能量之源──光与光合作用

课件33张PPT。第四节 能量之源——光与光合作用 太阳光中有能量，我们制造出太阳能电池板可以捕获其中的能量并转化为电能。
绿色植物也能捕获并转化太阳光中的能量，那么，绿叶中通过什么物质或结构捕获并转化光能呢？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：
1.叶绿体中的色素可以溶解在无水乙醇中，可以用来提取色素。
2.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，可以用来分离色素。方法步骤：
1.提取绿叶中的色素 2.制备滤纸条
3.画滤液细线 4.分离绿叶中的色素
5.观察和记录(三)方法与步骤称取5g左右的鲜叶，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。注意：取叶要新鲜，滤液中含有较多的色素；
研磨要迅速充分，防止无水乙醇挥发，同时可以得到色素浓度较大的滤液；制备滤纸条画滤液细线注意：画滤液细线要重复２－３次，以便色素带清晰；
滤液细线要细、直，防止色素带重叠；色素分离及实验结果1.滤纸上的滤液细线，为什么不能触及层析液？
2.滤纸上的色素由上到下的顺序是什么？每种色素的颜色是？宽窄不同说明了什么？绿叶中的色素有4种，可以归纳为两类：绿叶中的色素叶绿素类胡萝卜素（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）（含量最多）（溶解度最大）（溶解度最小）思考：色素真的能吸收光能吗？吸收可见光，用于光合作用2.色素的功能：色素的吸收光谱图叶绿素：吸收蓝紫光和红光类胡萝卜素：吸收蓝紫光思考：树叶为什么是绿色？问题探讨。问题：这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位？ 1817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情况。
1865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，后来人们称之为叶绿体。3.叶绿体二、叶绿体的结构和功能内膜外膜基质多种酶基粒类囊体
色素和酶而每个基粒都含有两个以上的类囊体，多者可达100个以上。叶绿体内有如此多的基粒和类囊体，极大地扩大了受光面积。 这些囊状结构称为类囊体，吸收光能的四种色素，就分布在类囊体的薄膜上。小结；捕获光能的结构—叶绿体 实验数据表明，每年全球通过光合作用大约同化2.0×1014kg 碳，如以葡萄糖计算相当于合成4.0×1012和5.0×1012t 有机物，可见植物光合作用规模之巨大。
那么，植物生长的有机养料从何而来？众科学家经过不懈努力，逐步揭开了绿色植物的光合作用之谜。回眸光合作用的的探究历程 公元前3世纪，亚里斯多德提出，植物生长在土壤中，土壤是构成植物体的原材料。结论：水分是植物建造自身的原料。17世纪海尔蒙特栽培的柳树实验思考：海尔蒙特的实验设计有什么不足的地方？没有考虑到空气对光合作用的影响。结论：植物可以更新空气有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结果，所以有人认为植物也能使空气变污浊？1779年，荷兰的英格豪斯 普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功；植物体只有绿叶才能更新空气。 到1785年，法国科学家拉瓦锡发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的是O2，吸收的是CO2。水二氧化碳氧气光？光能化学能储存在什么物质中？德国梅耶一半曝光，一半遮光在暗处放置几小的叶片1864年萨克斯的实验结论:绿色叶片在光的作用下产生了淀粉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，叶绿体是光合作用的场所。2结论：叶绿体的被光束照射到的部位是光合作用的场所结论：现象：现象：没有空气黑暗 极 细 光 束 完 全 光 照1880年恩格尔曼实验讨论：恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处？材料，环境处理，对照处理光合作用释放的O2来自CO2还是H2O？第一组光合作用产生的O2来自于H2O。H2180C02H20C18O2第二组180202美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）结论光合作用产生的有机物又是怎样合成的？美国卡尔文用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C的去向，称为卡尔文循环。水分是植物建造自身的原料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氧由叶绿体释放出来。叶绿体是光合作用的场所。光合作用释放的氧来自水。光合产物中有机物的碳来自CO2光合作用过程划分依据:反应过程是否需要光能光反应暗反应H2O类囊体膜酶光反应阶段光、色素、酶叶绿体内的类囊体薄膜上水的光解：（还原剂）ATP的合成：光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中场所：条件：能量变化物质变化进入叶绿体基质，参与暗反应供暗反应使用CO2 五碳化合物 C5 CO2的固定三碳化合物 2C3C3的还原叶绿体基质
多种酶有机物卡尔文循环暗反应阶段CO2的固定：C3的还原：叶绿体的基质中[H] 、ATP、酶场所：条件：能量变化物质变化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[H]色素
分子可见光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[H]多种酶酶(CH2O)CO2吸收光解能固定还原酶光反应暗反应光合作用总过程：光反应阶段与暗反应阶段的比较类囊体的薄膜上叶绿体的基质中需光、色素和酶不需光、色素;需多种酶光能转变为ATP中活泼的化学能ATP中活泼的化学能转化为糖类等有机物中稳定的化学能1、光反应是暗反应的基础，光反应为暗反应的进行提供[H]和ATP
2、暗反应是光反应的继续，暗反应为光反应的进行提供合成ATP的原料ADP和Pi
3、两者相互独立又同时进行，相互制约又密切联系下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：①图中A是______,B是_______,它来自于______的分解。
②图中C是_______，它被传递到叶绿体的______部位，用于____________________ 。
③图中D是____，在叶绿体中合成D所需的能量来自______
④图中G________,F是__________,J是_____________
⑤图中的H表示_______， H为I提供__________Ｏ2水[H]基质用作还原剂，还原C3ATP色素吸收的光能光反应[H]和ATP色素C5化合物C3化合物糖类产物和原料的对应关系：（CH2O）CHOCO2CO2H2OO2H2O能量的转移途径：碳的转移途径：光能ATP中活跃的化学能(CH2O)中稳定的化学能CO2C3（CH2O）光合作用的实质：合成有机物，储存能量二、光合作用原理的应用（1）影响光合作用的因素有哪些(根据方程式进行分析)?光照、CO2、温度、水、矿质元素等（3）在生产实践上的应用3、适当提高CO2浓度4、适当提高温度5、适当增加植物体内的含水量6、适当增加矿质元素的含量2、合理密植(2)选择其中的一个因素,通过实验来探究它对光合作用的影响探究光照强弱对光合作用的影响科学探究的一般过程自养生物 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。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。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，如硝化细菌硫细菌、铁细菌。光能自养生物化能自养生物所需的能量来源不同（光能、化学能）光合作用能将无机物转变成有机物，来维持自身的生命活动。