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文档简介
二光合作用的原理和应用第4节能量之源——光与光合作用基质类囊体基粒酶色素知识回顾外膜内膜年代科学家结论1771普利斯特利1779英格豪斯1845R.梅耶1864萨克斯1939鲁宾卡门20世纪40年代卡尔文一、光合作用的探索历程植物可以更新空气只有在光照下只有绿叶才可以更新空气植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来绿色叶片光合作用产生淀粉光合作用释放的氧来自水光合产物中有机物的碳来自CO2普利斯特利(英)实验1771
萨克斯(德)实验1864
暗处理光照酒精脱色碘蒸气处理
20世纪30年代,鲁宾和卡门(美)的同位素标记实验:C18O2O2H2OCO218O2H218O经过前面的研究,我们已经知道绿色植物的叶片在光照下,吸收二氧化碳和水,产生氧气和有机物。这些变化是发生在植物叶片细胞的那种结构中的呢?1887年恩格尔曼的实验光合作用原料、产物、条件、场所各是什么?CO2+H2O光能叶绿体(CH2O)+O2CO2和H2O、(CH2O)和O2、光、叶绿体捕获光能的色素和结构1、提取绿叶的色素
原理:色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中,所以可用无水乙醇提取色素。称取5g的绿叶,剪碎,放入研钵中。一、绿叶中色素的提取和分离(二氧化硅有助于研磨得充分,碳酸钙可防止研磨中色素被破坏。)少许二氧化硅和碳酸钙再放入10mL无水乙醇迅速、充分的研磨将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤。收集滤液,封口。制备滤纸条铅笔线画铅笔细线画滤液细线细、直、齐重复2—3次2、分离绿叶中的色素纸层析法原理:不同色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素。层析液培养皿纸层析色素在层析液体中溶解度大,扩散速度快;溶解度小,扩散速度慢。注意:层析液不能没及滤液线(石油醚)叶绿素类胡萝卜素叶绿素a(蓝绿色)叶绿素b(黄绿色)胡萝卜素(橙黄色)叶黄素(黄色)胡爷爱币(1/4)(3/4)3、色素的种类分析:为什么植物春夏叶子翠绿,而深秋则叶片金黄呢?由于叶绿素的含量大大超过类胡萝卜素,而使类胡萝卜素的颜色被掩盖,只显示出叶绿素的绿色由于叶绿素比类胡萝卜素易受到低温的破坏,秋季低温使叶绿素大量破坏,而使类胡萝卜素的颜色显示出来二、色素的作用实验表明: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。色素对绿光吸收最少。光谱仪测定的叶绿素的吸收光谱恩格尔曼在证明了光合作用的放氧部位是叶绿体后,紧接着又做了一个实验:他用透过三棱镜的光照射水绵临时装片,结果见下图:如何解释好氧细菌主要聚集在红光和蓝紫光照射的水绵细胞附近?1.场所:2.动力:3.原料:4.产物:
通过以上的研究和探索,你知道光合作用的场所、动力、原料、产物是分别是什么吗?三、光合作用总反应式:CO2
+H2
*
O光能叶绿体(CH2O)+
*
O2二、光合作用的概念概念: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。你能用一个化学反应式表示出来吗?叶绿体光能二氧化碳水糖类氧气H2O ①水的光解O2[H]
ADP+Pi酶②ATPco2C52c3①固定供氢酶酶供能②还原(CH2O)多种酶参加催化光能光合作用过程图解光反应暗反应类囊体薄膜叶绿体基质H2O
①水的光解O2[H]
ADP+Pi酶②ATP光反应光能条件:光、色素、酶场所:叶绿体类囊体薄膜上反应:水的光解:ATP的合成:光
叶绿体中的色素H2O[H]+O2酶
ADP+Pi+光能ATP光能能量转变:ATP中活跃的化学能光反应阶段H2O
①水的光解[H]
ADP+Pi酶②ATPco2C5光反应2c3①固定供氢酶酶供能②还原(CH2O)多种酶参加催化暗反应光能O2暗反应阶段条件:场所:反应:能量转变:产物:不需光,需多种酶,[H],ATP,CO2叶绿体基质中C3的还原:CO2的固定:CO2+C52C3C3+[H](CH2O)+C5酶ATPADP+Pi(CH2O
)、ADP、PiATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能CO2浓度不变光反应[H]ATPO2C3C5(CH2O)光照减弱
光照增强H2OCO2[H]O2酶多种酶ADP+PiATPC52C3(CH2O)H2O水的光解形成ATPCO2的固定C3的还原(1)光照条件对各种物质合成量的影响:积累、增加消耗、减少光照不变暗反应C3C5[H]ATPO2(CH2O)CO2浓度减少
CO2浓度增加H2OCO2[H]O2酶多种酶ADP+PiATPC52C3(CH2O)H2O水的光解形成ATPCO2的固定C3的还原(2)
CO2浓度条件对各种物质合成量的影响:
整个光合作用过程中的物质变化和能量变化分别是什么?O元素C元素的转移方向如何?物质变化:无机物能量变化:光能转变转变光合作用的实质:有机物糖类等有机物中的化学能元素转移O元素:H2*O
*O2C元素:*C
O2*C3(*CH2O)*C5ATP中活跃的化学能转变26.(广州一模)研究人员进行“利用沼液(含大量氮、磷)培养小球藻去除CO2”的研究,从中寻求减缓温室效应的途径。
(4)给小球藻提供14CO2,可追踪碳元素在光合作用中的转移途径。请写出该途径:
项目光反应暗反应反应场所反应条件物质变化能量变化联系叶绿体的类囊体薄膜上叶绿体的基质上
光、色素、酶ATP、[H]、
酶、CO2光能ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能有机物中稳定化学能光反应为暗反应提供[H]和ATP,暗反应产生ADP和Pi为光反应提供原料小结:光合作用光反应和暗反应的比较水的光解;ATP的合成CO2的固定;C3的还原四、光合作用原理的应用1、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。2、如何提高农作物的产量?五、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。光能自养生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。2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量硝化细菌2HNO2+O22HNO3+能量硝化细菌6CO2+6H2OC6H12O6+6O2能量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。化能自养生物光能自养生物与化能自养生物有什么不同点?所需的能量来源不同(光能、化学能)根据获取有机物的方式不同,可以将生物分为:自养生物异养生物光能自养生物化能自养生物(绿色植物)(硝化细菌等)2.绿色植物在暗处不能放出氧气是因为()A.CO2的固定受阻
B.三碳化合物的还原需要光
C.水的分解不能进行
D.五碳化合物的再生困难C3、光合作用不在叶绿体类囊体薄膜上进行的是(
)A.ADP+Pi+能量ATPB.氧气的产生C.二氧化碳的固定D.[H]的产生C4.下图是小球藻进行光合作用示意图,图中物质A与物质B的分子量之比是()C18O2AH2OCO2BH218O光照射下的小球藻A.1:2B.2:1C.9:8D.8:916O218O2D5.下图是光合作用过程图解,请分析后回答下列问题:①图中B是__
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