捕获光能的色素和结构课件

第4节能量之源－－光与光合作用一、捕获光能的色素和结构纸层析法1．实验原理提取：别离：别离方法：无水乙醇；层析液色素不溶于水，而溶于有机溶剂各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之那么慢，从而使各种色素相互别离。SiO2:有助于研磨更充分CaCO3：使用的试剂和用品防止色素被破坏无水乙醇、层析液一、绿叶中色素的提取和别离方法步骤：4.别离绿叶中的色素3.画滤液细线2.制备滤纸条1.提取绿叶中的色素5.观察与记录实验步骤：〔一〕提取色素：1.研磨材料:5g新鲜绿叶药品SiO2——使研磨充分CaCO3

—中和酸性物质，防止色素被破坏10ml无水乙醇—溶解色素原理：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。一、绿叶中色素的提取和别离

进行快速、充分的研磨2.过滤：将研磨液迅速倒入玻璃漏斗〔基部放置单层尼龙布〕，获取绿色滤液，及时用棉塞将试管口封严。过滤叶脉及二氧化硅等防止乙醇挥发,叶绿素氧化分解〔二〕.制备滤纸条画铅笔细线将枯燥的定性滤纸剪成稍小于试管长与直径的滤纸条，将一端减去两角，并在距这一端1厘米处用铅笔画一条细线。

剪角的目的：防止两侧色素扩散快，色素带不整齐铅笔线〔三〕.画滤液细线用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀划出一条细线，滤液细线要求：细、齐、直。

待滤液干后，重复1-2次，目的：积累更多色素，使色素别离效果更明显。防止色素带重叠、影响别离效果4.别离色素：取适量层析液倒入烧杯中，将滤纸条轻插入层析液中〔滤液细线不能触及层析液，以防止色素溶解于层析液中而无法别离〕，用培养皿盖住〔防止层析液挥发〕。插滤纸条层析液培养皿5.观察与记录叶绿素类胡萝卜素〔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〕绿叶中的色素叶片为什么往往是绿色的？绿叶中的色素主要吸收红光和蓝紫光叶绿素溶液叶绿素：吸收蓝紫光和红光类胡萝卜素：吸收蓝紫光叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱叶绿体色素具有吸收光能的作用3.别离结果〔1〕叶片呈现绿色的原因是什么？〔2〕为什么许多植物到了秋天叶子就变黄了？红叶是怎么回事呢？绿叶几乎不吸收绿光，把绿光反射出来呈现绿色

叶绿素不稳定，低温把叶绿素分解，使叶片呈现类胡萝卜的颜色

红叶是由叶子的花青素和胡萝卜素引起的〔3〕根据不同色素对不同波长的光的吸收不同的特点，想一想温室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜或补充光源？白色最好，其次是红光或蓝光，最次是绿光第4节能量之源－－光与光合作用二、光合作用原理和应用一段时间后一段时间后一、1771年普利斯特利实验普利斯特利实验结论：植物可以更新空气。二、1779年，荷兰的英格豪斯结论1：只有在光下植物才能更新空气。结论2：植物体的绿叶在光下才能更新空气。普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功1845年，德国科学家梅耶指出：植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。光能转换成化学能，贮存于什么物质中呢？光合作用吸收CO2

，释放O2

，还可能消耗了H2O

，那么最终的产物应该是什么呢？三、1864年,德国植物学家萨克斯实验绿色叶片黑暗处理曝光遮光碘蒸汽不变蓝48小时2小时变蓝结论：1.光合作用的产物是淀粉2.光合作用需要光2023/11/13氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所实验结论：(1)选材之妙：(2)排除干扰：(3)观测指标：(4)实验对照：实验巧妙之处：水绵有带状叶绿体，螺旋分布在细胞中，便于观察和分析。将临时装片放在黑暗和无空气的环境中是为了排除环境中光线和O2

的影响。通过极细光束照射和好氧细菌的分布进行检测，能够准确判断出水绵细胞中产生O2的部位。进行黑暗(局部光照)和曝光的比照实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的。同位素标记法实验结论：光合作用释放的氧全部来自H2O五、光合作用释放的O2到底是来自H2O，还是CO2呢？C18O2O2CO218O2光照下的球藻悬液20世纪４0年代,美国科学家卡尔文(M.Calvin)1939年美国鲁宾卡门CO2碳的同位素C14CO214(CH2O)+O214CO2+H2O14光能叶绿体产物:淀粉条件:光1771年，英国普利斯特利原料:水1880年，美国恩格尔曼20世纪30年代，美国鲁宾与卡门1864年，德国萨克斯1664年，比利时海尔蒙特原料和产物:更新空气(二氧化碳和氧气)产物氧来自于水场所:叶绿体条件:光CO2+H2O光能C6H12O6+O2叶绿体反应物产物条件场所1.场所：叶绿体2.动力：光3.原料：二氧化碳水4.产物：糖类氧气

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、光合作用总反响式：CO2+H2O光能叶绿体〔CH2O)+O2二、光合作用的场所、动力、原料、产物：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?捕获光能的结构结构：外膜、内膜、基粒、基质叶绿体含光合色素含光合作用有关酶位于基粒的类囊体薄膜上位于基粒上〔少量〕位于基质中〔大量〕二.光合作用过程光反响暗反响划分依据:反响过程是否需要光能光反响在白天可以进行吗？夜间呢？暗反响在白天可以进行吗？夜间呢？有光才能反响有光、无光都能反响H2O类囊体膜酶Pi

＋ADPATP光反响阶段[H]进入叶绿体基质，参与暗反响供暗反响使用H2

O光2[H]+1/2O2酶ADP+Pi+能量ATP物质变化水的光解：ATP的形成：场所：类囊体薄膜光能能量转变：ATP中活泼的化学能暗反响阶段CO2

五碳化合物

C5

CO2的固定三碳化合物

2C3叶绿体基质多种酶糖类ATP[H]场所：叶绿体基质中物质变化：CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的复原：ATP中活泼的化学能能量转变：有机物中稳定的化学能[H]ATP酶(CH2O)+2C3C5叶绿体中的色素H2O

①水的光解O2[H]ADP+Pi

酶②ATPco2C5光反应2c3①固定供氢酶酶供能②还原(CH2O)[糖类]多种酶参加催化暗反应元素转移O元素:H2＊O

＊O2C元素:＊C

O2＊C3＊CH2O四、光合作用的过程光能光反响和暗反响的比较类囊体薄膜叶绿体基质中光、色素、酶、水、ADP、Pi[H]、ATP、酶、

CO2、C52H2O光

4[H]+O2ADP+Pi+能量酶

ATP

CO2+C5

酶

2C3

2C3

ATP、[H]（CH2O）+C5酶光能→ATP中活泼的化学能ATP中活泼的化学能→有机物中稳定的化学能暗反响ADP、Pi光反响[H]、ATP思考：[H]、ATP在叶绿体中的移动方向？类囊体薄膜叶绿体基质中3.探究外界条件变化时C5、C3、[H]等物质含量的变化增加减少减少减少减少增加增加增加增加增加增加增加减少减少减少减少将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的CO2条件下。如果将环境中CO2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C——能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌四、化能合成作用NH3HNO2+能量硝化细菌HNO2HNO3+能量硝化细菌6CO2+6H2OC6H12O6+6O2能量化能合成作用自养生物:以CO2和H2O〔无机物〕为原料合成糖类〔有机物〕糖类中储存着的能量。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。所需的能量来源不同〔光能、化学能〕光能自养生物绿色植物硝化细菌化能自养生物例如人、动物、真菌及大多数的细菌。3.在实验中，叶片下降的原因是什么？叶片上浮的原因是什么？影响叶片上浮的外界因素主要是什么？4.本实验每组小圆形叶片由10片改为3片可以吗？答案1、该实验的自变量是什么？如何控制？2、该实验的因变量是什么？如何表示？一、探究光照强弱对光合作用强度的影响实验2.实验装置分析：5、盛水玻璃柱起什么作用？6、用一组实验装置，通过移动烧杯改变台灯与烧杯的距离来完成该实验可以吗？光照气体温度水分矿质元素—光照强度、光照时间、光质—空气中CO2

浓度—影响酶的活性内因——不同种类植物、不同发育期外因三、影响光合作用的因素细胞呼吸相等大于不再增强

小于光合作用温度或二氧化碳浓度虚线：阴生植物实线：阳生植物〔2〕探究真正光合速率、净光合速率和呼吸速率三者之间的关系净〔表观〕光合作用=真光合作用–呼吸作用1.测量呼吸速率？黑暗条件下，测量密闭容器中CO2增加量、O2减少的量、有机物减少量测量净光合速率？将植物置于光下，测密闭容器中CO2减少的量、O2增加的量、有机物增加的量〔干重〕产生、生成量释放、增加量固定、利用量吸收量、减少量制造、生产、合成、积累量、净生产量生成的量这株植物在光下1小时光合作用共产生

克葡萄糖该叶片在10℃、5000勒克斯的光照条件下，每小时光合作用所产生的氧气量是

mg.。。。那么1小时积累的葡萄糖是

克。

根据关键字来判断是总光合还是净光合？在25℃条件下，这株植物在充分光照下1小时总共制造葡萄糖

克。总光合量总光合量净光合量总光合量将某绿色植物置于密闭玻璃罩内，黑暗处理1h，罩内CO2含量增加了25mg；再给以1h的充足光照，罩内CO2减少了36mg，那么后一个小时光合作用固定了CO2____________mg。25+36=612.光的波长影响〔光质〕色素吸收可见光中的红光和蓝紫光最多，吸收绿光最少。白光的光合效率比单色光高。3.光照时间的影响光照时间越长，产生的光合产物越多。措施：延长光合作用时间一天的时间光合作用效率O光照强度121311光合作用效率与光照强度、时间的关系ABCDE1015142、二氧化碳浓度对光合作用的影响〔1〕CO2作用曲线

二氧化碳含量很低时，绿色植物不能制造有机物。

在一定的浓度范围内,光合作用速率随CO2的浓度增大而加快，超过一定浓度光合作用速率趋于稳定。ACO2浓度光合速率0B⑵在生产上怎样提高CO2的浓度？①大田措施——通风透光〔正其行、通其风〕②温室措施——施用气体肥，提高CO2浓度③农田使用农家肥料，可以使土壤中微生物的数量增多，活动增强，分解有机物，放出二氧化碳3．温度对光合作用速率的影响(1)温度主要通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。(2)应用：冬季，温室栽培可适当提高温度；晚上可适当降低温度，以降低细胞呼吸消耗有机物。

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