光与光合作用

1、光与光合作用第1页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一第4节 能量之源光与光合作用一、捕获光能的色素和结构二、光合作用的原理和应用第2页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一白化苗正常苗第3页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一叶绿体中色素的提取和分离 一、捕获光能的色素和结构(一)实验1.实验原理：2.实验步骤：3.实验结果：4.注意事项：第4页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一1.实验原理:（1）为什么用无水乙醇提取绿叶中的色素而不用水提取色素？若实验室中没有无水乙醇，能否用其它有机溶剂代替？ 绿叶中的色素溶于

2、无水乙醇等有机溶剂，但不溶于水。能第5页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一（2）将绿叶中色素分离的方法和原理方法：原理：绿叶中的色素能溶解在 中，且不同的色素在 的 不同： 高的随 在 上扩散得快；反之则慢。几分钟之后，绿叶中的色素会随着 在 上的扩散而分离开。纸层析法层析液中层析液中溶解度溶解度层析液滤纸层析液滤纸第6页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一（1）提取色素：研磨，加少许的石英砂和碳酸钙无水乙醇，快速研磨将研磨液进行过滤剪碎叶片，放入研钵中第7页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一制备滤纸条画滤液细线纸层析层析液（2）

3、分离:第8页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一4.注意事项1.选材时应注意选择鲜嫩、色浓绿。2.画滤液细线时应以细、齐、直为标准，重复2-3次。3.层析时不要让滤液细线触及层析液，加盖。第9页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一叶绿素类胡萝卜素（含量约3/4）（含量约1/4）叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）绿叶中的色素讨论：1.滤纸条上有几条不同颜色的色带？3.实验结果：2.其排序怎样？宽窄如何？这说明了什么？第10页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一色素种类颜色含量在层析液中的溶解度扩散速度主

4、要吸收的可见光作用蓝绿色黄绿色黄色橙黄色叶绿素类胡萝卜素3414叶绿素a叶绿素b叶黄素胡萝卜素最多较多最少较少最小最大较大较小最快最慢较快较慢红光蓝紫光蓝紫光吸收、传递、转化光能第11页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光（二）光合色素的吸收光谱第12页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱类胡萝卜素：吸收蓝紫光叶绿素：吸收蓝紫光和红光第13页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一基粒外膜内膜基质类囊体(有色素和酶)(含有酶、DNA)(三)叶绿体的结构类囊体(增加膜面积)第14

5、页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一材料：水绵、好氧菌(四)叶绿体的功能恩格尔曼实验方法：结论：氧气是叶绿体释放出来的。叶绿体是光合作用的场所。光合作用需要光能第15页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一黑暗、无空气环境 极细光束照射完全曝光好氧菌只集中在叶绿体被光束照射到的地方好氧菌集中在叶绿体所有受光部位光束完全曝光极细光束照射第16页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一材料：水绵、好氧细菌(四)叶绿体的功能恩格尔曼实验方法：结论：氧气是叶绿体释放出来的。叶绿体是光合作用的场所。光合作用需要光能第17页，共58页，2022年，5

6、月20日，17点15分，星期一、实验材料选择a 和b 。a的优点是 ；b的优点是 。、没有空气的黑暗环境排除了 和 干扰。、用极细的光束照射，叶绿体上可分为 和 的部位，相当于一组 实验。、临时装片暴露在光下的实验再一次 。水绵好氧细菌叶绿体呈螺旋式带状，便于观察可确定释放氧气多的部位氧气光光照多光照少对比验证实验结果思考：第18页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一二、光合作用的原理和应用(一)光合作用的探究历程(二)光合作用的过程三、光合作用原理的应用第19页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一年代科学家结论与观点1771普利斯特利植物可以更新空气1

7、779英格豪斯只有在光照下只有绿叶才可以更新空气1845R.梅耶植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来1864萨克斯绿色叶片光合作用产生淀粉1880恩格尔曼氧由叶绿体释放出来。叶绿体是光合作用的场所。1939鲁宾、卡门光合作用释放的氧来自水。20世纪40代卡尔文光合产物中有机物的碳来自CO2(一)光合作用的探究历程第20页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一一段时间后一段时间后1. 普利斯特利实验(一)光合作用的探究历程第21页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一结论：植物可以更新空气1.普利斯特利实验第22页，共58页，2022年，5月20日，1

8、7点15分，星期一（置于暗处几小时）思考：目的是什么？一半遮光一半曝光为了使绿叶中原有的有机物消耗殆尽2.萨克斯的实验第23页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一绿色叶片黑暗处理一半曝光一半遮光变蓝没有变蓝碘蒸汽处理绿色叶片在光的作用下产生了淀粉,光合作用需要光结论:2.萨克斯的实验第24页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一第一组结论：光合作用产生的O2来自于H2O。H218OCO2H2OC18O2第二组18O2O23.美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）第25页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一光反应暗反应(二)光合作用的过程根据

9、是否需要光，光合作用的过程可以概括地分为 和 两个阶段。第26页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一叶绿体色素2H2O水的光解叶绿体色素O2HADP Pi酶ATP2C3多种酶参加催化供氢供能还原CH2O暗反应光反应CO2C5固定色素光能第27页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一1.光反应阶段酶光、色素、叶绿体内的类囊体膜上水的光解：H2O H + O2光能 酶（还原剂）ATP的合成：ADPPi 能量（光能） ATP酶条件 ：场所：物质变化：能量变化：光能转变为ATP中活跃的化学能光反应色素ADP+PiATP2H2OO2酶吸收光解光能4H第28页，共58

10、页，2022年，5月20日，17点15分，星期一2.暗反应阶段CO2的固定：CO2C5 2C3酶C3的还原：ATPH 、ADP+Pi叶绿体的基质中多种酶、条件：场所：物质变化：能量变化： ATP中活跃的化学能转变为糖类等 有机物中稳定的化学能2C3酶H 、ATP2C3CH2OC5多种酶固定还原CO2ADP+PiATP酶能H暗反应糖类(CH2O)第29页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一光反应阶段暗反应阶段进行部位条件物质变化能量变化联系叶绿体类囊体薄膜上 叶绿体基质中光、色素和酶不需光、多种酶、ATP、H光反应为暗反应提供还原剂H和能量ATP暗反应产生的ADP和Pi为光反

11、应合成ATP提供原料水的光解 2H2O4H+O2合成ATP ADP+Pi ATP光 酶光能CO2的固定CO2+C5 2C3C3的还原 2C3 (CH2O) 酶 酶ATP H3.光反应阶段和暗反应阶段的比较ATP中活 跃化学能光能ATP中活 跃化学能有机物中稳定化学能第30页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一4.光合作用的反应、概念：光能叶绿体CO2+H2O* （CH2O）+O*26CO2+12H2O C6H12O6+6O2+6H2O光能叶绿体场所：能量：物质：通过叶绿体把光能转变成化学能储存把CO2和H2O转变成有机物，释放出O2第31页，共58页，2022年，5月20日

12、，17点15分，星期一5.原料和产物的对应关系：（CH2O）CHOCO2CO2H2OO2H2O能量的转移途径：碳的转移途径：光能ATP中活跃的化学能(CH2O)中稳定的化学能CO2C3（CH2O）第32页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一6.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。如硝化细菌、硫细菌。光能自养生物化能自养生物所

13、需的能量来源不同（光能、化学能）第33页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一化能合成作用 2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量 2HNO2+O2 2HNO3+能量 能量6CO2+6H2O (CH20)+6O2硝化细菌的化能合成作用第34页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：图中A是_,B是_,它来自于_的分解。图中C是_，它被传递到叶绿体的_部位，用于_ 。图中D是_，在叶绿体中合成D所需的能量来自_图中G_,F是_,J是_图中的H表示_， H为I提供_光H2OBACDE+PiFGCO2JHI2水H基

14、质用作还原剂，还原C3ATP色素吸收的光能光反应H和ATP色素C5化合物C3化合物糖类第35页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一光照和CO2浓度变化对植物细胞内C3、C5、H、ATP、O2、(CH2O)ADP+PiATP叶绿体中的色素H2O O2H酶酶多种酶C5CO22C3(CH2O)供氢酶短时间内变化C3C5HATPO2(CH2O)光照增强光照减弱CO2增多减少CO2第36页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一光合作用和细胞呼吸气体代谢特点只有呼吸作用呼吸作用光合作用1.黑暗:2.很弱光照:3.一定光照:4.较强光照:呼吸作用光合作用呼吸作用光合作用

15、第37页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一三、影响光合作用强度的因素及相关原理的应用 （一）光合作用强度表示方法：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。植物在单位时间内通过光合作用产生O2的数量植物在单位时间内通过光合作用吸收CO2的数量。第38页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一 CO2+H2O （CH2O）+O2光能叶绿体(色素、酶）Mg、N等矿质元素；酶的活性受温度等影响。光照强度、光质、光照时间；气体反应物作为反应物和反应的媒介；水分气孔关闭CO2供应（二）影响光合作用的因素第39页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期

16、一2.外部因素反应条件：光、温度、必需矿质元素反应原料： CO2浓度、水1.内部因素植物种类不同同一植物在不同的生长发育阶段同一植物在不同部位的叶片叶龄 影响光合作用的因素有哪些？第40页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一（1）叶龄OA段幼叶。随幼叶的不断生长，叶面积增大，叶绿体增多，叶绿素含量增加，光合速率增加。AB段壮叶。叶片面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率稳定。BC段老叶。随叶龄的增加，叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。 应用措施：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶。可降低其呼吸作用消耗有机物。 第41页，共58页，2022年，5月20日，17点15

17、分，星期一AB光照强度0吸收CO2阳生植物阴生植物B：光补偿点C：光饱和点C释放CO2（2）光照强度与光合作用强度关系A：细胞呼吸强度净光合速率总光合速率细胞呼吸速率总光合速率=净光合速率+呼吸速率第42页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一a点：凌晨3-4点时，温度降低，呼吸作用减弱， CO2释放减少。b点：早上6点左右，太阳出来，开始进行光合作用。bc段点：光合速率 呼吸速率。ef段点：光合速率 呼吸速率。fg段点：太阳落山，停止光合作用，只进行呼吸作用。第43页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一应用措施：阳生植物应种植在阳光充足的地方，阴生植物应

18、种植在荫蔽的地方；光强必须达到一定值(一般应该大于光补偿点)。分析光下的植物突然停止光照后，其体内的C5化合物和C3化合物的含量如何变化？停止光照光反应停止H ATP还原受阻C3 C5 第44页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一（3）光质对光合作用强度的影响光合色素的吸收光谱光质(光的波长)复色(白色)光 最好红光 其次蓝紫光 次之绿光 最差影响第45页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一（4）矿质营养对光合作用强度的影响N：光合酶及NADP+和ATP的重要组分P：NADP+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

19、：叶绿素的重要组分N、P、K等元素应用：超过一定浓度，会导致土壤溶液浓度过高而导致植物渗透失水。适时、适量施肥。第46页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一1.适时播种2.温室栽培时,白天适当提高温度,晚上适当降温（增加昼夜温差）。温度会直接影响酶的活性光合速率温度10203040500ABC（6）温度第47页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一b点:CO2的补偿点c点:CO2的饱和点 ab: CO2太低，农作物消耗光合产物； bc: 随CO2的浓度增加，光合作用强度增强； cd: CO2浓度再增加，光合作用强度保持不变； de: CO2浓度超过一定限度

20、，将引起原生质体中毒或气孔关闭，抑制光合作用。acbde（7）CO2浓度对光合作用强度的影响第48页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一措施： 多施有机肥或农家肥； 大田生产“正其行，通其风”，即为提高CO2浓度、增加产量； 释放一定量的干冰或给植物浇碳酸饮料(施NH4HCO3)。应用：温室栽培时适当提高CO2的浓度第49页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一光合作用强度O时间：盛夏A 7 10 12 14 18预防干旱，合理灌溉1.水是光合作用的原料2.水是体内各种化学反应的介质3.水还影响气孔的开闭,间接影响CO2进入植物体(8)水第50页，共58页，2022年，5月20日，17点15分，星期一光合作用及呼吸作用在提高作物产量方面的主要应用途径措施或方法延长光照时间补充光照增大光合作用面积间作、合理密植提高光合作用效率控制适宜光强、提高CO2浓度(如通风)、合理施肥(供应适量必需矿质元素)提高净光合作用速率维持适当昼夜温差(白天适当升