光与光合作用课件

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1、第4节 能量之源 光与光合作用,叶绿体中的色素,实验绿叶中色素的提取和分离,实验原理：提取(无水乙醇)、分离(层析液) 目的要求：绿叶中色素的提取和分离及色素的 种类 材料用具：新鲜的绿叶、定性滤纸等、无水乙 醇等 方法步骤： 1.提取绿叶中的色素 2.制备滤纸条 3.画滤液细线 4.分离绿叶中的色素 5.观察和记录,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。,(黄色),(蓝绿色),(黄绿色),(橙黄色),色素,叶绿素,（3/4）,类胡萝卜素,叶绿素

2、a（蓝绿色）,叶绿素b（黄绿色）,吸收红光 和蓝紫光,胡萝卜素（橙黄色）,叶黄素（黄色）,吸收 蓝紫光,叶绿体中色素的种类和作用,（1/4）,叶绿体中色素的吸收光谱,叶绿体中的色素主要吸收红橙光和蓝紫光,叶绿体中色素的吸收光谱,（1）,（2）,（3）,（4）,基粒,基质,外膜,内膜,叶绿体是光合作用的场所,（1）,（2）,色素在基粒类囊体薄膜中,酶在基粒 和基质中,叶绿体是光合作用的场所,资料分析：1880年恩格尔曼的实验,1恩格尔曼的实验选材有什么巧妙之处？ 2为什么要在没有空气的黑暗环境中做实验？ 3为什么先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全曝露在光下？ 4、好氧细菌集中于叶绿体所有受光

3、部位的周围，这说明了什么？由此可以得出什么结论？,【思考与交流】,结论：氧气是由叶绿体释放出来的；叶绿体是光合作用的场所；光合作用需要光照。,二 光合作用的原理与应用,说明光合作用以及对它的认识过程。 通过对教材经典实验的分析，领悟实验设计的方法、步骤和思路，并学会分析资料和归纳总结。 认识科学是在不断的观察、实验和探索中前进的。,学习目标：,五年以后,实验1：1648年海尔蒙特实验,（一）光合作用的探究历程,植物的物质积累来自水,1、海尔蒙特在实验设计中，考虑到土壤要已知“干重”、要“加桶盖”、只用“纯净的雨水”，有何意义？ 2、柳树真的只需要水就能长大吗？海尔蒙特忽视了哪些因素？,【思考与

4、交流】,实验2：1771年普利斯特利实验,结论：植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变得污浊的空气。,结论：只有在光照下绿叶才可以更新空气,实验3：1779年英格豪斯的实验,明确：绿叶在光下吸收CO2 ，释放O2。,学科交叉对光合作用发现的意义： 1785年法国化学家拉瓦锡发现了空气的组成,1845年，德国科学家梅耶推测:植物光合作用时，把光能转化成化学能储存起来。,实验4：1864年萨克斯实验,【思考与交流】 （1）为什么要将植株放在暗处几小时？ （2）本实验是否设置了对照？ （3）实验中自变量和因变量分别是什么？ （4）为什么要用酒精脱色？ （5）为什么最后叶片一半变成蓝色一半不变蓝色？

5、（6）该实验的结论是什么？,光合作用的产物是淀粉。,光合作用需要光。,实验5：1880年恩格尔曼的实验,1恩格尔曼的实验选材有什么巧妙之处？ 2为什么要在没有空气的黑暗环境中做实验？ 3为什么先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全曝露在光下？ 4、好氧细菌集中于叶绿体所有受光部位的周围，这说明了什么？由此可以得出什么结论？,【思考与交流】,结论：氧气是由叶绿体释放出来的；叶绿体是光合作用的场所；光合作用需要光照。,【自主学习】 阅读内容：教材P102第3、4自然段以及“同位素 标记法” 思考归纳：鲁宾和卡门的实验、卡尔文实验的 方法、过程和结论,第一组,光合作用产生的O2来自于H2O。,H21

6、80,C02,H20,C18O2,第二组,1802,02,结论：,实验6：1939年鲁宾和卡门的实验,：在光合作用实验里，如果所用的水中有0.2%的水分子含18O，CO2中有0.68 %的CO2中含有18O，那么，植物进行光合作用释放的O2中，含18O的比例为( ) A、0.2% B、0.44 % C、0.68 % D、0.88 %,A,CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳，这一途径称为卡尔文循环。,实验7： 20世纪0年代卡尔文实验,碳的转换：14CO2 14C3 (14CH2O),分析人类对光合作用的探究历程，你有哪些感悟？,【畅所欲言】,1、适宜的实验材料,2、巧妙的实验设计,4、

7、严谨的科学态度,5、善于应用新科技,3、精湛的思维技艺,6、献身科学的精神,【思考归纳】,（1）通过以上这些经典实验，请归纳光合作用的原料、产物、条件分别是什么？场所在哪里？ （2）什么是光合作用？,（二）光合作用的概念： 绿色植物通过叶绿体，利用光能，将CO2和H2O转化成储存着能量的有机物，并释放出O2的过程。,光合作用的反应式：,【课堂小结】,1、为研究光对大豆生长的影响，某小组设计了如下实验：在两只花盆里分别种相同数量的大豆苗，并进行如下处理：,在这一实验设计中，有一处不正确，需要改正为 A乙花盆放在光亮处 B甲花盆放在黑暗处 C甲花盆的温度高于20 D乙花盆浇充足的水,【随堂检测】,

8、2、光和叶绿体是光合作用的重要条件，淀粉是光合作用的主要产物。要验证光合作用需要光和叶绿体，根据提供的实验材料和用具，补充完整实验步骤和实验结果，并分析回答有关问题。,（1）材料用具： 银边天竺葵(叶边缘呈白色，无叶绿体)，黑纸片，打孔器，白纸板，吸管，适宜浓度的酒精，碘液，回形针。,（2）实验步骤： 将天竺葵暗处理48h。目的是_。 把黑纸片用回形针夹在绿色部位上，然后把植株放在阳光下照射4h6h。 剪下此叶片，用打孔器分别在A黑纸片遮光绿色部位、B_部位和C_部位各取一个叶圆片（如图所示）。 把取下的叶圆片放入装有酒精溶液的试管中，水浴加热、脱色、清水中漂洗。 ,使天竺葵叶片内的淀粉消耗完

9、,照光绿色,照光白色,将三个叶圆片放在白纸板上，用吸管吸取碘液，分别滴在三个叶圆片上，观察结果。,（3）预期结果： A、_ B、_ C、_,（4）分析问题： 要证明光合作用需要光，需比较_和_，其中起对照作用的是_. 要证明光合作用需要叶绿体，需比较_和_，其中起对照作用的是_。,不变蓝色,变蓝色,不变蓝色,A,B,B,B,C,B,叶 绿 体 色 素,2H2O,叶 绿 体 色 素,ADP Pi,酶,ATP,2C3,多种酶参加催化,CH2O,暗反应,光反应,色 素,（三）光合作用的过程,光反应阶段与暗反应阶段的比较,类囊体的薄膜上,叶绿体的基质中,光、色素、酶,酶、H 、ATP(有无光均可),1

10、. 水的光解,1. CO2的固定,2. C3的还原,2. ADP合成ATP,3.ATP水解,光能ATP中活跃的化学能糖类等有机物中 稳定的化学能,（四）光合作用的本质,光合作用实质,能量变化：,物质变化：,整个光合作用过程中的物质变化和能量变化分别是什么？,把简单的无机物转变为复杂的有机物,把光能转变成储存在有机物中的化学能,（五）光合作用的重要意义,为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氧化碳含量的相对稳定 促进生物进化,不同条件下各物质含量的变化,2、影响光合作用的环境因素：, 光 二氧化碳的浓度 温度 水 矿质元素等,1、植物自身因素,（六）影响光

11、合作用的因素及其在生产 实践上的应用,在一定范围内，光照越强，光合作用速率随光照强度的增强而加快；超过一定范围，再增加光照强度，光合作用速率不再加快, 光照强度:,CO2 吸收量,CO2 释放量,光照强度,1、光,a,b,c,CO2 吸收量,CO2 释放量,光照强度,呼吸速率,光饱和点,光补偿点,净光合速率,总光合速率,真正光合速率=净光合速率+呼吸速率,b,c,a,表示方法： 净光合速率： 用O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示 真正（实际）光合速率： 用O2产生量、 CO2固定量或有机物产生量表示 测定方法： 呼吸速率： 将植物置于黑暗中，测定实验容器中CO2增加量、O2减少量或有机

12、物减少量。 净光合速率： 将植物置于光下，测定实验容器中O2增加量、 CO2减少量或有机物增加量,A,B,光照强度,0,阳生植物,阴生植物,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,已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为250C和300C，下图表示250C时光合作用与光照强度的关系。若温度升到300C （原光照强度和CO2浓度不变），理论上图中相应点a、b、c移动方向分别为：,A 下移、右移、下移 B 下移、左移、下移 C 上移、左移、上移 D 上移、右移、上移,A,红光蓝紫光绿光,（2）光质,光质也影响光合速率,通常复色光 （白光）下光合

13、速率最高；红光下光合速率较快,蓝光次之,绿光最差.,生产上应用：,1、温室大棚使用无色透明的玻璃,2、若要降低光合作用，则用有色玻璃。,2、温度,在一定范围内，光合作用速率随温度升高而加快；B点是提高光合速率的最适温度；超过B点以后，光合速率随温度的升高而下降，原因是温度过高会使酶活性下降。,应用：,1、适时播种,2、温室栽培农作物时： （1）冬天，可适当提高温度；夏天，可适 当降低温度。,（2）增大昼夜温差（白天适当提高温度， 晚上适当降低温度）,3、二氧化碳浓度,在一定范围内，光合作用速率随二氧化碳浓度增大而加快；但达到一定浓度时，再增加二氧化碳浓度，光合作用速率也不再增加，甚至减弱（细胞

14、呼吸抑制）,应用：,1、大田：“正其行，通其风” 2、施用有机肥 3、投放干冰或二氧化碳发生器,N：光合酶及H和ATP的重要组分 P：H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,4、矿质营养,应用：,合理施肥,5、水 水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质。另外，水还影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体，缺水还会引起淀粉水解加快,可溶性糖过多,光合产物输出缓慢.所以水对光合作用影响很大，生产上，应合理灌溉，预防干旱,应用：,预防干旱，合理灌溉,6、 叶龄,叶片的光合速率与叶龄密切相关。幼叶净光合速率低；叶片全展后，光合速

15、率达最大值；叶片衰老后，光合速率下降。,实验原理： 利用真空渗入法排除叶内细胞间隙的空气，充以水分，使叶片沉于水中。在光合作用过程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的溶解度很小，而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上浮，根据上浮所需的时间长短，即能比较光合作用的强弱。,（七）探究环境因素对光合作用的影响,观察与记录,（八）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,1.下图表示某绿色植物的叶肉细胞在其他条件不变且比较适宜时，分别在光照强度为a、b、c、d时，单位时间内CO2释放量和O2产生量的变化。下列叙述正确的是 A光照强度为a时，可能进行光合作用 B光照强度为b时，光合作用速率等于呼吸作用速率 C光照强度为c时，光