正常苗白化苗 正常幼 苗能进 行光合 作用制 造有机 养料白化苗 不能进 行光合 作用, 无法制 造有机 养料因为有能捕获光能的色素一、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 用来分离色素实验结果:色素的种类和作用吸收红光和 蓝紫光究竟是怎样确定色素的种类的呢?实验(蓝绿色)叶绿素a(黄绿色)叶绿素b(橙黄色)胡萝卜素叶黄素(黄色)叶绿素(约占3/4)类胡萝卜素(约占1/4)吸收蓝紫光叶绿素溶液吸收可见光,用于光合作用2.色素的功能:色素的吸收光谱图400 500 600 700nm 10050吸收光能百分比叶绿素类胡萝卜素可 见 光 区叶绿素: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: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 上叶绿体内 有如此多的基 粒和类囊体, 极大地扩大了 受光面积水 绵• 水绵是常见的淡水藻类 • 每条水绵由许多个结构相 同的长筒状细胞连接而成 • 水绵很明显的特点是:叶绿 体呈带状,螺旋排列在细胞 里 1880年,恩格尔曼实验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)、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 能化 学 能储存在什么 物质中?德国 梅耶1864年,德国萨克斯实验黑暗处理 一昼夜让一张叶片一半 曝光一半遮光绿叶在光下制造淀粉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。
光合作用释放的O2来自CO2还是H2O?第一组光合作用产生的O2来自于H2OH2180C02H20C18O2第二组180202美国鲁宾和卡门实验(同位素标记法)光合作用产生的有机物又是怎样合成的?美国卡尔文用14C标记14CO2,供小球藻 进行光合作用,探明了CO2 中的C的去向,称为卡尔文 循环CO2+H2O (CH2O)+O2光能 叶绿体反应物、条件、 场所、生成物糖类年代科学家结论结论1771普利斯特利植物可以更新空气1779英格豪斯只有在光照下只有绿绿叶才可以更 新空气1845R.梅耶植物在光合作用时时把光能转变转变 成 了化学能储储存起来1864萨萨克斯绿绿色叶片光合作用产产生淀粉1880恩格尔曼氧由叶绿绿体释释放出来叶绿绿体是 光合作用的场场所1939鲁宾鲁宾 卡门门光合作用释释放的氧来自水20世纪纪40代卡尔文光合产产物中有机物的碳来自CO2光合作用过程光反应暗反应划分依据:反应过程是否需要光能光反应在白天可以进行吗?夜间呢?暗反应在白天可以进行吗?夜间呢?有光才能反应有光、无光都能反应光 反 应应• 条件:叶绿体 中的色 素光能H2O 水在光下分解O2[H]光、酶、色素光、酶、色素§ 过程:§ 场所:类囊体的薄膜上类囊体的薄膜上物质物质H2O光光酶酶[H]+ +O2ADP+Pi +光能酶酶ATP能量能量光能光能ATPATP中活跃化学能中活跃化学能ADP+Pi酶ATP暗 反 应co2C5固 定2c3[H]供氢 酶(CH2O) [糖类]§ 场所:§ 条件:§ 过程:叶绿体基质叶绿体基质酶酶多种酶参加催化co2+ C5酶酶2c32c3酶酶(CH2O) C5[H] ATPATP酶酶ADP+Pi +能量物物 质质能量能量ATPATP中活跃的化学能转化为中活跃的化学能转化为糖类糖类中稳定的化学能中稳定的化学能 还 原酶酶ATP供能ADP+Pi色素分子可见光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[H] 多种酶酶 (CH2O)CO2吸收光解能固定还 原酶光反应暗反应光合作用总过程:光反应H2O →2 [H] + 1/2O2+Pi+光能ATP酶ADP水的光解:光合磷酸化:暗反应CO2的还原: 2C3 + [H] (CH2O) + C5酶酶ATPATPCO2的固定:CO2 + C5 → 2C3酶酶总结:原料和产物的对应关系:(CH2O)C H OCO2CO2 H2OO2H2O能量的转移途径:碳的转移途径:光能ATPATP中活跃 的化学能(CH2O)中稳定 的化学能CO2C3(CH2O)6、光合作用的实质把把二氧化碳和水合成糖类等有机物。
二氧化碳和水合成糖类等有机物光能光能 ATPATP中化学能中化学能 有机物中化学能有机物中化学能合成有机物储存能量光反应和暗反应的比较场所条件物质 变化能量 变化光反应暗反应联系基粒片层结构薄膜叶绿体基质中光、色素、酶、水、ADP 、Pi[H]、ATP、酶、 CO2 、C5水的光解ATP的生成CO2的固定C3的还原光能→ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能→ 有机物中稳定的化学能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光合作用原理的应用影响光合作用强度的因素?CO2的浓度,光照的长短与强弱;光的成分;温度的 高低、必需矿物质元素、水分等 例:适当提高CO2的浓度(温室大棚),增加光照时间和光 照强度,农作物间距合理,选择适当的光源等化能合成作用自养生物以光为能源,以CO2和H2O(无机物)为原料合成糖类 (有机物),糖类中储存着由光能转换来的能量例如绿 色植物异养生物只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活 动例如人、动物、真菌及大多数的细菌。
化能合成作用利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量来制造 有机物少数的细菌,如硝化细菌光能自养生物化能自养生物所需的能量来源不同(光能、化学能)例如:硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量硝化细菌2HNO2+O2 2HNO3+能量硝化细菌6CO2+6H2O 2C6H12O6+ 6O2能量①图中A点含义: ;②B点含义: ;③C点表示: ;④若甲曲线代表阳生植物,则乙曲线代表 植物 光照强度为0,只进行呼吸作用光合作用与呼吸作用强度相等,称为光补偿点光合作用强度不再随光照强度增强而增强,称为光饱和点阴生图中A点表示: CO2浓度达到植物所需的最大值,光合速 率不再上升①光合作用是在 的催化下进行的,温度直接影响 ;②B点表示: ;③BC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拓展题第2题提示:是的,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 光较多的绿藻分布于海水深的地方1.叶绿体中的色素所吸收的光能,用于_______ 和____________;形成的________和__________ 提供给暗反应2.光合作用的实质是:把______和_______转变为有 机物,把_______转变成_______,贮藏在有机物中3.在光合作用中,葡萄糖是在________中形成的, 氧气是在_________中形成的,ATP是在_______中形 成的,CO2是在_______固定的水的光解 形成ATP[H]ATPCO2H2O光能化学能暗反应 光反应 光反应暗反应下图是光合作用过程图解,请分析后回答下列问题:①图中A是______,B是_______,它来自于______的分解 ②图中C是_______,它被传递到叶绿体的______部位,用于 _________ 。
③图中D是____,在叶绿体中合成D所需的能量来自______ ④图中G________,F是__________,J是_____________ ⑤图中的H表示_______, H为I提供__________光H2OBACDE+PiFGCO2J HI O2水 [H ]基质 用作还原剂,还原C3 ATP色素吸收 的光能光反应[H]和ATP色素C5化合物C3化合物糖类1、在光合作用的暗反应过程中,没有被消耗掉的 是( ) A、[H] B、C5化合物 C、ATP D、CO2B2、与光合作用光反应有关的是( ) ①H2O ②ATP ③ADP ④CO2 A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③④A3、将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的C02条件下 如果将环境中C02含量突然降至极低水平,此时叶肉细胞内的 C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况依次是 A. 上升;下降;上升 B. 下降;上升;下降 C. 下降;上升;上升 D. 上升;下降;下降C4、光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段, 下列说法正确的是( )A.叶绿体类囊体膜上。