光合作用一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu).ppt

第三節(jié) 光合作用 一 捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu),第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用,葉綠體,形態(tài) 高等植物的葉綠體大多呈扁平橢圓形，每個細(xì)胞中葉綠體的大小與數(shù)目依植物種類、組織類型以及發(fā)育階段而異。一個葉肉細(xì)胞中約有10至數(shù)百個葉綠體，其長36m，厚23m。,運(yùn) 動 葉綠體在細(xì)胞中不僅可隨原生質(zhì)環(huán)流運(yùn)動， 而且可隨光照的方向和強(qiáng)度而運(yùn)動。在弱光下，葉 綠體以扁平的一面向光以接受較多的光能；而在強(qiáng) 光下，葉綠體的扁平面與光照方向平行，不致吸收 過多強(qiáng)光而引起結(jié)構(gòu)和功能的破壞。,葉綠體中色素的種類：,功 能：,吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能,葉綠素色素,吸收可見的太陽光,類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光,葉綠素主要吸收紅橙光和藍(lán)紫光,1.為什么樹葉一般都呈綠色？ 葉綠素占葉綠體色素的3/4，葉綠素對綠 光吸收量少，綠光被反射出來，葉綠體呈現(xiàn)綠 色。 2.秋天為什么葉子會變黃？ 葉綠素解體。,問 題,2.提示：是的。不同顏色的藻類吸收不同波長的光。藻類本身的顏色是反射出來的光，即紅藻反射出了紅光，綠藻反射出綠光，褐藻反射出黃色的光。水層對光波中的紅、橙部分吸收顯著多于對藍(lán)、綠部分的吸收，即到達(dá)深水層的光線是相對富含短波長的光，所以吸收紅光和藍(lán)紫光較多的綠藻分布于海水的淺層，吸收藍(lán)紫光和綠光較多的紅藻分布于海水深的地方。,一、光合作用的探究歷程,1.以前，人們一直以為，小小的種子之所以 能夠長成參天大樹，完全依靠于土壤。,1771年,(英)普里斯特利(Joseph Priestley)的實(shí)驗(yàn),綠色植物在光照下吸收了二氧化碳，產(chǎn)生了氧氣,這個實(shí)驗(yàn)說明,碘蒸氣處理,一半曝光，一半遮光,在暗處放置幾小的葉片,1864年,(德)薩克斯(Julius von Sachs)的實(shí)驗(yàn),這個實(shí)驗(yàn)證明:,綠葉在光合作用中產(chǎn)生了淀粉,黑暗中,光照下,1880年,(美)恩格爾曼(C.Engelmann)的實(shí)驗(yàn),這個實(shí)驗(yàn)證明:,氧是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場所,2.第二組向同種綠色植物提供H218O和CO2,1.第一組向綠色植物提供C18O2和 H2O 。,C18O2+H2O,CO2+H218O,O2,證明：光合作用釋放的O2全部來自于H2O,1930年，(美)魯賓(S.Ruben)和卡門(M.Kamaen) 用同位素標(biāo)記法研究光合作用:,18O2,CO2+,H2O*,(CH2O)+,O2*,光能,葉綠體,光合作用的概念及反應(yīng)式,總結(jié)：,光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能， 把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機(jī)物，并且釋 放出氧的過程。,【探索二】 光合作用的具體過程可以分為幾個階段？,光合作用的過程,光能,葉綠素a,NADP+,H2O,ATP,NADPH,2C3,CO2,C5,暗反應(yīng),光反應(yīng),(類囊體的薄膜上),(基質(zhì)中),ADP+Pi,【探索二 】 光合作用的具體過程可以分為幾個階段？,二、光合作用的過程,光反應(yīng),暗反應(yīng),【探索三】光反應(yīng)可以包含幾個反應(yīng)？其原料和產(chǎn)物分別是什么？反應(yīng)場所是什么？,【探索四】暗反應(yīng)可以分為幾個階段？其原料和產(chǎn)物分別是什么？,思考：暗反應(yīng)為什么稱之為“暗”反應(yīng)？ 暗反應(yīng)在光下能不能進(jìn)行？,光反應(yīng),水的光解：,ATP的形成：,光合作用,暗反應(yīng),C O 2的固定：,C O 2的還原：,【總結(jié)】光合作用的過程可以分為兩個階段，光反應(yīng)和暗反應(yīng)，光反應(yīng)階段主要是在囊狀結(jié)構(gòu)薄膜上利用光能將水光解成H和O2，同時(shí)將光能轉(zhuǎn)變成不穩(wěn)定的化學(xué)能，儲存在ATP中；暗反應(yīng)階段主要在葉綠體基質(zhì)中將CO2中的C通過CO2的固定和CO2的還原儲存在有機(jī)物中，同時(shí)將ATP中的能量轉(zhuǎn)移到有機(jī)物中。,光合作用總反應(yīng)反應(yīng)式,【探索五】要生成1分子的C 6 H12 O 6，需要多少分子的H 2 O和C O 2 ？,光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供H和ATP,類囊體的薄膜,葉綠體的基質(zhì)中,光葉綠體色素酶,許多酶，不受光限制,水轉(zhuǎn)變成H和氧氣；生成ATP,C O2轉(zhuǎn)變?yōu)镃3,經(jīng)C O2的還原為有機(jī)物,光能轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學(xué)能,ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能,【總結(jié)】光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系,三、光合作用的實(shí)質(zhì),2.能量轉(zhuǎn)化：,1.物質(zhì)轉(zhuǎn)化：,【探索七】光合作用的意義是什么？,【探索六】通過學(xué)習(xí)光合作用的實(shí)質(zhì)是什么？,四、光合作用原理的運(yùn),植物自身因素 環(huán)境因素對光合作用的影響,1）光照,2）溫度,3）二氧化碳濃度,4）水分,5）礦質(zhì)元素,影響光合作用的主要外界因素 光照 光是光合作用的能量來源，是葉綠體發(fā)育和葉綠素合成的必要條件 二氧化碳 二氧化碳是光合作用的原料之一 溫度 由于溫度可以影響酶的活性，因而對光合速率有明顯影響 水分 葉片接近水分飽和時(shí)，才能進(jìn)行正常的光合作用 礦質(zhì)營養(yǎng) 礦質(zhì)元素直接或間接影響光合作用 光合速率的日變化 一天中，光強(qiáng)日變化對光和速率日變化的影響最大,1.營養(yǎng)物質(zhì)包括有機(jī)物、無機(jī)鹽、水等,2.根據(jù)獲取有機(jī)物的方式不同，可以將生物分為：,自養(yǎng)生物,異養(yǎng)生物,光能自養(yǎng)生物,化能自養(yǎng)生物,（綠色植物）,（硝化細(xì)菌等）,一、光合作用的場所-葉綠體 葉綠體中色素的種類、顏色及作用 二、光合作用的過程 1.光反應(yīng)：,水的光解,ATP的合成,2.暗反應(yīng),二氧化碳的固定,二氧化碳的還原,四、光合作用的實(shí)質(zhì) 1.物質(zhì)的轉(zhuǎn)化 2.能量的轉(zhuǎn)化 五、光合作用的意義與應(yīng)用,三、光合作用的概念和總反應(yīng)式,光合作用,上圖是在盛夏的某一晴天，一晝夜中某植物對CO2的吸收和釋放狀況的示意圖。親據(jù)圖回答問題： 1.圖中DE段CO2吸收量逐漸減少是因?yàn)?，以至光反應(yīng)產(chǎn)生的 和 逐漸減少，從而影響了暗反應(yīng) 強(qiáng)度，使 化合物數(shù)量減少，影響了CO2固定。,光照強(qiáng)度逐步減弱,ATP,NADPH,還原作用,五碳,2.圖中曲線中間C處光合作用強(qiáng)度暫時(shí)降低，可能是（ ） A.光照過強(qiáng)，暗反應(yīng)跟不上，前后脫節(jié)，影響整體 效果 B.溫度較高，提高了呼吸作用酶的活性，消耗了較 多的有機(jī)物 C.溫度高，蒸騰作用過強(qiáng)，氣孔關(guān)閉，影響了CO2 原料的供應(yīng) D.光照過強(qiáng)，氣溫過高，植物缺水嚴(yán)重而影響光合 作用的進(jìn)行,C,1.在光合作用中，糖類是在 階段形成的，氧氣是在 階段形成的，ATP是在 階段形成的。 2.某科學(xué)家用14C的二氧化碳來追蹤光合作用中的碳原子，證明其轉(zhuǎn)