人教版必修1 能量之源——光與光合作用 課件(46張).ppt

能量之源 光與光合作用 鶴山一中唐優(yōu)良 現(xiàn)代溫室大棚的 神器 紅色日光燈 紅色 藍(lán)色led燈 二氧化碳發(fā)生器 一捕獲光能的色素 追根溯源 對絕大多數(shù)生物來說 活細(xì)胞所需能量的最終源頭是來自太陽的光能 將光能轉(zhuǎn)化成細(xì)胞能夠利用的化學(xué)能的是光合作用 進(jìn)行光合作用的細(xì)胞 首先要能夠捕獲光能 如果整株植物的細(xì)胞都沒有色素 會怎樣呢 玉米中有時會出現(xiàn)白化苗 白化苗由于不能進(jìn)行光合作用 待種子中貯存的養(yǎng)分耗盡就會死亡 可見光合作用與細(xì)胞中的色素有關(guān) 實(shí)驗(yàn) 綠葉中色素的提取和分離 提取原理 分離原理 葉綠體中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中 綠葉中的色素不只一種 它們都能溶解在層析液中 然而 它們在層析液中的溶解度不同 溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快 反之則慢 材料用具 新鮮的綠葉 如菠菜的綠葉 干燥的定性濾紙 試管 棉塞 試管架 研缽 玻璃漏斗 尼龍布 毛細(xì)吸管 剪刀 藥勺 量筒 10ml 天平 無水乙醇 層析液 二氧化硅和碳酸鈣 方法步驟 1 稱取5g綠葉 剪碎 放入研缽中 2 向研缽中放入少許二氧化硅和碳酸鈣 再加入約3ml無水乙醇 進(jìn)行迅速 充分的研磨 二氧化硅有助于研磨得充分 碳酸鈣可防止研磨中色素被破壞 3 將研磨液迅速倒入玻璃漏斗 漏斗基部放一塊單層尼龍布 進(jìn)行過濾 將濾液收集到試管中 及時用棉塞將試管口塞嚴(yán) 1 提取綠葉中的色素 將干燥的定性濾紙剪成略小于試管長與直徑的濾紙條 將濾紙條的一端剪去兩角 并在距這一端1cm處用鉛筆畫一條細(xì)的橫線 2 制備濾紙條 用毛細(xì)吸管吸取少量濾液 沿鉛筆線均勻地畫出一條細(xì)線 待綠葉干后 再畫一兩次 3 畫濾液細(xì)線 濾液細(xì)線 將適量的層析液倒入試管中 將濾紙條 有濾液細(xì)線的一端朝下 輕輕插入層析液中 隨后用棉塞塞緊試管口 注意 不能讓濾液細(xì)線觸及層析液 也可用小燒杯代替試管 用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯 4 分離綠葉中的色素 觀察試管內(nèi)濾紙條上出現(xiàn)了幾條色素帶 以及每條色素帶的顏色 將觀察結(jié)果記錄下來 5 觀察與記錄 綠葉中的色素有4種 葉綠素a 葉綠素b 藍(lán)綠色 黃綠色 胡蘿卜素 葉黃素 橙黃色 黃色 類胡蘿卜素 葉綠素 約 3 4 約 1 4 色素對光的吸收有什么差別呢 葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光 資料分析一 光線 光線 說明 資料分析二 葉綠素a和葉綠素b主要吸收 胡蘿卜素和葉黃素主要吸收 藍(lán)紫光和紅光 藍(lán)紫光 聯(lián)系生活 1 葉片為什么呈綠色 2 城市夜晚樹下的綠光燈有何用意 3 根據(jù)色素對不同波長光的吸收特點(diǎn) 想一想 溫室或大棚種植蔬菜時 應(yīng)選擇什么顏色的補(bǔ)充光源呢 色素對綠光吸收最少 綠光被反射出來 因此 不能通過增加綠光來增加植物的光合作用 綠光幾乎不能被植物利用 因此 綠光燈主要是營造夜間氛圍 紅光和藍(lán)紫光 例題1 如圖為葉片中兩類色素吸收不同波長光波的曲線圖 請判定a和b分別為何種色素 a 葉綠素 類胡蘿卜素b 類胡蘿卜素 葉綠素c 葉黃素 葉綠素ad 葉綠素a 葉綠素b a 這些捕獲光能的色素存在于細(xì)胞中什么部位呢 葉綠體 1 葉綠體的形態(tài) 光鏡下 一般呈扁平的橢球形或球形 2 葉綠體的結(jié)構(gòu) 電鏡下 基粒 葉綠體基質(zhì) 類囊體 外膜 內(nèi)膜 酶 酶 色素 思考與討論 1 葉綠體增大膜表面積的方式與線粒體相同嗎 2 沒有葉綠體能進(jìn)行光合作用嗎 內(nèi)膜向內(nèi)折疊 類囊體薄膜 藍(lán)藻也能進(jìn)行光合作用 具有捕獲光能的色素以及與光合作用有關(guān)的酶 例題2 如圖為葉綠體結(jié)構(gòu)示意圖 下列有關(guān)葉綠體結(jié)構(gòu)與功能的敘述錯誤的是 a 和 具有選擇透過性功能b 上既有光合色素又有光合作用有關(guān)的酶c 和 上都有與光合作用有關(guān)的酶d 和 上都有與光合作用有關(guān)的色素 d 例題3 關(guān)于葉綠體適于進(jìn)行光合作用的特點(diǎn) 下列說法錯誤的是 a 葉綠體內(nèi)部具有巨大的膜表面b 葉綠體內(nèi)部具有進(jìn)行光合作用所必需的酶c 葉綠體基粒中具有捕獲光能的色素d 葉綠體內(nèi)膜上具有一系列色素和酶 d 拓展題1 植物體吸收光能的色素 除存在于葉片的一些細(xì)胞中外 還存在于哪些部位的細(xì)胞之中 植物幼嫩的莖和果實(shí)等器官的一些含有光合色素的細(xì)胞中 拓展題2 海洋中的藻類植物 習(xí)慣上依據(jù)其顏色劃分為綠藻 褐藻和紅藻 他們在海水中的垂直分布依次是淺 中 深 這與光能的捕獲有關(guān)嗎 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 葉綠體的功能 極細(xì)光束 1 結(jié)論 氧氣是從葉綠體釋放出來的 葉綠體是光合作用的場所 光合作用需要葉綠體和光照條件 資料分析 恩格爾曼的第一個實(shí)驗(yàn) 1 水綿作實(shí)驗(yàn)材料 有細(xì)而長的帶狀葉綠體 螺旋狀分布在細(xì)胞中 便于觀察和分析研究 2 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 3 用極細(xì)光束照射 并且用好氧細(xì)菌進(jìn)行檢測 能準(zhǔn)確的判斷水綿細(xì)胞中釋放o2部位 4 局部光照與完全光照形成一組對照實(shí)驗(yàn) 具有說服力 2 該實(shí)驗(yàn)有什么巧妙之處 極細(xì)光束 光合作用的過程 閱讀p103 104頁 回答下列問題 1 光合作用總體過程是怎樣的 2 光合作用可分為幾個階段 每個階段反應(yīng)的場所 條件 物質(zhì)變化 能量變化是怎樣的 co2 h2o ch2o o2 類囊體薄膜上 葉綠體基質(zhì)中 光照 色素 h atp h2o h o2 光能 酶 adp pi 光能 酶 atp co2 c5 2c3 酶 c3 h 酶 atp ch2o 1 光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供 h 和atp2 暗反應(yīng)是光反應(yīng)的繼續(xù) 且為光反應(yīng)提供adp和pi 光能 atp 活躍化學(xué)能 ch2o 穩(wěn)定化學(xué)能 atp 活躍化學(xué)能 基質(zhì) 卡爾文循環(huán) 酶 h2o adp pi 2c3 ch2o 暗反應(yīng)階段 光反應(yīng)階段 色素 atp o2 h 光能轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能 atp 活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化學(xué)能 糖類 co2 c5 固定 還原 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 并且放出氧氣的過程 判斷 1 光合作用的光反應(yīng)階段在白天進(jìn)行 暗反應(yīng)階段在晚上進(jìn)行 2 光反應(yīng)必須在有光照的條件下進(jìn)行 3 黑暗的條件下有利于暗反應(yīng)的進(jìn)行 4 光反應(yīng)階段與暗反應(yīng)階段是彼此獨(dú)立的 光反應(yīng)與暗反應(yīng)幾乎是同時進(jìn)行的 對 暗反應(yīng)與光照無關(guān) 既有區(qū)別 又有緊密聯(lián)系 右圖是一個研究光合作用過程的實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)前溶液中加入adp pi 葉綠體等 實(shí)驗(yàn)過程中有機(jī)物的合成如下圖 請分析 ab段 無co2 所以沒有有機(jī)物合成 bc段 因?yàn)閍b段提供了充足的 h 和atp 暗反應(yīng)進(jìn)行 有機(jī)物合成率迅速上升 cd段 因?yàn)闊o光照 隨著 h 和atp的不斷消耗 暗反應(yīng)減弱 有機(jī)物合成率下降 有機(jī)物合成率 時間 光照無co2 黑暗有co2 例題4 光合作用過程的正確順序是 二氧化碳的固定 氧氣的釋放 葉綠素吸收光能 水的光解 三碳化合物被還原a b c d 例題5 在暗反應(yīng)中 固定二氧化碳的物質(zhì)是 a 三碳化合物b 五碳化合物c d 氧氣 d b 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 用作 圖中d是 在葉綠體中合成d所需的能量來自 圖中g(shù)是 f是 j是 圖中的h表示 i表示 h為i提供 2 h2o h 基質(zhì) 還原劑 atp 光能 光反應(yīng)階段 h 和atp 色素 c5化合物 c3化合物 ch2o 糖類 暗反應(yīng)階段 1 在光合作用過程中 若切斷光源 其他正常 物質(zhì)會增多 物質(zhì)會減少 2 在光合作用過程中 若停止co2供給 其他正常 物質(zhì)會增多 物質(zhì)會減少 a c3b c5c h d ch2o a bcd bc ad 光合作用的探究歷程 植物能更新空氣 綠葉 光照 光 o2 淀粉 有機(jī)物中的碳 化學(xué) h2o 有人重復(fù)了普利斯特利的實(shí)驗(yàn) 得到相反的結(jié)果 認(rèn)為植物也能使空氣變污濁 為什么 無光時 植物不能進(jìn)行光合作用 只進(jìn)行細(xì)胞呼吸 普利斯特利的實(shí)驗(yàn) 1864年 德國 薩克斯實(shí)驗(yàn) 酒精脫色 討論 1 按處理的目的是什么 2 為什么要酒精脫色 3 變藍(lán)色的部位遮光還是未遮光 同位素標(biāo)記法 h2o h218o c18o2 o2 co2 18o2 光合作用釋放的o2來自于h2o 結(jié)論 同位素可用于追蹤物質(zhì)的運(yùn)行和變化規(guī)律 用同位素標(biāo)記的化合物 化學(xué)性質(zhì)不會改變 科學(xué)家通過追蹤同位素標(biāo)記的化合物 可以弄清化學(xué)反應(yīng)的詳細(xì)過程 光 色素 酶 co2 h2o 有機(jī)物 o2 酶 光能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的化學(xué)能 有機(jī)物中的化學(xué)能釋放出來 無機(jī)物合成有機(jī)物 有機(jī)物分解為無機(jī)物 物質(zhì)可循環(huán)利用 含葉綠體的細(xì)胞 所有活細(xì)胞 葉綠體 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體 光合作用原理的應(yīng)用 co2 h2o ch2o o2 光照 長短 強(qiáng)弱 光譜 二氧化碳 水分溫度 ph礦質(zhì)元素 植物種類 等等 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上許多增加農(nóng)作物產(chǎn)量的措施 是為了提高光合作用的強(qiáng)度 簡單地說 是指植物在單位時間內(nèi)通過光合作用制造糖類的數(shù)量 影響光合作用的因素有哪些呢 探究光照強(qiáng)弱對光合作用強(qiáng)度的影響 光照強(qiáng)度 co2吸收 co2釋放 一光照強(qiáng)度對光合作用的影響 a b c a 光照強(qiáng)度為0 只進(jìn)行呼吸作用 b 光合作用與呼吸作用強(qiáng)度相等 稱為光補(bǔ)償點(diǎn) c 光合作用強(qiáng)度不再隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)而增強(qiáng) 稱為光飽和點(diǎn) 不同植物光補(bǔ)償點(diǎn)不同 陰生植物光補(bǔ)償點(diǎn)低 陽生植物高 適當(dāng)提高光照強(qiáng)度有利于光合作用 總光合作用值 凈光合作用值 右圖表示的是光照強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度之間關(guān)系的曲線 該曲線是通過實(shí)測一片葉子在不同光照強(qiáng)度條件下的co2吸收和釋放的情況 你認(rèn)為下列四個選項(xiàng)中 能代表細(xì)胞中發(fā)生的情況與b點(diǎn)相符的是 c p106拓展題 7 10時 光照強(qiáng)度逐漸增強(qiáng) 12時 溫度過高 氣孔關(guān)閉 co2供給減少 14 17時 光照強(qiáng)度逐漸減弱 1 為什么7 10時 光合作用不斷增強(qiáng) 2 為什么12時 光合作用明顯減弱 3 為什么14 17時 光合作用不斷下降 下圖是夏季晴朗的白天 某種綠色植物葉片光合作用強(qiáng)度的曲線圖 分析曲線圖并回答 co2過高 氣孔關(guān)閉或細(xì)胞中毒 抑制光合作用 二co2濃度對光合作用強(qiáng)度的影響 達(dá)到最大光合速率 酶飽和 光合強(qiáng)度保持不變 隨co2的濃度增加 光合作用增強(qiáng) co2太低 光合作用太弱 呼吸消耗 光合產(chǎn)出 影響光合作用強(qiáng)