能量之源──光与光合作用

课件41张PPT。第4节 能量之源——

光和光合作用一、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：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水
乙醇中。
绿叶中色素都能溶解在层析液中。然而，
它们在层析液中的溶解度不同：溶解度高的
随层析液在滤纸上扩散得快；反之，则慢。
这样，绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸
上的扩散而分离开。色素叶绿素
（占总量3/4）
类胡萝卜素
（占总量1/4）叶绿素a叶绿素b叶黄素主要吸收红光和蓝紫光主要吸收蓝紫光胡萝卜素绿叶中色素的作用：吸收、利用、转化光能 植物的叶色是各种色素的综合表现，其中主要决定于叶绿素和类胡萝卜素含量的比例。外膜内膜基粒基质类囊体 极 细 光 束黑暗中光照下恩格尔曼实验示意图叶绿体的功能：水 绵水绵是常见的淡水藻类
每条水绵由许多个结构相同的长筒状细胞连接而成。
水绵很明显的特点是：叶绿体呈带状，螺旋排列在细胞里。 1880年，恩格尔曼实验结论：叶绿体是就进行光合作用的场所。
它内部的巨大膜表面上，不仅分布
着许多吸收光能的色素分子，还有
许多进行光合作用所必需的酶二、光合作用的探究历程问题1：植物为什么会生长？ 古希腊亚里士多德：
认为：根吸收土壤中的养分
土壤减少的重量=植物增加的重量五年后 1642年，海尔蒙特实验柳树增重74.47kg
土壤减少0.06kg结论：植物增重主要来自水分讨论：实验的不足在哪里呢？没有考虑到空气的影响问题2：植物放出氧气之谜？结论：植物能够净化空气不足：没有考虑到光照的影响。明确：绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧
化碳1771年，普利斯特利实验结论：光照是植物能够更新空气的条件1779年，英格豪斯实验1785年，发现了空气的组成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。1779年，荷兰的英根豪斯结论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结论：光合作用的产物是淀粉，需要光1864年，萨克斯半遮光实验问题3：植物进行光合作用的条件、场所和产物分别是什么？思考 :1．为什么对天竺葵先进行暗处理？ 2．为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢？ 3．这个实验说明了什么问题？ 暗处理是为了将叶片内原有的淀粉运走耗尽。 部分遮光部分曝光，是为了进行对照。 碘遇淀粉变蓝，结果证明绿叶在光下制造了淀粉。 1864年,德国植物学家萨克斯实验绿色叶片黑暗处理曝光
遮光碘蒸汽不变蓝变蓝结论：1.光合作用的产物是淀粉2.光合作用需要光问题4：释放的O2 来自于H2O还是CO2？广告：同位素标记法 课本P1021939 鲁宾和卡门实验结论：光合作用释放的氧全部来自水。20世纪40年代 卡尔文实验有机物是如何合成的？结论：卡尔文循环1938，美国科学家 鲁宾和卡门H2O C18O2H218O CO2 O2 O2
O2O2 O2
O2O2 O2
O2O2 O2
O2O2 O2
O2O2 O2 O2
O2O2 O2 O2
O218O2 18O2
18O2 18O2 18O2
18O2 18O2 18O2
18O2 18O2 18O2
18O2 18O2 18O2
18O2 18O2 18O2
18O2 原料/条件 场所 产物
海尔蒙特(van Helmont)
普里斯特利（J. Priestley）
英格豪斯（J. Ingen-housz）
萨克斯（J. von Sachs）
恩吉尔曼（C. Engelmann） H2O淀粉叶绿体（阳光）O2CO2①水的光解O2[H] ADP+PiC52c3①
固
定②
还
原多种酶
参加催化能量转化:光能ATP活跃化学能稳定化学能元素转移O元素:H2＊O ＊O2C元素:＊C O2＊C3＊CH2O四、光合作用的过程光能条件 ：光、色素、酶场所：反应水的光解：ATP的合成：基粒类囊体膜上光能1.光反应阶段吸收、传递和转换光能能量转变：ATP中活跃的化学能产物：[H]、O2、ATP条件：不需光，需多种酶场所：基质中过程CO2的固定：C3的还原：ATP中活跃的化学能2.暗反应阶段C3+[H] (CH2O)+C5酶ATPADP+Pi能量转变：有机物中稳定的化学能产物：CH2O 、 ADP 、 Pi请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请分析光下的植物突然停止CO2的供应后，其体内的C5化合物和C3化合物的含量如何变化？[H] ↓ ATP↓还原受阻C3 ↑ C5 ↓CO2 ↓固定停止C3 ↓C5 ↑有光、色素、酶不需光、多种酶基粒片层膜上基质中1.水的光解
2.ATP的生成1.CO2的固定
2.C3的还原[H]、ATP、O2C2HO、ADP、Pi光能ATP中活跃化学能稳定化学能光反应暗反应3.光反应和暗反应的比较五、光合作用的实质物质变化：把简单的无机物转变为复杂的有机物能量变化：把光能转变成储存在有机物中的化学能六、光合作用的意义:七、光合作用原理的运用植物自身因素
环境因素对光合作用的影响
1）光照2）温度3）二氧化碳浓度4）水分5）矿质元素AB光照强度0阳生植物阴生植物B：光补偿点C：光饱和点应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。C1.影响光合作用效率的因素—光照强度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ABCDE101514轮作：延长光合作用时间间种、合理密植：
增加光合作用面积合理利用光能光
合
作
用
速
率CO2浓度2.二氧化碳的供应对光合效率的影响规律: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。光合作用是在酶的催化下进行的，温度直接影响酶的活性。一般植物在10℃～35℃下正常进行光合作用。 3.影响光合作用的因素——温度应用：增加昼夜温差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：叶绿素的重要组分 4.影响光合作用的因素——矿质营养延长光合作用时间
增加光合作用面积增加光能利用率提高光合作用效率控制光照强弱
控制光质
控制温度
控制CO2供应
控制必需矿质元素供应　
控制H2O供应提高复种指数（轮作）
温室中人工光照合理密植
间作套种通风透光
在温室中施有机肥，
使用CO2发生器阴生植物
阳生植物应用——提高农作物产量的措施红光和蓝紫光适时适量施肥合理灌溉保持昼夜温差八、化能合成作用人、动物和植物最大的区别是什么？
自养生物 vs. 异养生物
化能合成作用细菌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，这种合成作用叫化能合成作用。
除了硝化细菌外，自然界还有铁细菌、硫细菌属于进行化能合成作用的自养生物。 1、光合作用发生的部位是　　　。 竞赛练习３、光合作用释放氧气来自于　　物质。５、光反应为暗反应提供　　　和　　　物质。８、光反应阶段能量变化是　　　　　　　　　　。　9、暗反应阶段能量变化是　　　　　　　　　10、若白天突中断了二氧化碳的供应，则首先积累　　起来的物质是　　　　　　。叶绿体６、光反应场所　　　　　暗反应场所是　　　。　光反应暗反应水光［Ｈ］ATP类囊体薄膜叶绿体基质７、二氧化碳中碳的转移途径是　　　　　　　　 。　五碳化合物２、光合作用分为　　　　和　　　　两个阶段。４、光合作用中的ＡＴＰ形成于　　反应阶段。　11. 光照增强，光合作用增强。但夏季的中午却又因叶表面气孔关闭而使光合作用减弱。这是由于（ ）
A、水分产生的[H]数量不足
B、叶绿体利用的光能合成的ATP不足
C、空气中CO2量相对增多，而起抑制 作用
D、暗反应中三碳化合物产生的量太少12. 下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是（ ）
A、增大O2浓度 B、增大CO2浓度
C、增强光照 D、调节室温
13、在温室中栽培作物，如遇持续的阴雨天气，为了保证作物的产量，对温度的控制应当
A．降低温室温度，保持昼夜温差
B．提高温室温度，保持昼夜温差
C．提高温室温度，昼夜恒温
D．降低温室温度，昼夜恒温14、施用农家肥能提高温室作物光合作用效率的理由中，正确的是
A. 促进植物对水的吸收
B. 提高了温室内C02的浓度
C. 提高了光照强度
D. 矿质元素含量高