作用有关的色素和酶分布在哪里呢？,外膜,基粒,基质,内膜,类囊体膜,在类囊体膜上分布有光合作用所需的 和 ，在基质中也分布有光合作用所需的 。,?,色素,酶,酶,4,实验:光合色素的提取和分离,一、实验原理:,1、提取原理：色素能溶解在有机溶剂（95%的乙醇） 中，使色素从生物组织中脱离出来。,2、分离原理：各种色素都能溶解在层析液中，但 溶解度不同。溶解度大的色素随层 析液在滤纸上扩散得快；溶解度小 的色素随层析液在滤纸上扩散得慢。,5,二、实验过程,1、提取色
2、素：,取适量菠菜叶，加95%乙醇，再加少许二氧化硅和碳酸钙，迅速研磨成匀浆。,二氧化硅作用： 碳酸钙作用：,研磨充分,防止色素破坏,6,2、过滤,在一小玻璃漏斗基部放一块单层尼龙布，将研磨液迅速倒入漏斗中。收集滤液到一个试管中，及时用棉塞将试管中塞紧（防止挥发）。,7,3、制备滤纸条并画线,画线要细、直、齐，使色素带平整、不重叠。,铅笔线,画铅笔细线,滤纸条剪去两角是为了在层析过程中,层析液同步到达滤液细线,8,4、点样：,吸管吸取少量滤液，沿铅笔画的横线均匀画出一条细而直的滤液细线。待滤液干后再画一次，共画34次。,重复画几次是使后来的色素带清晰,9,5、分离叶绿体中的色素,滤液细线高于层析
3、液：防止色素溶于层析液中，导致色素带不清晰。,10,层析液沿着干燥的滤纸由下而上扩散，当扩散到细线时，色素便溶解在层析液中，并随着层析液一起向上扩散，而不同的色素溶解不同，扩散速度也不同，所以将不同色素分离开。,11,1、实验结果分析,色素种类 色素颜色 色素含量 溶解度 扩散速度,胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b,橙黄色 黄色 蓝绿色 黄绿色,最少 较少 最多 较多,最高 较高 较低 最低,最快 较快 较慢 最慢,12,色素,叶绿体基粒的类囊体的薄膜,位置,分类,叶绿素,类胡萝卜素,叶绿素a,叶绿素b,叶黄素,胡萝卜素,功能,吸收传递转化光能,用于光合作用,含量占1/4,含量占3/4,(
4、蓝绿色）,（黄绿色）,（橙黄色）,（黄色）,13,叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光,2、色素的吸收光谱,14,叶绿体色素,吸收可见的太阳光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,15,巩固练习,一株绿色植物在单位时间内，使光合作用产物最少的光照是 A、红橙光 B、蓝紫光 C、绿光 D、白光,16,二氧化碳,水,太阳光能,有机物,（贮藏能量）,氧气,叶绿体,是所有生物的能量源泉,（贮藏能量）,17,二、光合作用的发现,18,结论：水分是建造植物体的唯一原料,赫尔蒙特实验,19,绿色植物可以更新因小鼠呼吸或蜡烛燃烧而变浊的空气,1、这两组实验的现象是什么？,氧气,单独密封在玻璃罩
5、的蜡烛很快熄灭、老鼠很快死去，与绿色植物一起的蜡烛暂时不会熄灭、老鼠会存活很长时间。,普利斯特利实验问答,2、蜡烛燃烧和小白鼠呼吸需要的是什么气体？,3、这个实验说明什么问题？,20,1779英格豪斯重复实验,21,1779英格豪斯重复实验,22,1864 萨克斯（德国）实验,结论：绿色叶片在光合作用中产生淀粉。,23,萨克斯实验问答,答：为了将叶片内原有的淀粉运走耗尽。,答：为了进行对照。,24,恩格尔曼实验,25,恩吉尔曼实验问答,答：为了排除实验前环境中光线和氧的影响，确保实验的准确性。,答：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。,答：先选极细光束，用好氧细菌检测，
6、能准确判断水绵细胞中释放氧的部位；而后用完全曝光的水绵与之做对照。,均匀光照,26,恩格尔曼实验设计上有何巧妙之处?,(1) 选用水绵为实验材料。不仅具有细长的带状叶绿体，便于观察分析。,(2)将临时装片先放在黑暗且没有空气的环境中，排除了光线和氧气的干扰。,(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。,黑暗中,光亮处,27,积极思维,恩吉尔曼第二个实验的结果,分析：这一巧妙的实验说明了什么？,好氧型细菌,水绵,用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝光区
7、域,28,光合作用释放的O2到底是来自H2O，还是CO2呢，还是两者兼而有之？,29,同位素标记法：放射性同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。用放射性同位素标记的化合物，化学性质不会改变。科学家通过追踪放射性同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。这种方法叫做同位素标记法。,鲁宾卡门实验,30,鲁宾卡门实验,31,实验组,对照组,向绿色植物提供H2O、 C18O2 ,释放的氧是O2,结论:光合作用释放的氧全部来自水,向绿色植物提供H218O、CO2 , 释放的氧是18O2,鲁宾和卡门实验,32,分析：,结论：,A 装置内存在 CO2 ，B 装置中没有CO2存在。,CO2是光合作用的原
8、料之一。,光合作用需要CO2实验装置,单击画面继续,本页结束,33,20世纪40年代，卡尔文(M.Calvin),用14C标记的CO2供小球藻实验，追踪检测其放射性。探明CO2中的C的转移途径。,卡尔文循环：CO2 C3 (CH2O),34,光合作用是绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并且释放氧的过程。,光合作用的概念,35,1.在光合作用实验中，如果所用的水中有20%的水分子含18O，二氧化碳中有68%的二氧化碳分子含18O，那么，植物进行光合作用释放的氧气中，含18O的比例为（ ） A 20% B 13.6% C 68% D 88%,2、将一棵重约0.2
9、kg的柳树，栽培于肥沃的土壤中，两年后连根挖出，称其干重达11kg，增加的这个10余kg，主要来源于 A、土壤中的矿质元素 B、土壤中的水 C、大气中的O2 D、大气中的CO2,36,光合作用的概念,范围 场所 动力 原料 产物, 绿色植物, 叶绿体, 光能, 二氧化碳和水, 储存着能量的有机物和氧气,实质:,合成有机物,储存能量,37,光合作用产生葡萄糖的反应式,38,三、光合作用的过程,光反应,暗反应,划分依据：反应过程是否需要光能,39,H2O,类囊体膜,酶,酶,光、,色素、,叶绿体内的类囊体膜上,水的光解：,（还原剂）,ATP的合成：,（1）光反应阶段,条件 ：,场所：,物质变化：,能
10、量变化：,光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中,40,CO2,（CH2O）,五碳化合物 C5,CO2的固定,三碳化合物 2C3,C3的还原,基质 多种酶,41,2、暗反应,多种酶、H、ATP,场所 条件 物质变化 能量变化,叶绿体基质中,（1）CO2的固定 （2）三碳的还原,ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能,42,光反应为暗反应提供了H和ATP；暗反应为光反应提供ADP和Pi。,光合作用光反应与暗反应的区别,43,产物和原料的对应关系：,（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
11、能,CO2,C3,（CH2O）,44,1、用2H标记的H2O，追踪光合作用中氢的转移，最可能的途径是 A、 H2O NADPH B、 H2O NADPH C5 C3 (CH2 O) C、 H2O NADPH C3 (CH2 O) D、 H2O NADPH C5 (CH2 O),色素分子,光能,C5,2C3,ADP+Pi,ATP,2H2O,O2,4NADPH,CO2,吸收,光解,能,固定,酶,多种酶,还原,酶,（CH2O）,（CH2O）,45,2、某科学家用含有14C的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子，这种碳原子的转移途径是 A、二氧化碳 叶绿素 ADP B、二氧化碳 叶绿体 ATP C、二氧化
12、碳 乙醇 糖类 D、二氧化碳 三碳化合物 糖类,色素分子,光能,C5,2C3,ADP+Pi,ATP,2H2O,O2,4NADPH,CO2,吸收,能,固定,酶,多种酶,还原,酶,（CH2O）,46,光合作用的全过程,供氢,供能,还原,多种酶参加催化,2C3,C5,固定,CO2,光反应过程,暗反应过程,47,光反应和暗反应之间的联系：,光反应是暗反应的基础，为暗反应提供【H】和ATP。光反应停止，暗反应也随即终止。同时，如果暗反应受阻，光反应也会因产物积累而不能正常进行。,48,3、将置于阳光下的盆栽植物移至黑暗处，则细胞内三碳化合物与葡萄糖的生成量的变化是（ ） A、 C3 增加，葡萄糖减少 B
13、、 C3 与葡萄糖都减少 C、 C3 与葡萄糖都增加 D、 C3 突然减少，葡萄糖突然增加,色素分子,光能,C5,2C3,ADP+Pi,ATP,2H2O,O2,4NADPH,（CH2O）,CO2,吸收,能,固定,酶,多种酶,还原,酶,49,4、炎热夏季的上午10：00至正午12：00，植物光合作用强度减弱，在这一时间段内，叶绿体中的H、C3、C5的含量变化是 A、降低、升高、降低 B、降低、降低、升高 C、升高、降低、升高 D、升高、升高、降低,色素分子,光能,C5,2C3,ADP+Pi,ATP,2H2O,O2,4NADPH,CO2,吸收,能,固定,酶,多种酶,还原,酶,（CH2O）,50,（
14、1）植物由强光环境转 移到弱光环境时： C3含量变化：_ C5含量变化: _ 直接影响的过程:_,上升,下降,光反应,下降,上升,暗反应,（2）降低CO2浓度时: C3含量变化：_ C5含量变化: _ 直接影响的过程: _,（CH2O）,51,下降,下降,下降,下降,下降,下降,下降,下降,上升,上升,上升,上升,上升,上升,上升,上升,52,暗反应,H和ATP,光反应,新的H和ATP,被逐渐用完,有机物生成量,时间,有光照无CO2,无光照有CO2,a,b,c,d,能力提高题：,53,光反应为暗反应提供了H和ATP；暗反应为光反应提供ADP和Pi。,ATP 有机物中稳定的化学能,多种酶、ATP
15、、H、CO2,叶绿体基质中,H ATP,2C3 （CH2O）,酶,CO2的固定：,C3的还原：,光能 ATP中活跃的化学能,光、色素、酶、水,叶绿体基粒囊状膜上,光合作用光反应与暗反应的区别,54,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，并储存能量的一类生物。,自养生物：能够直接从外界摄取无机物转变成自身有机物，并储存能量的一类生物。,（如：动物,真菌，绝大多数细菌）,（如：大多数植物、化能合成细菌）,55,化能自养类型： 硝化细菌、铁细菌、硫细菌、氢细菌等,NH3 + O2 HNO2 + 能量 HNO2 + O2 HNO3 + 能量 CO2 + H2O (CH2O) + O2,四、化能合成作用：,原理：还原CO2所需要的ATP和H是通过氧化无机物NH4+、NO2-、H2S、H2、Fe2+等而获得的。,56,硝化细菌之所以被归为自养生物，根据是( ) A它能将氨合成为亚硝酸和硝酸 B它能利用化学能合成有机物 C它能以亚硝酸和硝酸作为自身的组成物质 D它能用氧化物所释放的化学能合成ATP，直接用于生命活动,57,影响光合作用强弱的因素,内部因素,外部因素,58,光合速率或光合速
