光合作用原理和应用实用教案

1、二光合作用(gungh-zuyng)的场所第1页/共30页第一页，共31页。思考：1.好氧细菌容易聚集在O2多的部位，由此得出产生O2部位是什么？光合作用场所(chn su)在哪里？1880年 恩吉尔曼叶绿体第2页/共30页第二页，共31页。1 1 叶绿体的结构叶绿体的结构(jigu)(jigu)和成分和成分1.1 1.1 叶绿体的外部形态叶绿体的外部形态 高等植物叶绿体多呈扁平椭高等植物叶绿体多呈扁平椭球形，主要分布在植物绿色的部分球形，主要分布在植物绿色的部分第3页/共30页第三页，共31页。叶绿体的形态叶绿体的形态(xngti)与分布与分布第4页/共30页第四页，共31页。第5页/共30

2、页第五页，共31页。1.2 1.2 叶绿体的基本结构叶绿体的基本结构 A A）被膜：有外膜和内膜两层）被膜：有外膜和内膜两层 B B）基粒：由类囊体垛叠而成的。光能）基粒：由类囊体垛叠而成的。光能的吸收的吸收(xshu)(xshu)、传递、转换场所。、传递、转换场所。 C C）基质：为叶绿体膜以内的基础物质。）基质：为叶绿体膜以内的基础物质。主要是可溶性蛋白质（酶），是主要是可溶性蛋白质（酶），是CO2CO2固固定与转化场所。定与转化场所。 第6页/共30页第六页，共31页。光合作用需要色素光合作用需要色素(s s)去捕获去捕获光能。光能。正常正常(zhngchng)苗苗白化苗白化苗正常正常(

3、zhngchng)幼幼苗能进行光合苗能进行光合作用制造有机作用制造有机养料。养料。白化苗不能进行光白化苗不能进行光合作用，无法制造合作用，无法制造有机养料。有机养料。第7页/共30页第七页，共31页。2 2 捕获捕获(bhu)(bhu)光能的色素光能的色素2.1 2.1 光合色素的种类光合色素的种类 1 1） 叶绿素：主要有叶绿素叶绿素：主要有叶绿素a a（呈蓝绿（呈蓝绿色）和叶绿色）和叶绿 素素b b（呈黄绿色）（呈黄绿色） 2 2） 类胡萝卜素：主要有胡萝卜素类胡萝卜素：主要有胡萝卜素( (橙黄橙黄色色) )和叶黄素（黄色）和叶黄素（黄色） 3 3）藻胆素：蓝藻、红藻等藻类进行光）藻胆素：

4、蓝藻、红藻等藻类进行光合作用的合作用的 主要色素，常与蛋白质结合为藻胆主要色素，常与蛋白质结合为藻胆蛋白。蛋白。 第8页/共30页第八页，共31页。2.2 2.2 光合色素的分布光合色素的分布1 1）叶片中的分布）叶片中的分布 正常正常(zhngchng)(zhngchng)叶片中叶片中: : A) A) 叶绿素和类胡萝卜素的分子叶绿素和类胡萝卜素的分子比例比例 约为约为3:13:1 B) B) 叶绿素叶绿素a a与叶绿素与叶绿素b b的分子的分子比例也约为比例也约为3:13:1 C) C) 叶黄素与胡萝卜素约为叶黄素与胡萝卜素约为2:12:1 第9页/共30页第九页，共31页。思考思考(sk

5、o)(sko)：下图两叶片中光合色素的分布：下图两叶片中光合色素的分布如何？如何？ 第10页/共30页第十页，共31页。叶绿体中光合色素叶绿体中光合色素(s s)的分布的分布第11页/共30页第十一页，共31页。第12页/共30页第十二页，共31页。2 2 影响叶绿素生物合成的因素影响叶绿素生物合成的因素 因素之一因素之一-光光 例外：藻类、苔藓、蕨类和裸子例外：藻类、苔藓、蕨类和裸子植物植物(zhw)(zhw)的松柏科植物的松柏科植物(zhw)(zhw)，在黑暗中也可以形成一些叶绿素。在黑暗中也可以形成一些叶绿素。因素之二因素之二-温度温度 温度影响酶的活性，从而间接影温度影响酶的活性，从而

6、间接影响叶绿素的合成。一般来说，叶绿素响叶绿素的合成。一般来说，叶绿素形成的最适温度约为形成的最适温度约为3030，其下限是，其下限是2-42-4，上限是，上限是4040。 第13页/共30页第十三页，共31页。因素之三因素之三-矿质元素矿质元素 Mg Mg、N N是叶绿素的组成成分，是叶绿素的组成成分，FeFe、MnMn、CuCu、ZnZn、K K等元素是等元素是叶绿素生物合成有关酶的成分或叶绿素生物合成有关酶的成分或激活剂，这些元素的缺乏激活剂，这些元素的缺乏(quf)(quf)会导致缺绿病。会导致缺绿病。因素之四因素之四-水分水分 缺水影响叶绿素的合成，并缺水影响叶绿素的合成，并促进叶绿

7、素的分解，故缺水会导促进叶绿素的分解，故缺水会导致叶黄。致叶黄。 第14页/共30页第十四页，共31页。叶绿体是进行光合作用的场所.它内部的巨大膜表面上,不仅仅分布着吸收光能的色素分子,还有许多(xdu)进行光合作用所必需的酶第15页/共30页第十五页，共31页。第16页/共30页第十六页，共31页。 认为“植物(zhw)是由土壤汁构成”，即植物(zhw)生长所需物质全部来自土壤。思考(sko)： 他为何能提出这样的问题？土壤究竟为植物的生长提供了什么？第17页/共30页第十七页，共31页。 1642年 海尔蒙特思考：1.1.分析实验(shyn)(shyn)前后柳苗和干土的重量有何 变化？ 2

8、. 2.海尔蒙特通过此实验(shyn)(shyn)得出柳苗的增重只是来自于水，你认为他忽视了哪些因素？忽视(hsh)(hsh)了空气、光照等因素海尔蒙特实验示意图第18页/共30页第十八页，共31页。1771年 普利斯特利思考(sko)(sko)：1.1.请同学们试着描述该实验过程，并思考(sko)(sko)实验遵循了什么原则？第一组：将一根蜡烛罩在玻璃(b l)钟罩内，另一根蜡烛与绿色植物一起罩在玻璃(b l)钟罩内。第二组：将一只老鼠罩在玻璃(b l)钟罩内，另一只老鼠与绿色植物一起罩在玻璃(b l)钟罩内实验中巧妙的进行了对照，植物的有无体现了变量的单一。2.2.当时其他(qt)(qt)

9、科学家也都为普利斯特莱的实验吸引，并重复他的实验，奇怪的是实验有时获得了成功，有时却失败，这是为什么呢？科学家们实验中可能忽视了光照、植物本身、透明玻璃罩等对实验的影响第19页/共30页第十九页，共31页。1779年 英格豪斯 英根豪斯花了三个月的时间，用带叶的枝条作了500次以上的实验（如图)，发现植物在光照下才能(cinng)（释放气体）更新空气。 资料1：在以后的20多年中，在许多科学家的努力(n l)下，特别是经过化学家们的努力(n l)，研究得出空气成分以后，得知英根豪斯提出植物可以更新实空气，实际是产生了氧气的原因。思考：英根豪斯当时为什么只得出植物在光下更新(gngxn)空气，而

10、没有得出产生了氧气？受当时科学技术发展的制约（还未能搞清楚空气的成分）光照 产生气体暗处 不产生气体英格豪斯实验示意图第20页/共30页第二十页，共31页。1864年 萨克斯思考：1.1864年萨克斯欲探究光合作用的产物中有淀粉。现提供一盆正常生长(shngzhng)的绿色植物，黑纸片，酒精、碘液等材料，小组讨论后，请帮助他设计该实验，叙述其实验过程。2.请与萨克斯的实验（实验过程(guchng)如右图)比较，找出你实验中的不足，并完善你的实验设计方案。暗处理几小时酒精脱色滴加碘液一半遮光 一半曝光萨克斯实验示意图第21页/共30页第二十一页，共31页。分析(fnx)萨克斯的实验并思考下列问题

11、：植物先进行暗处理几小时，目的是什么? ?酒精脱色是脱掉绿叶中什么成分(chng fn)? (chng fn)? 碘液染色的目的是什么? ? 该实验是如何(rh)遵循对照原则的？得出什么结论?某小组分别选取了该植物上的两片叶做了同样实验，也得出了该结论，请同学们讨论，该结论可信吗？并提出你的判断依据。消耗掉营养物质避免对实验干扰色素检测是否有淀粉产生叶片一半遮光，一半曝光;植物在光下产生淀粉.第22页/共30页第二十二页，共31页。思考：1.好氧细菌容易聚集在O2多的部位，由此得出(d ch)产生O2部位是什么？光合作用场所在哪里？1880年 恩吉尔曼叶绿体第23页/共30页第二十三页，共31

12、页。2.小组讨论：恩吉尔曼在实验(shyn)的选材上、光照处理等方面有哪些巧妙之处？(1)(1)选材方面，选用水绵为实验材料。水绵叶绿体呈带状, , 大而明显, ,便于观察(gunch)(gunch)。选用好氧细菌检测，能够准确判断出水绵细胞中释放氧的部位。(2)(2)选用了极细光束照射，黑暗( (局部光照) )和曝光对比实验。3.某兴趣小组用透过三棱镜的光线照射水绵临时装片，惊奇发现大量(dling)好氧细菌聚集在红光和蓝光区域，从这一结果中你能推导出什么结论？叶绿体主要吸收红光和蓝光，用于光合作用，放出O2第24页/共30页第二十四页，共31页。请同学(tng xu)们回答：1.1.光合作

13、用(gungh-zuyng)(gungh-zuyng)原料、场所、条件、产物各是什么？试写出反应方程式：2.在上述基础上请用简洁语言(yyn)给光合作用下定义。在（光照) )条件下，在绿色植物的( (叶绿体) )中, , 把( (二氧化碳和水) )转化为( (淀粉同时释放氧气) )，这个过程叫光合作用 CO2+H2O光能叶绿体(CH2O)+O2COCO2 2和H H2 2O O 、叶绿体、光、（CHCH2 2O O）和O O2 2第25页/共30页第二十五页，共31页。1940年，鲁宾和卡门（同位素标记(bioj)法） 右图为鲁宾和卡门利用同位素标记(bioj)法进行的实验示意图。图中A物质与

14、B物质相对分子质量的比是（ ）A. 1：2 B. 8：9 C. 2：1 D.9：8BACO2H218O光照射下的小球藻悬液C18O2H2OD阅读课本P62，同位素标记法研究光合作用中物质转移途径完成下列(xili)习题，并感悟同位素标记法在科学研究中的应用感知：美国科学家卡尔文运用该研究方法对光合作用过程进行了详细的研究，并取得了丰硕的成果。第26页/共30页第二十六页，共31页。 一种方法：实验 一种精神：科学家 一种期待(qdi)：超越我的感悟(gnw)：第27页/共30页第二十七页，共31页。你的想法(xing f)1.从人类对光合作用探究历程来看，生物学的发展与物理学和化学有什么联系(linx)?与技术手段的进步有什么关系？2.分析人类对光合作用的探究历程(lchng)，你还有哪些感悟？请与同学交流。3.请课后登陆相关网站查询在光合作用探究的历程中还有哪些科学家作出了贡献，打印出来与同学们交流。第28页/共30页第二十八页，共31页。 放射性同位素可以用于追踪物质的运行和变化规律。放射性同位素标记的化合物，化学性质不变。科学家通过(tnggu)追踪放射性同位素标记的化合物可以弄清化学反应的详细过程，这种方法叫做同位素标记法。第29页/共30页第二十九页，共31页。谢谢您的观看(gunkn)！第30页/共30页第三十页，共31页。