能量之源──光与光合作用-ppt课件

能量之源能量之源光与光合作用光与光合作用1.1.1集合的概念一、捕获光能的色素1提取绿叶中的色素(1)原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂_中。无水乙醇无水乙醇 5 g绿叶绿叶二氧化硅二氧化硅 碳酸钙碳酸钙 无水乙醇无水乙醇玻璃漏斗玻璃漏斗 单层尼龙布单层尼龙布棉塞棉塞 2分离绿叶中的色素(1)原理：不同色素在层析液中的_不同，_的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。(2)步骤：步骤名称步骤名称操作过程操作过程制备滤制备滤纸条纸条剪滤纸剪滤纸条条将干燥的定性滤纸剪成略小于试管长与直径的滤纸条，将干燥的定性滤纸剪成略小于试管长与直径的滤纸条，并在一端并在一端_铅笔画铅笔画线线在在_处用铅笔画一条细的横线处用铅笔画一条细的横线溶解度溶解度溶解度高溶解度高剪去两角剪去两角 距去角的一端距去角的一端1 cm 步骤名称步骤名称操作过程操作过程画滤画滤液细液细线线取滤液取滤液用用_吸取少量滤液吸取少量滤液滤液画线滤液画线沿铅笔线均匀地画出一条细线沿铅笔线均匀地画出一条细线重复画线重复画线待滤液干后，重复画线待滤液干后，重复画线_次次分离绿叶中的色素分离绿叶中的色素将适量的层析液倒入试管中，然后轻轻插入滤纸条将适量的层析液倒入试管中，然后轻轻插入滤纸条(有有_的一端朝下的一端朝下)，随后用棉塞塞紧试管口，不能让，随后用棉塞塞紧试管口，不能让_触及层析液触及层析液观察结果观察结果滤纸条上色素带有四条滤纸条上色素带有四条毛细吸管毛细吸管一两一两滤液细线滤液细线滤液细线滤液细线 3.分析四种色素对光吸收的差异胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素蓝紫光蓝紫光叶绿素叶绿素b叶绿素叶绿素a 蓝紫光和红光蓝紫光和红光 二、叶绿体的结构和功能1结构：一般呈扁平的椭球形成或球形，外表具_，内部有基粒和_，基粒是由_堆叠而成。吸收光能的色素分布于_，与光合作用有关的酶分布在_。2功能：是进行_的场所。双层膜双层膜基质基质类囊体类囊体类囊体薄膜类囊体薄膜 叶绿体基粒上和基质中叶绿体基粒上和基质中 光合作用光合作用 三、光合作用的探究历程11864年，德国的萨克斯的实验证实了光合作用的产物有_。21939年，美国的鲁宾和卡门利用_证明了_。320世纪40年代，美国的卡尔文，利用_技术最终探明了_在光合作用中转化成_的途径。淀粉淀粉 同位素标记法同位素标记法光合作用释放的氧气来自水光合作用释放的氧气来自水放射性同位素标记放射性同位素标记 CO2 有机物中碳有机物中碳 四、光合作用的过程及应用1光反应(1)场所：叶绿体的_上。(2)条件：_、色素、酶等。(3)物质变化：将水分解为_，将ADP和Pi合成ATP。(4)能量变化：光能转变为_。类囊体薄膜类囊体薄膜 光照光照 H和和O2 活跃的化学能活跃的化学能 2暗反应(1)场所：叶绿体的_中。(2)条件：酶、H、ATP。(3)物质变化：aCO2的固定：C5CO2_；b.C3的还原：C3HATP_。(4)能量变化：ATP中活跃的化学能转变为_。基质基质 2C3C6H12O6稳定的化学能稳定的化学能 无机物的氧化无机物的氧化无机物无机物有机物有机物 NH3、HNO2CO2和和H2O 绿色植物绿色植物硝化细菌硝化细菌(2)异养生物：概念：只能利用环境中_来维持自身生命活动的生物。代表生物：人、动物、真菌、大多数细菌。现成的有机物现成的有机物 1.夏季的树叶多为绿的海洋，到了深秋时节更有“看万山红遍，层林尽染”的美景，试从生物学角度分析其原因。2植物能进行光合作用制造有机物，有位同学就想：“如果人能像绿色植物一样，岂不是不用吃饭了吗？”如果该同学的想法能实现，你认为人体细胞应具备什么样的结构？3在进行植物温室栽培时，大棚内常常放几个燃烧的煤炉，你知道是什么原因吗？4在大棚种植时一般选用哪种颜色的薄膜？为什么？互 动 探 究提示：1.春夏时节叶绿素所占比例大，故叶子为绿色，而到了深秋叶绿素大量分解，类胡萝卜素含量相对增加，故叶子为黄色或橙黄色。2细胞质中有叶绿体。3既能提高温度，又能提高棚内CO2的浓度，有利于提高作物的光合作用强度。4一般选用无色透明的薄膜，因为能够透过各种单色光。1绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离 2实验步骤3.有关色素带的分析(1)从色素带的位置可知道各种色素在层析液中溶解度的高低依次为：胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b。(记忆口诀：胡黄ab)(2)从色素带的宽度可知各种色素的含量一般情况下为：叶绿素a叶绿素b叶黄素胡萝卜素。(3)在滤纸条上距离最近的两条色素带是叶绿素a与叶绿素b，距离最远的相邻的两条色素带是胡萝卜素和叶黄素。4绿叶中的色素对光的吸收特点(1)绿叶中的色素只吸收可见光，对红外光和紫外光等不吸收。(2)叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他可见光并非不吸收，只是吸收量较少。实验中的注意事项加入无水乙醇后，要进行迅速、充分的研磨，迅速研磨可以防止溶剂挥发，充分研磨是为了使更多的色素溶解在溶剂中，否则提取的色素量减少。过滤时，不能用滤纸，要用单层尼龙布(或脱脂棉)，因为滤纸可以吸附色素，降低滤液中色素的含量，使实验效果不明显。下列有关“叶绿体色素的提取和分离”的实验叙述正确的是()A加入碳酸钙防止滤液挥发B用NaCl溶液提取叶片中的色素C用无水酒精或丙酮分离滤液中的色素D加入二氧化硅(石英砂)有利于充分研磨1解析本题考查实验中药品和试剂的作用。加入碳酸钙的目的是防止叶绿素被有机酸破坏掉；色素的提取利用的是无水乙醇；色素的分离利用的是层析液；加入二氧化硅是使研磨更充分。答案D1.叶绿体的结构及功能(1)结构：双层膜：分为内膜和外膜，其主要功能是控制物质进出叶绿体。2叶绿体的结构和功能叶绿体的结构和功能 基粒：由囊状结构堆叠而成，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。基质：在基粒与基粒之间充满基质，基质中含有与光合作用有关的酶。(2)功能：叶绿体内的基粒和类囊体扩展了受光面积，含有许多吸收光能的色素分子和光合作用所必需的酶，因此叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。(3)实验设计巧妙之处：实验材料选择水绵和好氧细菌：水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可确定释放氧气的部位。没有空气的黑暗环境：排除了氧气和光的干扰。用极细的光束点状投射：叶绿体上可分为获得光照和无光照的部位，相当于一组对照实验。进行黑暗(局部光照)和完全暴露在光下的对照实验：明确实验结果完全是由光照引起的等。(1)光合作用的酶分布在类囊体的薄膜上和基质中，但光合色素只分布在类囊体的薄膜上。(2)叶绿体以囊状结构堆叠成基粒的方式增大膜面积，而线粒体以内膜向内腔折叠形成嵴的方式增大膜面积。叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述正确的是()A叶绿体中的色素都分布在囊状结构的膜上B叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上C光合作用的酶只分布在叶绿体基质中D光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上解析叶绿体中的色素都分布在囊状结构的薄膜上。答案A21.探究历程3光合作用的探究历程光合作用的探究历程 2.从光合作用的探究历程可知：(1)普利斯特利的实验的优点和不足优点优点自变量明确：证明植物具有更新空气的作用自变量明确：证明植物具有更新空气的作用对照明显：玻璃罩内只放小鼠或燃烧蜡烛作对照对照明显：玻璃罩内只放小鼠或燃烧蜡烛作对照不足不足没有认识到光在植物更新空气中的作用没有认识到光在植物更新空气中的作用没有明确植物吸收和释放的气体没有明确植物吸收和释放的气体(2)萨克斯实验的成功之处方法的成功：a设置了对照实验，自变量为光照，因变量是叶片颜色的变化。b实验的关键是饥饿处理，使叶片中的营养物质消耗掉，避免了对实验结果的干扰。认识上的成功：本实验在证明光合作用的产物是淀粉的同时，还证明了光照是光合作用的必要条件。(3)鲁宾和卡门实验巧妙之处：两组实验相互对照直观地表现出氧气是来自于水的光解，而不是来自于二氧化碳中的氧。自变量为被标记的C18O2和HO，因变量是O2的放射性。如图，在温室下，将3株脱淀粉(经过充分“饥饿”处理)的同种植株和相同体积的不同溶液放在钟罩内，给予相同强度的光照，本实验可以证明()3A光合作用速率随CO2浓度增大而增大B光合作用的必需条件是CO2C过多的CO2阻碍光合作用DNaHCO3能抑制光合作用解析该实验的自变量是CO2浓度，丙组缺少CO2，乙组CO2浓度比甲组高，本实验CO2浓度值组数设置不够，不能说明光合作用速率与CO2浓度的关系。答案B光合作用过程是由一系列的化学反应组成的。通常是根据是否需要光能，将光合作用的过程分为需要光能的光反应阶段和不需要光能的暗反应阶段。各阶段的物质和能量变化可用下图表示：4光合作用的过程光合作用的过程 阶段阶段场所场所具体过程具体过程产物产物能量转换能量转换光反应阶段光反应阶段(必须有光必须有光)叶绿体基叶绿体基粒粒水的光解水的光解ATP的生成的生成O2 H ATP光能光能活跃化活跃化学能学能暗反阶段暗反阶段(有有光无光均可光无光均可)叶绿体基叶绿体基质质CO2的固定的固定CO2(或或C3)的还原的还原(CH2O)等等有机物有机物活跃的化学能活跃的化学能稳定的化学能稳定的化学能1.过程图解2光反应与暗反应的区别项目项目光反应光反应暗反应暗反应反应条件反应条件光照、色素、酶光照、色素、酶多种酶、多种酶、H、ATP外界原料外界原料水水CO2产物产物O2、H、ATP有机物和水有机物和水场所场所类囊体的薄膜上类囊体的薄膜上叶绿体基质叶绿体基质反应速率反应速率较快较快较缓慢较缓慢能量变化能量变化光能光能ATP中活跃的化中活跃的化学能学能ATP中活跃的化学能中活跃的化学能(CH2O)中稳中稳定的化学能定的化学能3.光反应与暗反应的联系(1)光反应为暗反应提供H和ATP；暗反应为光反应提供ADP和Pi，即两个反应阶段相辅相成，密切联系。(2)没有光反应，暗反应缺乏H和ATP，无法进行；暗反应受阻，光反应因产物积累也不能正常进行。可见，二者相互制约。不同的条件下叶绿体内各种物质的动态变化规律条件条件C3C5H和和ATP(CH2O)合成合成量量停止光照停止光照CO2供应不变供应不变增加增加减少减少减少减少减少减少突然光照突然光照CO2供应不变供应不变减少减少增加增加增加增加增加增加光照不变光照不变停止停止CO2供应供应减少减少增加增加增加增加减少减少光照不变光照不变CO2供应增加供应增加增加增加减少减少减少减少增加增加说明：以上各物质含量的变化是在外界条件改变后的短时间内发生的，且是相对含量的变化。在正常条件下进行光合作用的某植物，当突然改变某条件后，发现其叶肉细胞内五碳化合物含量突然上升，则改变的条件是()A停止光照B停止光照并降低CO2浓度C升高CO2浓度 D.降低CO2浓度解析在植物光合作用的暗反应过程中，五碳化合物能固定CO2，形成三碳化合物，三碳化合物被还原成葡萄糖和五碳化合物。植物体内五碳化合物增多，说明CO2的固定减弱。答案D45探究光照强弱对光合作用强度的影响探究光照强弱对光合作用强度的影响(3)变量分析自变量自变量设置方法设置方法因变量因变量观察指标观察指标光照的光照的强弱强弱通过台灯距离实验材通过台灯距离实验材料的远近来设置料的远近来设置光合作用强光合作用强度度观测单位时间内被观测单位时间内被抽去空气的小圆叶抽去空气的小圆叶片上浮的数量片上浮的数量项目项目烧杯烧杯小圆形小圆形叶片叶片加富含加富含CO2的清水的清水光照光照强度强度叶片浮叶片浮起数量起数量甲甲10片片20 mL强强多多乙乙10片片20 mL中中中中丙丙10片片20 mL弱弱少少在做植物实验的暗室内，为了尽可能地降低植物光合作用的强度，最好安装()A红橙光灯 B绿光灯C白炽灯 D蓝光灯5解析本题考查学生运用光合作用知识分析实验设计的能力，叶绿素主要吸收红橙光、蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。这些色素所吸收的光能，都能用于光合作用。光合作用不吸收或很少吸收绿光，绿光下植物光合作用强度最低，题目中要求“尽可能地降低植物光合作用的强度”，当然就