能量之源光與光合作用

能量之源光與光合作用第一頁，共三十四頁，2022年，8月28日第四節(jié)

能量之源—光與光合作用一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)二光合作用的原理和應(yīng)用太陽的光能又是通過什么途徑進(jìn)入植物體內(nèi)的？第二頁，共三十四頁，2022年，8月28日綠葉中會有哪些種類的色素呢？它們分別是什么顏色的？各種色素在綠葉的含量相同嗎？捕獲光能的色素想一想，該怎么辦？第三頁，共三十四頁，2022年，8月28日綠葉中色素的提取和分離操作步驟：提取色素制備濾紙條畫濾液細(xì)線分離色素觀察與記錄第四頁，共三十四頁，2022年，8月28日葉綠體中的色素

IIIIIIIIIIIII橙黃色……...….胡蘿卜素

IIIIIIIIIIIII黃色............…葉黃素

IIIIIIIIIIIII藍(lán)綠色....………葉綠素aIIIIIIIIIIIII黃綠色…...…….葉綠素b第五頁，共三十四頁，2022年，8月28日

葉綠體中的色素葉綠素類胡蘿卜素葉綠素a(藍(lán)綠色)葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）吸收紅光和藍(lán)紫光吸收藍(lán)紫光3/41/4第六頁，共三十四頁，2022年，8月28日葉綠體中的色素主要吸收紅橙光和藍(lán)紫光葉片為什么往往是綠色的呢？第七頁，共三十四頁，2022年，8月28日葉綠素中的吸收光譜0400500600700nm50100葉綠素b葉綠素a第八頁，共三十四頁，2022年，8月28日這些捕獲光能的色素存在于細(xì)胞中的什么部位呢？第九頁，共三十四頁，2022年，8月28日葉綠體的結(jié)構(gòu)葉綠體的結(jié)構(gòu)僅僅是吸收光能嗎？這些囊狀結(jié)構(gòu)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。第十頁，共三十四頁，2022年，8月28日1880年，恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)隔絕空氣黑暗，用極細(xì)光束照射完全暴露在光下水綿和好氧細(xì)菌的裝片結(jié)論：氧是由

葉綠體釋放出來的，

葉綠體是光合作用的場所。

光合作用需要光照。第十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日光合作用的探究歷程第十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日第十三頁，共三十四頁，2022年，8月28日1771年（英）普里斯特利的實(shí)驗(yàn)植物可以更新空氣；第十四頁，共三十四頁，2022年，8月28日1779年，荷蘭科學(xué)家英格豪斯的實(shí)驗(yàn)；1785年，明確綠葉在光下放出的是氧氣，吸收的是二氧化碳；1845年，梅耶指出，植物在進(jìn)行光合作用時(shí)，把光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能儲存起來；第十五頁，共三十四頁，2022年，8月28日1864年，薩克斯(德)的實(shí)驗(yàn)（置于暗處幾小時(shí)）思考：目的是什么？消耗掉葉片中原有的有機(jī)物（例淀粉）一半遮光一半曝光第十六頁，共三十四頁，2022年，8月28日1864年，（德）薩克斯的實(shí)驗(yàn)綠色葉片中光合作用中產(chǎn)生了淀粉；第十七頁，共三十四頁，2022年，8月28日20世紀(jì)30年代，魯賓和卡門（美）的同位素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)：結(jié)論：光合作用產(chǎn)生的氧氣全部來自水，而不是來自CO2。第十八頁，共三十四頁，2022年，8月28日光合作用的概念：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，并且釋放出氧氣的過程。什么是光合作用呢？第十九頁，共三十四頁，2022年，8月28日光合作用的原理和應(yīng)用（一）光合作用的過程CO2+H2O*

(CH2O)+O2*總反應(yīng)式:包括兩個階段:1.光反應(yīng)2.暗反應(yīng)葉綠體光6CO2＋12H2O→C6H12O6＋6O2＋6H2O第二十頁，共三十四頁，2022年，8月28日色素分子可見光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[H]多種酶酶（CH2O）、H2OCO2吸收光解能固定還原酶光反應(yīng)暗反應(yīng)光合作用的過程第二十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日過程：光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段的比較光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段進(jìn)行部位條件物質(zhì)變化能量變化聯(lián)系葉綠體基粒囊狀結(jié)構(gòu)中葉綠體基質(zhì)中光、色素和酶ATP、NADPH、多種酶光能轉(zhuǎn)換成電能再變成活躍的化學(xué)能（ATP、NADPH中）活躍的化學(xué)能變成穩(wěn)定的化學(xué)能光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供NADPH和ATP暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應(yīng)合成ATP提供原料水的光解2H2O→4[H]+O2合成ATPADP+Pi

→ATP光酶光能CO2的固定CO2+C5→2C3ATP

的分解ATPADP+Pi三碳的還原2C3→→C6H12O6酶酶ATP[H]

酶第二十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日光合作用的重要意義包括人類在內(nèi)的幾乎所有生物的生存提供了物質(zhì)來源和能量來源維持大氣中氧氣和二氧化碳含量的相對穩(wěn)定促進(jìn)生物進(jìn)化從物質(zhì)轉(zhuǎn)變和能量轉(zhuǎn)變的過程來看，光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝第二十三頁，共三十四頁，2022年，8月28日影響光合作用的因素①光照強(qiáng)度真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率第二十四頁，共三十四頁，2022年，8月28日②溫度光合作用呼吸作用t吸收或釋放量CO2第二十五頁，共三十四頁，2022年，8月28日③CO2濃度b:CO2的補(bǔ)償點(diǎn)c:CO2的飽和點(diǎn)a—b:CO2太低，農(nóng)作物消耗光合產(chǎn)物；b—c:隨CO2的濃度增加，光合作用強(qiáng)度增強(qiáng)；c—d:CO2濃度再增加，光合作用強(qiáng)度保持不變；d—e:CO2深度超過一定限度，將引起原生質(zhì)體中毒或氣孔關(guān)閉，抑制光合作用。acbde第二十六頁，共三十四頁，2022年，8月28日N：光合酶及NADP+和ATP的重要組分P：NADP+和ATP的重要組分；維持葉綠體正常結(jié)構(gòu)和功能K：促進(jìn)光合產(chǎn)物向貯藏器官運(yùn)輸Mg：葉綠素的重要組分④礦質(zhì)營養(yǎng)第二十七頁，共三十四頁，2022年，8月28日

影響光能利用率的因素在生產(chǎn)中的應(yīng)用：延長光合作用時(shí)間增加光合作用面積光能利用率光合作用效率(輪作)(合理密植：間種、套種)1、光照強(qiáng)度、光質(zhì)2、CO2濃度3、溫度4、礦質(zhì)元素（合理施肥）5、水（合理灌溉）應(yīng)根據(jù)植物的生活習(xí)性因地制宜地種植植物。第二十八頁，共三十四頁，2022年，8月28日五、光合作用和呼吸作用中的化學(xué)計(jì)算光合作用反應(yīng)式：6CO2＋12H2O→C6H12O6＋6O2＋6H2O呼吸作用反應(yīng)式：有氧：C6H12O6＋6O2＋6H2O→6CO2＋12H2O無氧：C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2(植物)實(shí)測CO2吸收量＝光合作用CO2吸收量-呼吸作用CO2釋放量實(shí)測O2釋放量＝光合作用O2釋放量-呼吸作用O2消耗量第二十九頁，共三十四頁，2022年，8月28日化能合成作用自然界中少數(shù)種類的細(xì)菌，雖然細(xì)胞內(nèi)沒有色素，不能進(jìn)行光合作用，但是能夠體外環(huán)境中某些無機(jī)物釋放的能量來制造有機(jī)物，這種合成作用，叫做化能合成作用。例：硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌、氫細(xì)菌等第三十頁，共三十四頁，2022年，8月28日評價(jià)反饋1、光合作用可以分為

和

兩個階段，在

階段中，葉綠素分子利用所吸收的光能將

分為

和

,其中的

以分子狀態(tài)釋放出來,

是活潑的還原劑，同時(shí)光能轉(zhuǎn)變成

并存儲在高能化合物

中。光反應(yīng)暗反應(yīng)光反應(yīng)H2OO2〔H〕O2ATP〔H〕化學(xué)能第三十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日2、在光合作用的

階段,CO2首先與

結(jié)合，這個過程叫做

，結(jié)合后形成兩個

,

該物質(zhì)在

和

的作用下，被還原劑

還原，經(jīng)過一系列復(fù)雜的變化，最終形成

，同時(shí)還完成了

的再生過程，使該反應(yīng)不斷進(jìn)行下去。暗反應(yīng)C5化合物CO2的固定C3化合物ATP酶〔H〕葡萄糖和H2OC5化合物第三十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日【例題3】測定植物光合作用的速率，最簡單有效的方法是測定：A.植物體內(nèi)葡萄糖的氧化量B.植物體內(nèi)葉綠體的含量C.二氧化碳的消耗量D.植物體內(nèi)水的消耗量【例題4】如果做一個實(shí)驗(yàn)測定藻類植物是否完成光反應(yīng),最好是檢測其:A.葡萄糖的形成B.淀粉的形成C.氧氣的釋放D.CO2的吸收量第三十三頁，共三十四頁，2022年，8月28日〖例5〗將某一綠色植物置于密閉的玻璃容器內(nèi)，在一定條件下不給光照，CO2的含量每小時(shí)增加8mg，給予充足光照后，容器內(nèi)CO2的含量每小時(shí)減少36mg，若上述光照條件下光合作用每小時(shí)能產(chǎn)生葡萄糖30mg，請回答：（1）比較在上述條件下，光照時(shí)呼吸作用的強(qiáng)度與黑暗時(shí)呼吸作用的強(qiáng)度差是

mg。（2）在光照時(shí)，該植物每小時(shí)葡萄糖凈生產(chǎn)量是

mg。