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1、第4节 能量之源光与光合作用,C,有些蔬菜大棚用红色或蓝色的塑料薄膜代替普通塑料薄膜，有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？,一、捕获光能的色素和结构,1、实验：绿叶中色素的提取和分离 原理：叶绿体中的色素可以溶解在无水乙醇中，可以用来提取色素。色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸上的扩散速度有差别，可以 用来分离色素。,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
2、。,胡萝卜素,叶黄素,叶绿素a,叶绿素b,绿叶中的色素有4种，可以归纳为两类：,绿叶中的色素,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）,思考：,1.绿叶中的色素是怎样被提取出来的？又是怎样被分离开的？2.滤纸上的滤液细线，为什么不能触及层析液？3.滤纸上的色素由上到下的顺序是什么？每种色素的颜色是？,吸收可见光，用于光合作用,2.色素的功能：,叶绿体中的吸收光谱,色素的吸收光谱图,叶绿素：吸收蓝紫光和红光,类胡萝卜素：吸收蓝紫光,叶绿素a和合叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶红素重要吸收蓝紫光。注
3、：因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片才呈现绿色。,结论：,问题：这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位？,1817年，两位法国科学家首次从植物中分离出叶绿素，当时并不清楚叶绿素在植物细胞中的分布情况。 1865年，德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光合作用中的功能时，发现叶绿素并非普遍分布在植物的整个细胞中，而是集中在一个更小的结构里，后来人们称之为叶绿体。,3、叶绿体,叶绿体结构模式图,外膜,内膜,基粒,基质,每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成。这些囊状结构称为类囊体。吸收光能的四种色素就分布在类囊体的薄膜上。,而每个基粒都含有两个以上的类囊体，多者可达100个以上。叶
4、绿体内有如此多的基粒和类囊体，极大地扩大了受光面积。,4、资料分析：叶绿体的功能,1,装片中好氧细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中。,装片中好氧细菌分布在叶绿体所有受光部位的周围。,氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。,2,结论：,叶绿体的被光束照射到的部位是光合作用的场所,结论：,现象：,现象：,没有空气黑暗,极 细 光 束,完 全 光 照,讨论：恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处？,（1）、用水绵作实验材料，有细而长的带状叶绿体，螺旋状分布在细胞中，便于观察和分析研究。,（2）、将临时装片置于黑暗且没有空气的环境中，排除了环境中光线和O2的影响，从而确保实验能顺利进行。,（3）
5、、用极细的光束照射，并且用好氧菌进行检测，能准确的判断水绵细胞中放O2 部位。,（4）、进行黑暗（局部光照）与曝光的对照实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的。,结论:,叶绿体是进行光合作用的场所，它内部的巨大膜表面上，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。,二、光合作用的原理和应用,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。,2、光合作用的实质,合成有机物，储存能量,1771年 英国普利斯特利,证实：植物可更新污浊的空气。,有人认为植物能使空气变污浊？,光合作用,光,、光合作用探索历程,17
6、79年荷兰英格豪斯,证实：只有在光照下，只有绿叶才能更新空气。,1845年德国梅耶,证实：植物在光合作用时把光能转换成化学能储存起来了。, 1864年 德国 萨克斯,证实:光合作用产生了淀粉,遮光,曝光,加碘变深蓝色,没有颜色变化,同位素标记法, 20世纪40年代 美国 卡尔文,证实：二氧化碳中的碳转化为有机物中的碳，这一途径称卡尔文循环,原料：二氧化碳 水,产物：糖类 氧气,场所：叶绿体,条件：光 多种酶,2)、 光合作用的原料、产物、场所、条件是什么？,3)、你能用一个化学反应式表示出来吗?,1）分析了光合作用的探究历程，你有何感悟？,思考与讨论：,4、光合作用化学反应式：,5、光合作用过
7、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？,光反应与暗反应的关系,过程,项目,水,二氧化碳,酶 、H 、ATP,叶绿体基质,叶绿体基粒的囊状结构,光 、酶、色素,1、光反应为暗反应准备了还原剂H和能量ATP；,2、暗反应为光反应补充消耗掉的ADP和Pi。,二氧化碳的供应下图是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线图并回答：1为什么710时的光合作用强度不断增强？ 2为什么12时左右的光合作用强度明显减弱？ 3为什么1417时的光合作用强度不断下降？,光照增强，光反应增强，光合作用增强。,12时温度过高，
8、叶片气孔关闭，CO2减少，暗反应减弱。,光照减弱，光反应减弱，光合作用减弱。,反应总式：,影响光合作用的因素：,温度,矿质元素,1. 农业生产方面,温室栽培,是生活、生产实际中的热点：,大棚种植,请根据下表中的“措施”说出相应的提高光合作用的原理。,为提高大棚蔬菜的产量，应采取的正确措施是（ ） A.在白天适当降温 B在夜间适当提高温度 C在白天和夜间都适当提高温度 D在白天适当提高温度，在夜间适当降低温度,D,白天适当提高温度，晚上适当降低温度(如：锅炉加温和燃油燃气加温；常用排风扇或适当张开棚顶降温等),适当提高CO2的浓度（如：适量的干冰、多施有机肥、 CO2发生器）,合理灌溉（滴灌）,
9、合理施肥（根据不同作物或同一作物不同时期添加不同元素）,光,温度,CO2,水,矿质元素,四、光合作用的意义,制造有机物转化并贮存太阳能维持大气中的CO2与O2含量的相对稳定对生物的进化有促进作用,光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢，对于人类和整个生物界都具有非常重要的意义。,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。,四、化能合成作用,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,光照强度和CO2浓度是影响光合作用的两个主要外界因素，图5-16中各图表示的是北方夏季
10、一天中棉花叶片光合作用强度的变化曲线，曲线的纵坐标表示光合作用强度。请指出正确的图解是（ ）,光的供应,光照的强弱影响着植物光合作用的强度，在一定范围内随光照强度的增强，光合作用的强度也随着提高。,分析此图，你得出什么结论？,所有的植物都需要在较强的光照光照条件下才长得好吗？,阳生植物：只有在较强的光照条件下才长得好、才能提高光合作用效率的植物。,阴生植物：只有在较弱的光照光照条件下才长得好、才能提高光合作用效率的植物。,用温室种植植物时，在同一外界条件下，选用不同颜色的玻璃罩，植物的长势却不一样，为什么？,光的不同成分影响植物的光合作用，从而影响着植物生长,哪种颜色的光利于植物生长，为什么？
11、,2、下图表示野外松树（阳生植物）光合作用强度与光照强度的关系，纵坐标表示松树整体表现出的吸收CO2和释放CO2的状况，请分析回答：,光照强度,CO2吸收量,CO2释放量,a,b,光照强度为a时，光合作用吸收的CO2等于呼吸作用放出的CO2的量。如光照强度较长时间为a，植物能不能正常生长？为什么？,不能。因为光照强度为a时，CO2的吸收量与释放量相等，光合作用合成的有机物与呼吸作用分解的有机物相当，而夜晚只能进行呼吸作用。所以时间一长，有机物的消耗量就大于光合作用的合成量，植物不能正常生长。,2、下图表示野外松树（阳生植物）光合作用强度与光照强度的关系，纵坐标表示松树整体表现出的吸收CO2和释
12、放CO2的状况，请分析回答：,光照强度,CO2吸收量,CO2释放量,a,b,如果将曲线改为人参（阴生植物）光合作用强度与光照强度的关系曲线，b点的位置应该如何移动？为什么？,向左移动。因为阴生植物适应较暗光照的环境，达到最大光合强度所需的光照强度应比阳生植物低。,2、下图表示野外松树（阳生植物）光合作用强度与光照强度的关系，纵坐标表示松树整体表现出的吸收CO2和释放CO2的状况，请分析回答：,CO2释放量,光照强度为b时，光合作用强度 ，光照强度继续增大，光合作用强度 。,最 高,不再增高,4、下图a所示是一个光合作用的实验。实验前，在溶液中加入ADP、磷酸盐和叶绿体等，实验时，按图示控制条件
13、进行，并不断地测定有机物的合成率，将这些数据绘制成曲线。试分析回答：,阶段 阶段,有机物合成率,A,B,C,D,光下，无CO2,黑暗，有CO2,图a,AB段无有机物积累，主要的原因是 ；BC段在黑暗条件下，有机物积累迅速，其原因是 ；CD段有机物合成量减少的原因是 ；,缺CO2，暗反应不能进行,有CO2，加上阶段 光反应积累的H和ATP，暗反应能顺利进行,H和ATP减少，暗反应减弱,1、将盛有等量衣藻的8支试管放置于暗室中12天后，通过棱镜将太阳光色散后，一次照在8支试管上，请根据有关现象回答下列问题：,经过12小时候，向试管中滴加碘液后，变蓝显著的试管有哪些？ ；试解释其中的原因： 。 在2
14、8 号试管中。CO2浓度最高的是 。根据紫外线的作用，推知1号试管中衣藻可能发生的变化是 。,2、3、8,在红光和蓝紫光条件下，光合作用最强，合成糖类最多,5号,死亡或基因突变,酶,热量,24H,6CO2,ATP,ATP,12H2O,热量,热量,酶,ATP,有氧呼吸过程,第一阶段 发生在细胞质基质中,第二阶段 发生在线粒体中,第三阶段 发生在线粒体中,写出各阶段反应式！,如图5-13为原来置于黑暗环境中的绿色植物曝于光下后。根据其吸收CO2量制成的曲线。下列叙述正确的是( )图5-13A曲线AB段表示绿色植物没有进行光合作用B曲线BD段表示绿色植物仅进行光合作用C在B点显示绿色植物光合作用和呼吸作用的速率相等D整段曲线表明，随光照强度的递增，光合作用增强，呼吸作用减弱,
