生物必修一光合作用.ppt

我們經(jīng)常聽到這樣一句話 萬物生長靠太陽 為什么這么說 請同學觀察以下數(shù)據(jù) 根據(jù)以上資料 我們可以得到什么結論 那么太陽的光能又是通過什么途徑進入植物體內(nèi)的 據(jù)統(tǒng)計 1 地球表面的綠色植物每年大約制造了4400億噸有機物 2 地球表面的綠色植物每年儲存的能量約為7 11 1018KJ 這個數(shù)字大約相當于240000個三門峽水電站每年所發(fā)出的電力 相當于人類在工業(yè)生產(chǎn) 日常生活和食物營養(yǎng)上所需要的能量的100倍 第四節(jié)能量之源 光與光合作用 一 捕獲光能的色素和結構 一 捕獲光能的色素 1 實驗 綠葉中色素的提取和分離原理 葉綠體中的色素可以溶解在無水乙醇中 可以用來提取色素 色素在層析液中的溶解度不同 在濾紙上的擴散速度有差別 可以用來分離色素 方法與步驟 方法與步驟 稱取5g左右的鮮葉 剪碎 放入研缽中 加少許的石英砂 充分研磨 和碳酸鈣 防止研磨中色素被破壞 與10ml無水乙醇 在研缽中快速研磨 將研磨液進行過濾 實驗結果 胡蘿卜素 葉黃素 葉綠素a 葉綠素b 綠葉中的色素有4種 可以歸納為兩類 綠葉中的色素 葉綠素 類胡蘿卜素 含量約3 4 含量約1 4 葉綠素a 藍綠色 葉綠素b 黃綠色 胡蘿卜素 橙黃色 葉黃素 黃色 吸收可見光 用于光合作用 2 色素的功能 葉綠體中的吸收光譜 色素的吸收光譜圖 葉綠素 吸收藍紫光和紅光 類胡蘿卜素 吸收藍紫光 葉綠素a和合葉綠素b主要吸收藍紫光和紅光 胡蘿卜素和葉紅素重要吸收藍紫光 注 因為葉綠素對綠光吸收最少 綠光被反射回來 所以葉片才呈現(xiàn)綠色 結論 問題 這些捕獲光能的色素存在于細胞中的什么部位 1817年 兩位法國科學家首次從植物中分離出葉綠素 當時并不清楚葉綠素在植物細胞中的分布情況 1865年 德國植物學家薩克斯研究葉綠素在光合作用中的功能時 發(fā)現(xiàn)葉綠素并非普遍分布在植物的整個細胞中 而是集中在一個更小的結構里 后來人們稱之為葉綠體 3 葉綠體 2 捕獲光能的結構 葉綠體 葉綠體結構模式圖 外膜 內(nèi)膜 基粒 基質(zhì) 每個基粒都由一個個圓餅狀的囊狀結構堆疊而成 這些囊狀結構稱為類囊體 吸收光能的四種色素就分布在類囊體的薄膜上 而每個基粒都含有兩個以上的類囊體 多者可達100個以上 葉綠體內(nèi)有如此多的基粒和類囊體 極大地擴大了受光面積 葉綠體的功能 討論 1 恩格爾曼實驗的結論是什么 2 此實驗設計有什么巧妙之處 3 以上資料可以得出什么結論 O2是由葉綠體產(chǎn)生的 葉綠體是進行光合作用的場所 它內(nèi)部的巨大膜表面上 分布了許多吸收光能的色素分子 還有許多進行光合作用的酶 總結葉綠體的功能 討論 恩格爾曼實驗在設計上有什么巧妙之處 1 用水綿作實驗材料 有細而長的帶狀葉綠體 螺旋狀分布在細胞中 便于觀察和分析研究 2 將臨時裝片置于黑暗且沒有空氣的環(huán)境中 排除了環(huán)境中光線和O2的影響 從而確保實驗能順利進行 3 用極細的光束照射 并且用好氧菌進行檢測 能準確的判斷水綿細胞中放O2部位 4 進行黑暗 局部光照 與曝光的對照實驗 從而明確實驗結果完全是由光照引起的 二 光合作用的原理和應用 光合作用的定義 綠色植物通過葉綠體 利用光能 把CO2和H2O轉(zhuǎn)化成儲存能量的有機物 并釋放出O2的過程 光合作用的探究歷程 P101 102 結論 水分是植物建造自身的原料 17世紀海爾蒙特栽培的柳樹實驗 結論 植物可以更新空氣 有人重復了普利斯特利的實驗 得到相反的結果 所以有人認為植物也能使空氣變污濁 1779年 荷蘭的英格豪斯 普利斯特利的實驗只有在陽光照射下才能成功 植物體只有綠葉才能更新空氣 到1785年 發(fā)現(xiàn)了空氣的組成 人們才明確綠葉在光下放出的是O2 吸收的是CO2 水 二氧化碳 氧氣 光 光能 化學能 儲存在什么物質(zhì)中 德國梅耶 1864年 德國薩克斯實驗 讓一張葉片一半曝光一半遮光 綠葉在光下制造淀粉 用碘蒸氣處理這片葉 發(fā)現(xiàn)曝光的一半呈深藍色 遮光的一半則沒有顏色變化 光合作用釋放的O2來自CO2還是H2O 結論 第一組 光合作用產(chǎn)生的O2來自于H2O H2180 C02 H20 C18O2 第二組 1802 02 美國魯賓和卡門實驗 同位素標記法 結論 光合作用產(chǎn)生的有機物又是怎樣合成的 美國卡爾文 用14C標記14CO2 供小球藻進行光合作用 探明了CO2中的C的去向 稱為卡爾文循環(huán) 總結光合作用的反應式 CO2 H2O CH2O O2 光能 葉綠體 反應物 條件 場所 生成物 糖類 光合作用過程 光反應 暗反應 劃分依據(jù) 反應過程是否需要光能 光反應在白天可以進行嗎 夜間呢 暗反應在白天可以進行嗎 夜間呢 有光才能反應 有光 無光都能反應 H2O 類囊體膜 酶 光反應階段 光 色素 酶 葉綠體內(nèi)的類囊體薄膜上 水的光解 還原氫 ATP的合成 光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學能貯存在ATP中 場所 條件 能量變化 物質(zhì)變化 進入葉綠體基質(zhì) 參與暗反應 供暗反應使用 CO2 五碳化合物C5 CO2的固定 三碳化合物2C3 C3的還原 葉綠體基質(zhì)多種酶 糖類 卡爾文循環(huán) 暗反應階段 CO2的固定 C3的還原 葉綠體的基質(zhì)中 H ATP 酶 場所 條件 能量變化 物質(zhì)變化 CO2 五碳化合物C5 CO2的固定 三碳化合物2C3 葉綠體基質(zhì)多種酶 糖類 H 光合作用的過程 光反應階段與暗反應階段的比較 類囊體的薄膜上 葉綠體的基質(zhì)中 需光 色素和酶 不需光 色素 需多種酶 光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中活潑的化學能 ATP中活潑的化學能轉(zhuǎn)化為糖類等有機物中穩(wěn)定的化學能 光合作用的反應式 光能 葉綠體 光合作用的實質(zhì) 能量上把光能轉(zhuǎn)變成有機物中的化學能 下圖是光合作用過程圖解 請分析后回答下列問題 圖中A是 B是 它來自于 的分解 圖中C是 它被傳遞到葉綠體的 部位 用于 圖中D是 在葉綠體中合成D所需的能量來自 圖中G F是 J是 圖中的H表示 H為I提供 2 水 H 基質(zhì) 用作還原劑 還原C3 ATP 色素吸收的光能 光反應 H 和ATP 色素 C5化合物 C3化合物 糖類 光合作用原理的應用 影響光合作用強度的因素 CO2的濃度 光照的長短與強弱 光的成分 溫度的高低 必需礦物質(zhì)元素 水分等 例 適當提高CO2的濃度 溫室大棚 增加光照時間和光照強度 農(nóng)作物間距合理 選擇適當?shù)墓庠吹?化能合成作用 自養(yǎng)生物 以光為能源 以CO2和H2O 無機物 為原料合成糖類 有機物 糖類中儲存著由光能轉(zhuǎn)換來的能量 例如綠色植物 異養(yǎng)生物 只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機物來維持自身的生命活動 例如人 動物 真菌及大多數(shù)的細菌 化能合成作用 利用環(huán)境中某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物 少數(shù)的細菌 如硝化細菌 光能自養(yǎng)生物 化能自養(yǎng)生物 所需的能量來源不同 光能 化學能 例如 硝化細菌 硫細菌 鐵細菌等少數(shù)種類的細菌 7 化能合成作用 1 葉綠體中的色素所吸收的光能 用于 和 形成的 和 提供給暗反應 2 光合作用的實質(zhì)是 把 和 轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物 把 轉(zhuǎn)變成 貯藏在有機物中 3 在光合作用中 葡萄糖是在 中形成的 氧氣是在 中形成的 ATP是在 中形成的 CO2是在 固定的 水的光解 形成ATP H ATP CO2 H2O 光能 化學能 暗反應 光反應 光反應 暗反應 練一練 1 在光合作用的暗反應過程中 沒有被消耗掉的是 A H B C5化合物C ATPD CO2 B 2 與光合作用光反應有關的是 H2O ATP ADP CO2A B C D A 3 將植物栽培在適宜的光照 溫度和充足的C02條件下 如果將環(huán)境中C02含量突然降至極低水平 此時葉肉細胞內(nèi)的C3化合物 C5化合物和ATP含量的變化情況依次是A 上升 下降 上升B 下降 上升 下降C 下降 上升 上升D 上升 下降 下降 C 4 光合作用的過程可分為光反應和暗反應兩個階段 下列說法正確的是 A 葉綠體類囊體膜上進行光反應和暗反應B 葉綠體類囊體膜上進行暗反應 不進行光反應C 葉綠體基質(zhì)中可進行光反應和暗反應D 葉綠體基質(zhì)中進行暗反應 不進行光反應 D 5 光合作用過程中 產(chǎn)生ADP和消耗ADP的部位在葉綠體中依次為 外膜 內(nèi)膜 基質(zhì) 類囊體膜A B C D B 6 在光合作用中 需消耗ATP的是 A 三碳化合物的還原B CO2的固定C 水在光下分解D 葉綠素吸收光能7 在暗反應中 固定二氧化碳的物質(zhì)是 三碳化合物 五碳化合物 氧氣 A 8 在光照充足的環(huán)境里 將黑藻放入含有18O的水中 過一段時間后 分析18O放射性標記 最先 A 在植物體內(nèi)的葡萄糖中發(fā)現(xiàn)B 在植物體內(nèi)的淀粉中發(fā)現(xiàn)C 在植物體內(nèi)的淀粉