教育专题:第一轮光合作用复习课件讲课用.ppt
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1、第三讲第三讲能量之源能量之源光与光合作用光与光合作用一、捕获光能的色素和结构一、捕获光能的色素和结构 1.对大多数生物,活细胞所需能量的最对大多数生物,活细胞所需能量的最终源头是终源头是_。太阳能太阳能2.太阳能如何进入生物群落呢?太阳能如何进入生物群落呢?光合作用光合作用3.白化苗不能长大,为什么?白化苗不能长大,为什么?没有光合作用所需色素,不能光合作用制造没有光合作用所需色素,不能光合作用制造有机物,待种子种贮存的养分耗尽就会死亡。有机物,待种子种贮存的养分耗尽就会死亡。绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离1、提取的色素原理?、提取的色素原理?2、分离色素的原理?、分离色素的原理
2、?色素能溶解在有机溶剂无水乙醇色素能溶解在有机溶剂无水乙醇 各种色素在层析液中的溶解度不同,各种色素在层析液中的溶解度不同,溶解度大的则在滤纸上扩散的快。溶解度大的则在滤纸上扩散的快。反反之则慢。之则慢。色素的提取和分离色素的提取和分离方法步骤方法步骤1.提取色素:称取、剪碎、研磨(碳酸钙二氧化硅提取色素:称取、剪碎、研磨(碳酸钙二氧化硅 无水无水乙醇),过滤(单层尼龙布)乙醇),过滤(单层尼龙布)2.制备滤纸条:剪去两角(防止两边滤液扩散速度太快),制备滤纸条:剪去两角(防止两边滤液扩散速度太快),画铅笔线画铅笔线3.画滤液细线:细、直、齐,重复几次。画滤液细线:细、直、齐,重复几次。4.分
3、离:用层析液,液面不能淹没滤液细分离:用层析液,液面不能淹没滤液细线线 纸层析法纸层析法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实验现象(如图)叶绿体的结构叶绿体的结构外膜外膜内膜内膜基粒基粒基质基质类囊体类囊体捕获光能的色素分布在捕获光能的色素分布在_类囊体的薄膜上类囊体的薄膜上光合作用的场所只能是叶绿体吗?光合作用的场所只能是叶绿体吗?蓝藻、光合细菌等没有叶绿体也能进行蓝藻、光合细菌等没有叶绿体也能进行光合作用。光合作用。绿色植物通过绿色植物通过叶绿体叶绿体,利用,利用光能光能,把,把CO2和和H2O转化成储存能量的转化成储存能量的有机物有机物,并,并释放出释放出O2的过程
4、。的过程。反应物、条件、反应物、条件、场所、生成物场所、生成物CO2H2O (CH2O)O2光能光能叶绿体叶绿体糖类糖类二、光合作用的原理和应用二、光合作用的原理和应用光合作用的具体过光合作用的具体过程是如何被人们认程是如何被人们认识和发现的哪?识和发现的哪?光合作用的探究历程光合作用的探究历程干燥土壤干燥土壤90.8kg90.8kg小柳树小柳树2.25kg2.25kg只用雨水浇灌只用雨水浇灌五年后柳树长大五年后柳树长大16481648年海尔蒙特(比利时)实验年海尔蒙特(比利时)实验实验前实验后变化土壤干重90.800kg90.743kg柳 树2.25kg76.70kg结论:结论:建造植物体的
5、原料是水分建造植物体的原料是水分+74.75kg-0.057kg土壤烘干后称重土壤烘干后称重结论:植物可以更新空气结论:植物可以更新空气有人重复了普利斯特利的实验,得到相反的结有人重复了普利斯特利的实验,得到相反的结果,所以有人认为植物也能使空气变污浊?果,所以有人认为植物也能使空气变污浊?17791779年,荷兰的英格豪斯年,荷兰的英格豪斯 普利斯特利的实验只有在普利斯特利的实验只有在阳光照射阳光照射下才能成功;植物下才能成功;植物体只有体只有绿叶绿叶才能才能更新空气更新空气。到到1785年,发现了空气的组成,年,发现了空气的组成,人们才人们才明确绿叶在光下放出的是明确绿叶在光下放出的是O2
6、,吸收的是,吸收的是CO2。光光能能化化学学能能储存在什储存在什么物质中么物质中?德国德国梅耶梅耶黑暗处理黑暗处理一昼夜一昼夜1864年德国萨克斯实验年德国萨克斯实验让一张叶片一半让一张叶片一半曝光一半遮光曝光一半遮光酒精溶解光合色酒精溶解光合色素素酒精酒精水水(证明绿叶在(证明绿叶在光光下制造下制造淀粉)淀粉)滴滴加加碘碘液液或者用碘蒸气处理这片叶,发现曝光的一半呈或者用碘蒸气处理这片叶,发现曝光的一半呈深蓝色,遮光的一半则没有颜色变化。深蓝色,遮光的一半则没有颜色变化。萨克斯的实验萨克斯的实验放在暗处几小时,放在暗处几小时,目的是什么?目的是什么?结论:结论:产物产物淀粉淀粉 条件条件光照
7、光照恩格尔曼的实验恩格尔曼的实验水可以水可以隔隔绝空气绝空气黑暗,用极细光束照射黑暗,用极细光束照射完全暴露在光下完全暴露在光下水绵和好氧水绵和好氧细菌的装片细菌的装片结论:结论:氧是由叶绿体释放出来的,叶绿体是光合氧是由叶绿体释放出来的,叶绿体是光合作用的场所。作用的场所。光合作用需要光照光合作用需要光照1939年年鲁宾和卡门的实验鲁宾和卡门的实验(同位素(同位素标记标记法)法)结论:光合作用释放的氧全部来自水。结论:光合作用释放的氧全部来自水。美国卡尔文美国卡尔文 用用1414C C标记标记1414COCO2 2,供,供小球藻进行光合作用,小球藻进行光合作用,探明了探明了COCO2 2中的
8、中的C C在光合在光合作用转化成有机物中的作用转化成有机物中的碳的途径碳的途径,这一途径称,这一途径称为为卡尔文循环卡尔文循环。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植物可以更新空植物可以更新空气气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把光能转变成了化学能成了化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作
9、用的场所是光合作用的场所19391939鲁宾鲁宾 卡门卡门光合作用释放的光合作用释放的氧来自水氧来自水。2020世纪世纪4040代代卡尔文卡尔文光合产物中有机物的光合产物中有机物的碳来自碳来自COCO2 2叶叶绿体体中的色素中的色素H2ONADPHATPADP+Pi水的光解水的光解O22C3C5(CH2O)多种酶多种酶参加催化参加催化CO2还还 原原固固 定定C5的再生的再生光合作用的过程:光合作用的过程:条件:条件:过程:过程:场所:场所:光反应总结:光反应总结:2H2H2 2O OO O2 2+4H+4H+4e+4e-光光光光色素色素色素色素光、色素、酶光、色素、酶叶绿体的叶绿体的囊状结构
10、(类囊体)囊状结构(类囊体)薄膜薄膜水的光解:水的光解:NADPH的形成:的形成:ATP的形成:的形成:用于暗反应用于暗反应ADPADP+Pi+能量能量 ATP ATP 酶酶酶酶(活跃化学能)(活跃化学能)(活跃化学能)(活跃化学能)NADP+2e+H+NADPH酶酶酶酶多种酶多种酶参加催化参加催化1个个CO2 CO2的固定;的固定;C3的还原。的还原。暗反应暗反应提供提供NADPH提供提供ATP还还 原原三碳糖三碳糖三碳糖三碳糖离开卡尔文循环离开卡尔文循环三碳糖三碳糖再生为再生为C5(C5)2(C3)暗反应总结:暗反应总结:CO2的固定:的固定:CO2C5 2C3酶酶C C3 3的还原:的还
11、原:ATPNADPHNADPH、ADP+Pi条件:条件:场所:场所:物质变化:物质变化:能量变化:能量变化:叶绿体的基质中叶绿体的基质中多种酶、多种酶、ATP和和NADPH中活跃的化学能中活跃的化学能转变转变为为糖类糖类等等 有机物中稳定的化学能有机物中稳定的化学能2C3 三碳糖三碳糖 (或糖类)(或糖类)酶酶NADPH、ATPC5的再生:的再生:2C3 C5 酶酶NADPHNADPH、ATP ADP+Pi光反应阶段暗反应阶段进行进行部位部位条件条件物质物质变化变化能量变能量变化化联系联系叶绿体基粒囊状结构中叶绿体基粒囊状结构中叶绿体基质中叶绿体基质中光、色素和酶光、色素和酶ATPATP、NA
12、DPH NADPH、多种酶、多种酶光能转换成电能再变光能转换成电能再变 成活跃的化学能成活跃的化学能 (ATPATP、NADPHNADPH中)中)活跃的化学能变成稳活跃的化学能变成稳定的化学能定的化学能 光反应为碳反应提供光反应为碳反应提供NADPHNADPH和和ATPATP碳反应为光反应提供碳反应为光反应提供NADP+和和ADP和和PiCO2的固定:的固定:CO2C5 2C3酶酶ADP+Pi2C3 C5 酶酶ADP+Pi2C3 三碳糖三碳糖2H2H2H2H2 2 2 2O OO OO OO O2 2 2 2+4H+4H+4H+4H+4e+4e+4e+4e-光光光光色素色素色素色素NADPNA
13、DP+2e+H+2e+H+NADPHNADPH酶酶酶酶ADPADPADPADP+Pi+Pi+能量能量能量能量 ATP ATP ATP ATP 酶酶酶酶C C3 3的还原的还原:ATPNADPHNADPH、C5的再生:的再生:NADPHNADPH、ATP酶酶物质物质上把上把CO2和和H2O转变成转变成以糖类为主的有机物以糖类为主的有机物能量能量上把光能转变成有机物上把光能转变成有机物中的化学能中的化学能光合作用的实质光合作用的实质光合作用过程图解光合作用过程图解温度温度pH强度强度频率频率浇水浇水Mg2+施肥施肥空气空气中的中的浓度浓度哪些外界条件会影响光合作用的进行哪些外界条件会影响光合作用的
14、进行表表观观光光合合速速率率影响光合速率的因素影响光合速率的因素 真正光合速率真正光合速率=表观光合速率表观光合速率+呼吸速率呼吸速率(光饱和点)(光饱和点)(光补偿点)(光补偿点)光强度光强度ABCO2吸收值吸收值CO2释放值释放值黑暗中呼吸作用强度黑暗中呼吸作用强度真真正正光光合合速速率率C(1)光强度光强度B B B B:光补偿点:光补偿点:光补偿点:光补偿点C C C C2 2 2 2:光饱和点:光饱和点:光饱和点:光饱和点光照强度光照强度光照强度光照强度0吸吸吸吸收收收收量量量量COCOCOCO2 2 2 2C2ABC1cabb(b(总光合量总光合量总光合量总光合量)=a(a(净光合
15、量净光合量净光合量净光合量)+c(+c(呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用)光补偿点:光补偿点:光合光合作用吸收的作用吸收的COCO2 2和呼吸放出和呼吸放出COCO2 2相等时的光强度相等时的光强度。光饱和点:光饱和点:光合光合作用达到作用达到最强最强时时所需的所需的最低的光最低的光强度强度。光合速率与光强度的关系光合速率与光强度的关系1.对植物而言,光照对植物而言,光照越强越好吗越强越好吗?2.请在图上画出阴生请在图上画出阴生植物胡椒光合速率的植物胡椒光合速率的曲线曲线?10 2010 5 0 5-放放出出吸吸收收 O2(mg/dm2h)光照强度光照强度 (klx)ABCDEA AB B光照
16、强度光照强度光照强度光照强度0 0吸吸吸吸收收收收COCOCOCO2 2 2 2C C2 2C C1 1a ab bc cA点:黑暗时,点:黑暗时,只进行细胞呼吸只进行细胞呼吸区别植物体的吸收或释放与叶绿体的吸收和释放区别植物体的吸收或释放与叶绿体的吸收和释放CO2O2AB段:弱光下,段:弱光下,光合作用光合作用小于小于细胞呼吸细胞呼吸A AB B光照强度光照强度光照强度光照强度0 0吸吸吸吸收收收收COCOCOCO2 2 2 2C C2 2C C1 1a ab bc cO2CO2CO2O2B点:光补偿点,点:光补偿点,光合作用光合作用等于等于细胞呼吸细胞呼吸A AB B光照强度光照强度光照强
17、度光照强度0 0吸吸吸吸收收收收COCOCOCO2 2 2 2C C2 2C C1 1a ab bc cO2CO2BC1段:强光下,段:强光下,光合作用光合作用大于大于细胞呼吸细胞呼吸A AB B光照强度光照强度光照强度光照强度0 0吸吸吸吸收收收收COCOCOCO2 2 2 2C C2 2C C1 1a ab bc cO2CO2CO2O2白光白光红光或蓝紫光红光或蓝紫光绿光绿光最强:最强:次之:次之:最弱:最弱:光质光质 不同波长的光不同波长的光 光合作用整套机构对温度比较敏感,温度过高时光光合作用整套机构对温度比较敏感,温度过高时光合速率会减弱。光合作用的最适温度因植物种类而异。合速率会减
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