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1、第11讲 能量之源光与光合作用,复习：呼吸作用,光合作用概述：,1、概念：,2、总反应式：,光能,叶绿体,绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O转化成储存能量的有机物，并释放出O2的过程。,一、捕获光能的色素和结构,对大多数生物，活细胞所需能量的最终源头是_。,太阳能,实验,绿叶中色素的提取和分离,1、提取的色素原理？ 2、分离色素的原理？,色素能溶解在有机溶剂无水乙醇,各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的则在滤纸上扩散的快。,色素的提取和分离 纸层析法,方法步骤 1、提取色素：称取、剪碎、研磨（碳酸钙二氧化硅 无水乙醇），过滤（单层尼龙布） 2、制备滤纸条：剪去两角（防止两边滤
2、液扩散速度太快），画铅笔线 3、画滤液细线：细、直、齐，重复几次。 4、分离：用层析液，液面不能淹没滤液细,1、二氧化硅的作用？ 2、碳酸钙的作用？ 3、加无水乙醇的目的？,使研磨更加充分,防止色素被分解,提取色素： 称取-剪碎-研磨-过滤（单层尼龙布）,溶解色素,叶绿体的结构,外膜,内膜,基粒,基质,类囊体,捕获光能的色素分布在_,类囊体的薄膜上,一、捕获光能的色素和结构,捕获光能的色素,类胡萝卜素,叶绿素,胡萝卜素,叶黄素,叶绿素a,叶绿素b,(占1/4),(占3/4),滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？,（橙黄色）,（黄色）,（蓝绿色）,（黄绿色）,关于色素,种类,功能,吸收
3、、传递和转化光能,特性,不溶于水，只溶解于有机溶剂,胡萝卜素,叶黄素,叶绿素a,叶绿素b,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,思考,1、树叶为什么是绿色？ 2、P97问题探讨？,3、场所：主要是叶绿体,叶绿体的功能,讨论,恩格尔曼实验的结论是什么？,O2是由叶绿体产生的,叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，分布了许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用的酶。,总结叶绿体的功能,光合作用的场所只能是叶绿体吗？,蓝藻、光合细菌等没有叶绿体也能进行光合作用。,二、光合作用的原理和应用,光合作用的定义,绿色植物通过_
4、，利用_，把_转化成储存能量的_，并释放出_的过程。,光合作用的探究历程（P101102）,光能,叶绿体,O2,有机物,CO2和H2O,光合作用的具体过程是如何被人们认识和发现的哪？,光合作用的探究历程,1648年海尔蒙特（比利时）实验,结论：建造植物体的原料是水分,+74.75kg,-0.057kg,结论：植物可以更新空气,有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结果，所以有人认为植物也能使空气变污浊？,1779年，荷兰的英格豪斯,普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功；植物体只有绿叶才能更新空气。,到1785年，发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的是O2，吸收的是CO2。,？,光能
5、,化学能,储存在什么物质中？,德国梅耶,1864年德国萨克斯实验,让一张叶片一半 曝光一半遮光,除去叶绿素,酒精,水,（证明绿叶在光下制造淀粉）,滴加碘酒后,或者用碘蒸气处理这片叶，发现曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半则没有颜色变化。,萨克斯的实验,放在暗处几小时， 目的是什么？,结论： 产物淀粉 条件光照,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,结论： 氧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,1939年鲁宾和卡门的实验（同位素示踪法）,结论：光合作用释放的氧全部来自水。,美国卡尔文,用14C标记14CO2，供小球藻进行光
6、合作用，探明了CO2中的C在光合作用转化成有机物中的碳的途径，这一途径称为卡尔文循环。,总结光合作用的反应式,糖类,（1）为生物生存提供了物质来源 （2）为生物生存提供了能量来源 （3）维持了大气中O2和CO2的相对稳定 ( 4 ) 对生物的进化有直接意义。,三、光合作用的意义,光合作用的场所叶绿体,色素,叶绿素,类胡萝卜素,叶绿素a,叶绿素b,叶黄素,胡萝卜素,吸收可见的太阳光,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,实验,走近高考,(1999高考题)在植物实验室的暗室内，为了尽可能地降低植物光合作用的强度，最好安装（ ）。 A、红光灯 B、绿光灯 C、白炽灯 D、蓝光灯,叶绿
7、体 中的色素 分子,光能,C5,2C3,ADP+Pi,ATP,H2O,O2,H,多种酶参 加催化,酶,(CH2O)+H2O,CO2,吸收,光解,能,固定,还原,酶,光反应阶段,暗反应阶段,光合作用的过程,光合作用怎样进行？,学以致用,1、p59第一题 2、,步步为营,1、光合作用在晚上能进行吗？ 2、对某植株做如下处理：（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、甲乙 B、甲乙 C、甲=乙 D、无法确定,光反应和暗反应的比较,场所,条件,物质变化,能量变化,光反应,暗反应,基粒片层膜上,基
8、质中,有光,ATP、H多种酶,水的光解ATP的生成,CO2的固定C3的还原ATP的水解,光能 活跃化能,活跃化能 稳定化能,讨论：光合作用有何意义？,CO2,O2,光合作用的意义,为一切生物生命活动的进行提供所必需的营养物质；,为一切生物生命活动的进行提供所必需的能量；,维持大气中氧气和二氧化碳的平衡。,总之，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。,叶龄,0,含量,叶绿体中色素的含量曲线图：,叶绿素（镁元素）,类胡萝卜素,恩格尔曼的又一个实验,不同颜色的藻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
9、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,高中生物高考第一轮复习,光合作用（第二课时）,五、光合作用的过程：,条件：,过程：,场所：,光反应总结：,光、色素、酶,叶绿体的囊状结构（类囊体）薄膜,水的光解： NADPH的形成： ATP的形成：,用于暗反应,（活跃化学能）,多种酶 参加催化,1个CO2, CO2的固定； C3的还原。,暗反应,（C5）,2（C3）,暗反应总结：,CO2的固定：,C3的还原：,ATP,NADPH 、,条件：,场所：,物
10、质变化：,能量变化：,叶绿体的基质中,多种酶、,NADPH 、ATP,C5的再生：,NADPH 、,ATP,光能转换成电能再变 成活跃的化学能 （ATP、NADPH中）,活跃的化学能变成稳定的化学能,光反应为碳反应提供NADPH和ATP,碳反应为光反应提供NADP+和ADP和Pi,CO2的固定：,2C3 三碳糖,能量上把光能转变成有机物中的化学能,光合作用的实质,课堂小结,光合作用,概念,场所叶绿体色素,过程,暗反应阶段,反应式,意义,返回,1光反应与暗反应的联系,(1)光反应为暗反应提供H、ATP，,暗反应为光反应提供ADP和Pi。 (2)没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合
11、成。,叶绿体处不同条件下，C3、C5、NADPH、ATP以及(CH2O)合成量的动态变化,高考警示 C3、C5含量变化的两点注意： (1)以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化，而非长时间。 (2)以上各物质变化中，C3和C5含量的变化是相反的，H和ATP的含量变化是一致的。,例2015珠海期末如图为高等绿色植物光合作用图解，请据图回答下列问题。,(1)为叶绿体中的色素，其存在于_上。 (2)是_，其移动方向是_。 (3)是_，若突然中断光照，其含量在短时间内将_。 (4)若用14C标记CO2中的C，则被标记的C存在于_中。,类囊体薄膜,ATP,从类囊体薄膜移动到叶绿体基质,C3
12、,上升,C3和(CH2O),光合作用过程图解,哪些外界条件会影响光合作用的进行,表观光合速率,影响光合速率的因素,真正光合速率 = 表观光合速率 + 呼吸速率,(1) 光强度,B：光补偿点,C2：光饱和点,光照强度,0,C2,b(总光合量 ) = a(净光合量 ) + c(呼吸作用),光补偿点：光合作用吸收的CO2和呼吸放出CO2相等时的光强度。,光饱和点：光合作用达到最强时所需的最低的光强度。,阴生植物的光补偿点比阳生植物低,光合速率与光强度的关系,1. 对植物而言，光照越强越好吗?,2. 请在图上画出阴生植物胡椒光合速率的曲线?,光合速率的日变化:,两个时间段为何光合速率不同？,A点：黑暗
13、时， 只进行细胞呼吸,区别植物体的吸收或释放与叶绿体的吸收和释放,AB段：弱光下， 光合作用小于细胞呼吸,B点：光补偿点， 光合作用等于细胞呼吸,BC1段：强光下， 光合作用大于细胞呼吸,例4 2016唐山模拟夏季某晴朗的一天对一密闭蔬菜大棚中的某种气体的含量进行24小时的检测，结果如下图1。下图2是叶肉细胞内两种细胞器间的气体关系图解。请回答下列问题：,(1)图1中所测气体为_；该大棚内的蔬菜经过一昼夜后是否积累有机物？_。原因是_。,O2,是,F点的O2含量高于A点(一天内光合作用产生的O2量多于呼吸作用消耗的O2量),(2)与它们各自的前一阶段相比，EC段和DB段叶肉细胞内的C3含量的变
14、化趋势分别是_、_，图1中CD段变化的原因可能是 _。,减少,增加,光照过强，使温度过高，气孔关闭，CO2供应不足，暗反应减弱，限制了光反应的进行,(3)处于图1中的B点时，图2中应该进行的气体转移途径有_；而处于图1中的DB段，图2中应该进行的气体转移途径有_。,ACDE,ACDE,白光 红光、蓝紫光 绿光,能量相等的条件下，红光和蓝紫光的光合效率高于黄绿光。植物在蓝紫光的照射下其光合产物中蛋白质和脂肪的含量就会增加，而红光的照射下生长，其光合作用产物中糖类的含量就高。,2、温度实质上是影响酶的活性,光合作用是在 的催化下进行的，温度直接影响 ； B点表示： ； BC段表示： ；,酶的活性,酶,此温度条件下，光合速率最高,超过最适温度，光合速率随温度升高而下降,哈密瓜盛产于新疆的哈密地区。在该地区农作物的生长季节里，阳光充沛、昼夜温差大。请试分析： 为何当地出产的哈密瓜会比其他地区出产的甜？ 如果想在福建地区比较甜的哈密瓜，理论上你认为可以采取哪些措施？,温室栽培中，白天可适当提高温度，夜间适当降低温度，适当提
