能量之源光与光合作用文科优秀PPT.ppt

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1、能量之源光与光合作用文科现在学习的是第1页，共37页问题探探讨 有些蔬菜在棚内悬挂发红色或蓝色光的灯管,并且在白天也开灯。讨论：讨论：1 用这种方法有什么好处？不同颜色的光照对植物的光合作用会有影响吗？2 为什么不使用发绿色光的灯管作补充光源？现在学习的是第2页，共37页一、捕获光能的色素和结构 实验：绿叶中色素的提取和分离 原理：绿叶中的色素可以溶解在无水乙醇中，可以用来提取色素。色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸上的扩散速度有差别，溶解度高的随层析液在滤纸条上扩散得快，可以用来分离色素。（一）捕（一）捕获光能的色素光能的色素现在学习的是第3页，共37页方法与步骤：方法与步骤：称取5g左右的

2、鲜叶，剪碎，放入研钵中。加少许的石英砂（充分研磨）和碳酸钙(中和细胞中的酸，防止镁从叶绿素分子中移出)与10ml无水乙醇。在研钵中快速研磨。将研磨液进行过滤。现在学习的是第4页，共37页实验结果：实验结果：现在学习的是第5页，共37页胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b现在学习的是第6页，共37页1 1、绿叶中的色素有、绿叶中的色素有4 4种，可以归纳为两类：种，可以归纳为两类：绿叶中的色素绿叶中的色素叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素（含量约（含量约3/4）（含量约（含量约1/4）叶绿素叶绿素a（蓝绿色）（蓝绿色）叶绿素叶绿素b（黄绿色）（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）胡萝卜素

3、（橙黄色）叶黄素（黄色）叶黄素（黄色）现在学习的是第7页，共37页思考思考：1.绿叶中的色素是怎样被提取出来的？又是怎样绿叶中的色素是怎样被提取出来的？又是怎样被分离开的？被分离开的？2.滤纸上的滤液细线，为什么不能触及层析液？滤纸上的滤液细线，为什么不能触及层析液？3.3.滤纸上的色素由上到下的顺序是什么？每种色滤纸上的色素由上到下的顺序是什么？每种色素的颜色是？素的颜色是？现在学习的是第8页，共37页叶绿素溶液叶绿素溶液吸收可见光，用于光合作用吸收可见光，用于光合作用2.2.色素的功能：色素的功能：现在学习的是第9页，共37页叶绿体中的吸收光谱叶绿体中的吸收光谱现在学习的是第10页，共37

4、页色素的吸收光谱图色素的吸收光谱图 400 500 600 700nm 400 500 600 700nm 1001005050吸收光能百分比叶绿素类胡萝卜素可 见 光 区叶叶绿绿素素：吸吸收收蓝蓝紫紫光光和和红红光光类类胡胡萝萝卜卜素素：吸吸收收蓝蓝紫紫光光现在学习的是第11页，共37页叶绿素叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b b主要吸收主要吸收蓝紫光蓝紫光和和红光红光，胡，胡萝卜素和叶黄素主要吸收萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光蓝紫光。注注：因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射：因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片才呈现回来，所以叶片才呈现绿色绿色。结论：结论：问题：这些捕获光能的色

5、素存在于细胞中的什问题：这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位？么部位？现在学习的是第12页，共37页18171817年，两位法国科学家首次从植物中分离出叶年，两位法国科学家首次从植物中分离出叶绿素，当时并不清楚叶绿素在植物细胞中的分布绿素，当时并不清楚叶绿素在植物细胞中的分布情况。情况。18651865年，德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光合年，德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光合作用中的功能时，发现叶绿素并非普遍分布在植作用中的功能时，发现叶绿素并非普遍分布在植物的整个细胞中，而是集中在一个更小的结构里，物的整个细胞中，而是集中在一个更小的结构里，后来人们称之为后来人们称之为叶绿体叶绿体。（

6、二）捕获光能的（二）捕获光能的结构结构 叶绿体叶绿体现在学习的是第13页，共37页叶叶绿绿体体结结构构模模式式图图外膜外膜内膜内膜基粒基粒基质基质基粒由一个个圆饼状基粒由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成。的囊状结构堆叠而成。而每个基粒都含有两而每个基粒都含有两个以上的类囊体，多个以上的类囊体，多者可达者可达100个以上。个以上。这些囊状结构称为这些囊状结构称为类囊体。吸收光能类囊体。吸收光能的四种色素就分布的四种色素就分布在类囊体的薄膜上。在类囊体的薄膜上。叶绿体内有如此多的基叶绿体内有如此多的基粒和类囊体，极大地扩粒和类囊体，极大地扩大了受光面积。大了受光面积。现在学习的是第14页，共37页2

7、、色素存在部位、色素存在部位吸收光能的四种色素就分布在类囊体的薄膜上。吸收光能的四种色素就分布在类囊体的薄膜上。1、类囊体基粒由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成。而每个基粒由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成。而每个基粒都含有两个以上的类囊体，多者可达基粒都含有两个以上的类囊体，多者可达100个以上。个以上。这些囊状结构称为类囊体。这些囊状结构称为类囊体。现在学习的是第15页，共37页 资料分析：叶绿体的功能资料分析：叶绿体的功能1装片中好氧细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中。装片中好氧细菌分布在叶绿体所有受光部位的周围。氧是由叶绿体释放出来的，氧是由叶绿体释放出来的，叶叶绿体绿体是光合作用的场所。

8、是光合作用的场所。2结论：结论：叶绿体的被叶绿体的被光束照射到的部位光束照射到的部位是光合作用的场所是光合作用的场所结论：结论：现象：现象：没有没有空气空气黑暗黑暗 极极 细细 光光 束束 完完 全全 光光 照照现在学习的是第16页，共37页讨论：讨论：恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处？恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处？（1 1）、用水绵作实验材料，有）、用水绵作实验材料，有细而长的带状叶绿体细而长的带状叶绿体，螺，螺旋状分布在细胞中，便于观察和分析研究。旋状分布在细胞中，便于观察和分析研究。（2 2）、将临时装片置于黑暗且没有空气的环境中，排）、将临时装片置于黑暗且没有空气的环境中，排除

9、了环境中除了环境中光线和光线和O2的影响，从而确保实验能顺利进行。的影响，从而确保实验能顺利进行。（3 3）、用极细的光束照射，并且用好氧菌进行检测，能）、用极细的光束照射，并且用好氧菌进行检测，能准确的判断水绵准确的判断水绵细胞中放细胞中放O2 部位。部位。（4 4）、进行黑暗（局部光照）与曝光的）、进行黑暗（局部光照）与曝光的对照实验对照实验，从而，从而明确实验结果完全是由光照引起的。明确实验结果完全是由光照引起的。现在学习的是第17页，共37页（三）叶绿体的功能（三）叶绿体的功能叶绿体叶绿体是进行光合作用的场所，它内部的巨是进行光合作用的场所，它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能

10、的大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色色素分子素分子，还有许多进行光合作用所必需的，还有许多进行光合作用所必需的酶酶。现在学习的是第18页，共37页二、光合作用的原理和应用（一）光合作用的概念（一）光合作用的概念（教材（教材P101P101第一段前第一段前3 3行）行）指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二指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，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。并且释放出氧气的过程。现在学习的是第19页，共37页（二）光合作用探索历程（二）光合作用探索历程五年后五年后16421642年，海尔蒙特年，海尔蒙特(J.B.va

11、n Helmont)(J.B.van Helmont)柳树增重柳树增重 74.47 kgkg土壤减少土壤减少 0.06 kgkg水分水分是建造植物体的是建造植物体的唯一唯一原料原料2.5 Kg现在学习的是第20页，共37页思思维探究探究 17711771年年 英国普利斯特利英国普利斯特利 证实：证实：植物可更新污浊的空气。植物可更新污浊的空气。有人认为植物能使空气变污浊？有人认为植物能使空气变污浊？光合作用光合作用光光现在学习的是第21页，共37页 17791779年荷兰英格豪斯年荷兰英格豪斯证实：证实：只有在光照下，绿叶才能更新空气。只有在光照下，绿叶才能更新空气。18451845年德国梅耶

12、年德国梅耶证实：证实：植物在光合作用时把光能转换成化学能储存起来了。植物在光合作用时把光能转换成化学能储存起来了。18641864年年 德国德国 萨克斯萨克斯证实证实:光合作用产生了淀粉光合作用产生了淀粉遮光曝光加碘变深蓝色加碘变深蓝色没有颜色变化没有颜色变化现在学习的是第22页，共37页19391939年，美国年，美国 鲁宾和卡门鲁宾和卡门 同位素标记法同位素标记法证实：光合作用中产生的氧气来自于水H2O18CO218O2H2OCO218O218801880年年 美国美国 恩格尔曼恩格尔曼 用水绵和好氧细菌用水绵和好氧细菌叶绿体是进行光合作用的场所叶绿体是进行光合作用的场所光合作用产生氧气光

13、合作用产生氧气 现在学习的是第23页，共37页同位素标同位素标记法记法2020世纪世纪4040年代年代 美国美国 卡尔文用小球藻卡尔文用小球藻证实：证实：光合作用中，二氧化碳中的碳转化为有机物中的碳，光合作用中，二氧化碳中的碳转化为有机物中的碳，这一途径称卡尔文循环这一途径称卡尔文循环现在学习的是第24页，共37页年代年代科学家科学家结论结论17711771普利斯特利普利斯特利植物可以更新空气植物可以更新空气17791779英格豪斯英格豪斯只有只有在光照下在光照下只有绿叶才可以更新空只有绿叶才可以更新空气气18451845R.R.梅耶梅耶植物在光合作用时植物在光合作用时把光能转变成了化把光能转

14、变成了化学能学能储存起来储存起来18641864萨克斯萨克斯绿色叶片光合作用绿色叶片光合作用产生淀粉产生淀粉18801880恩格尔曼恩格尔曼氧氧由叶绿体释放出来。由叶绿体释放出来。叶绿体叶绿体是光合是光合作用的场所。作用的场所。19391939鲁宾鲁宾 卡门卡门光合作用释放的光合作用释放的氧氧来自来自水水。2020世纪世纪4040代代卡尔文卡尔文光合产物中有机物中的光合产物中有机物中的碳碳来自来自COCO2 2现在学习的是第25页，共37页原料：原料：二氧化碳二氧化碳 水水产物：产物：糖类糖类 氧气氧气场所：场所：叶绿体叶绿体条件：条件：光光 多种酶多种酶光合作用的原料、产物、场所、条件是什么

15、？光合作用的原料、产物、场所、条件是什么？思考与讨论：思考与讨论：现在学习的是第26页，共37页（三）光合作用化学反应式：（三）光合作用化学反应式：（四）光合作用过程（四）光合作用过程光能光能叶绿体叶绿体CO2 2 +H2 2*O （CH2 2O)+*O2 2（1）光合作用分为哪几个阶段？分类依据是什么？）光合作用分为哪几个阶段？分类依据是什么？（2）每个阶段反应的条件、场所、物质变化、）每个阶段反应的条件、场所、物质变化、能量变化如何？能量变化如何？现在学习的是第27页，共37页1 1、光、光 反反 应应（1 1）条件：）条件：叶绿体叶绿体中的色中的色素素光能光能H2O水在光下分解水在光下分

16、解O2H光、酶、色素光、酶、色素光、酶、色素光、酶、色素（3 3）过程：）过程：（2 2）场所：）场所：类囊体的薄膜上类囊体的薄膜上类囊体的薄膜上类囊体的薄膜上物质变化物质变化H2O光H+O2ADP+Pi+光能光能酶ATP能量变化能量变化能量变化能量变化光能光能光能光能ATP中活跃化学能中活跃化学能ADP+Pi酶酶ATP现在学习的是第28页，共37页2 2、暗、暗 反反 应应co2C5 固固 定定2c3H供氢供氢酶酶(CH2O)糖类糖类（2）场所：）场所：（1）条件：）条件：（3）过程：）过程：叶绿体内的基质叶绿体内的基质叶绿体内的基质叶绿体内的基质酶、酶、酶、酶、HH、ATPATP多种酶多种

17、酶参加催化参加催化co2+C5酶2c32c3酶(CH2O)C5H ATPATP酶ADP+Pi+能量能量物物质质质质变变变变化化化化能量变化能量变化能量变化能量变化ATPATP中活跃的化学能转化为中活跃的化学能转化为中活跃的化学能转化为中活跃的化学能转化为糖类糖类糖类糖类中稳定的化学能中稳定的化学能中稳定的化学能中稳定的化学能 还还 原原酶酶ATP供能供能ADP+Pi2 2班班现在学习的是第29页，共37页色素分子色素分子可见光可见光C52C3ADP+PiATPH2OO2H多种酶多种酶酶酶(CH2O)CO2吸收吸收光解光解固定固定还原还原酶酶光反应光反应暗反应暗反应3 3、光合作用总过程：、光合

18、作用总过程：现在学习的是第30页，共37页光反应光反应H2O H+O2+Pi+光能光能ATP酶酶ADP水的光解：合成ATP：暗反应暗反应C C3 3的还原：2C2C3 3+H (CH+H (CH2 2O)+CO)+C5 5酶ATPCOCO2 2的固定：CO2+C5 2C3酶总结：总结：现在学习的是第31页，共37页光合作用中元素的去向：光合作用中元素的去向：能量的转移途径：能量的转移途径：碳的转移途径：碳的转移途径：光能光能ATPATP中中活跃活跃的化的化学能学能(CH2O)中中稳定稳定的的化学能化学能CO2C3（CH2O）6CO2+12H2O C6H12O6+6H2O+6O2现在学习的是第3

19、2页，共37页光反应和暗反应的比较场所场所条件条件物质物质变化变化能量能量变化变化光反应光反应暗反应暗反应联系联系类囊体薄膜类囊体薄膜叶绿体基质叶绿体基质光、色素、酶光、色素、酶酶、酶、酶、酶、HHHH、ATPATPATPATP水的光解水的光解ATPATP的生成的生成COCO2 2的固定的固定C C3 3的还原的还原光能光能ATPATP中活跃的化学能中活跃的化学能ATPATP中活跃的化学能中活跃的化学能 有有机物中稳定的化学能机物中稳定的化学能1、光反应为暗反应准备了 H和ATP；2、暗反应为光反应补充消耗掉的ADP和Pi。现在学习的是第33页，共37页（五）光合作用的实质（五）光合作用的实质

20、把二氧化碳和水合成糖类等有机物。把二氧化碳和水合成糖类等有机物。把二氧化碳和水合成糖类等有机物。把二氧化碳和水合成糖类等有机物。光能光能 ATP中化学能中化学能 有机物中化学能有机物中化学能 合成有机物合成有机物 储存能量储存能量现在学习的是第34页，共37页三、环境因素对光合作用强度的影响空气中的二氧化碳浓度空气中的二氧化碳浓度光照的长短与强弱、光的成分光照的长短与强弱、光的成分温度的高低温度的高低现在学习的是第35页，共37页四、化能合成作用四、化能合成作用异养生物：异养生物：不能直接利用无机物制成有机物，只能把从外界摄不能直接利用无机物制成有机物，只能把从外界摄取的现成的有机物转变成自身

21、的组成物质，并储存了能量的一类取的现成的有机物转变成自身的组成物质，并储存了能量的一类生物。生物。例如：人、动物、真菌以及大多数细菌。例如：人、动物、真菌以及大多数细菌。自养生物：自养生物：能够直接把从外界环境摄取的无机物转变成能够直接把从外界环境摄取的无机物转变成为自身的组成物质，并储存了能量的一类生物。为自身的组成物质，并储存了能量的一类生物。例如：例如：绿色植物、硝化细菌。绿色植物、硝化细菌。1 1、自养生物与异养生物、自养生物与异养生物 现在学习的是第36页，共37页2 2、化能合成作用的概念：、化能合成作用的概念：能够利用体外环境中的某些无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：硝化细菌例如：硝化细菌2NH2NH3 3+3O+3O2 2 2HNO 2HNO2 2+2H+2H2 2O+O+能量能量硝化细菌硝化细菌2HNO2HNO2 2+O+O2 2 2HNO 2HNO3 3+能量能量硝化细菌硝化细菌6CO6CO2 2+12H+12H2 2O CO C6 6H H1212O O6 6+6O+6O2 2+6H6H2 2O O能量能量现在学习的是第37页，共37页