捕獲光能的色素和結構課件

第4節(jié)能量之源－－光與光合作用一、捕獲光能的色素和結構紙層析法1．實驗原理提?。簞e離：別離方法：無水乙醇；層析液色素不溶于水，而溶于有機溶劑各種色素在層析液中溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，反之那么慢，從而使各種色素相互別離。SiO2:有助于研磨更充分CaCO3：使用的試劑和用品防止色素被破壞無水乙醇、層析液一、綠葉中色素的提取和別離方法步驟：4.別離綠葉中的色素3.畫濾液細線2.制備濾紙條1.提取綠葉中的色素5.觀察與記錄實驗步驟：〔一〕提取色素：1.研磨材料:5g新鮮綠葉藥品SiO2——使研磨充分CaCO3

—中和酸性物質(zhì)，防止色素被破壞10ml無水乙醇—溶解色素原理：色素能溶解在有機溶劑無水乙醇中，所以可用無水乙醇提取色素。一、綠葉中色素的提取和別離

進行快速、充分的研磨2.過濾：將研磨液迅速倒入玻璃漏斗〔基部放置單層尼龍布〕，獲取綠色濾液，及時用棉塞將試管口封嚴。過濾葉脈及二氧化硅等防止乙醇揮發(fā),葉綠素氧化分解〔二〕.制備濾紙條畫鉛筆細線將枯燥的定性濾紙剪成稍小于試管長與直徑的濾紙條，將一端減去兩角，并在距這一端1厘米處用鉛筆畫一條細線。

剪角的目的：防止兩側色素擴散快，色素帶不整齊鉛筆線〔三〕.畫濾液細線用毛細吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻劃出一條細線，濾液細線要求：細、齊、直。

待濾液干后，重復1-2次，目的：積累更多色素，使色素別離效果更明顯。防止色素帶重疊、影響別離效果4.別離色素：取適量層析液倒入燒杯中，將濾紙條輕插入層析液中〔濾液細線不能觸及層析液，以防止色素溶解于層析液中而無法別離〕，用培養(yǎng)皿蓋住〔防止層析液揮發(fā)〕。插濾紙條層析液培養(yǎng)皿5.觀察與記錄葉綠素類胡蘿卜素〔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〕綠葉中的色素葉片為什么往往是綠色的？綠葉中的色素主要吸收紅光和藍紫光葉綠素溶液葉綠素：吸收藍紫光和紅光類胡蘿卜素：吸收藍紫光葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜葉綠體色素具有吸收光能的作用3.別離結果〔1〕葉片呈現(xiàn)綠色的原因是什么？〔2〕為什么許多植物到了秋天葉子就變黃了？紅葉是怎么回事呢？綠葉幾乎不吸收綠光，把綠光反射出來呈現(xiàn)綠色

葉綠素不穩(wěn)定，低溫把葉綠素分解，使葉片呈現(xiàn)類胡蘿卜的顏色

紅葉是由葉子的花青素和胡蘿卜素引起的〔3〕根據(jù)不同色素對不同波長的光的吸收不同的特點，想一想溫室或大棚種植蔬菜時，應選擇什么顏色的玻璃、塑料薄膜或補充光源？白色最好，其次是紅光或藍光，最次是綠光第4節(jié)能量之源－－光與光合作用二、光合作用原理和應用一段時間后一段時間后一、1771年普利斯特利實驗普利斯特利實驗結論：植物可以更新空氣。二、1779年，荷蘭的英格豪斯結論1：只有在光下植物才能更新空氣。結論2：植物體的綠葉在光下才能更新空氣。普利斯特利的實驗只有在陽光照射下才能成功1845年，德國科學家梅耶指出：植物在進行光合作用時，把光能轉(zhuǎn)換成化學能儲存起來。光能轉(zhuǎn)換成化學能，貯存于什么物質(zhì)中呢？光合作用吸收CO2

，釋放O2

，還可能消耗了H2O

，那么最終的產(chǎn)物應該是什么呢？三、1864年,德國植物學家薩克斯實驗綠色葉片黑暗處理曝光遮光碘蒸汽不變藍48小時2小時變藍結論：1.光合作用的產(chǎn)物是淀粉2.光合作用需要光2023/11/13氧是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所實驗結論：(1)選材之妙：(2)排除干擾：(3)觀測指標：(4)實驗對照：實驗巧妙之處：水綿有帶狀葉綠體，螺旋分布在細胞中，便于觀察和分析。將臨時裝片放在黑暗和無空氣的環(huán)境中是為了排除環(huán)境中光線和O2

的影響。通過極細光束照射和好氧細菌的分布進行檢測，能夠準確判斷出水綿細胞中產(chǎn)生O2的部位。進行黑暗(局部光照)和曝光的比照實驗，從而明確實驗結果完全是由光照引起的。同位素標記法實驗結論：光合作用釋放的氧全部來自H2O五、光合作用釋放的O2到底是來自H2O，還是CO2呢？C18O2O2CO218O2光照下的球藻懸液20世紀４0年代,美國科學家卡爾文(M.Calvin)1939年美國魯賓卡門CO2碳的同位素C14CO214(CH2O)+O214CO2+H2O14光能葉綠體產(chǎn)物:淀粉條件:光1771年，英國普利斯特利原料:水1880年，美國恩格爾曼20世紀30年代，美國魯賓與卡門1864年，德國薩克斯1664年，比利時海爾蒙特原料和產(chǎn)物:更新空氣(二氧化碳和氧氣)產(chǎn)物氧來自于水場所:葉綠體條件:光CO2+H2O光能C6H12O6+O2葉綠體反應物產(chǎn)物條件場所1.場所：葉綠體2.動力：光3.原料：二氧化碳水4.產(chǎn)物：糖類氧氣

通過以上的研究和探索，你知道光合作用的場所、動力、原料、產(chǎn)物是分別是什么嗎？三、光合作用總反響式：CO2+H2O光能葉綠體〔CH2O)+O2二、光合作用的場所、動力、原料、產(chǎn)物：概念：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物，并且釋放出氧氣的過程。你能用一個化學反應式表示出來嗎?捕獲光能的結構結構：外膜、內(nèi)膜、基粒、基質(zhì)葉綠體含光合色素含光合作用有關酶位于基粒的類囊體薄膜上位于基粒上〔少量〕位于基質(zhì)中〔大量〕二.光合作用過程光反響暗反響劃分依據(jù):反響過程是否需要光能光反響在白天可以進行嗎？夜間呢？暗反響在白天可以進行嗎？夜間呢？有光才能反響有光、無光都能反響H2O類囊體膜酶Pi

＋ADPATP光反響階段[H]進入葉綠體基質(zhì)，參與暗反響供暗反響使用H2

O光2[H]+1/2O2酶ADP+Pi+能量ATP物質(zhì)變化水的光解：ATP的形成：場所：類囊體薄膜光能能量轉(zhuǎn)變：ATP中活潑的化學能暗反響階段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ATP[H]場所：葉綠體基質(zhì)中物質(zhì)變化：CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的復原：ATP中活潑的化學能能量轉(zhuǎn)變：有機物中穩(wěn)定的化學能[H]ATP酶(CH2O)+2C3C5葉綠體中的色素H2O

①水的光解O2[H]ADP+Pi

酶②ATPco2C5光反應2c3①固定供氫酶酶供能②還原(CH2O)[糖類]多種酶參加催化暗反應元素轉(zhuǎn)移O元素:H2＊O

＊O2C元素:＊C

O2＊C3＊CH2O四、光合作用的過程光能光反響和暗反響的比較類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)中光、色素、酶、水、ADP、Pi[H]、ATP、酶、

CO2、C52H2O光

4[H]+O2ADP+Pi+能量酶

ATP

CO2+C5

酶

2C3

2C3

ATP、[H]（CH2O）+C5酶光能→ATP中活潑的化學能ATP中活潑的化學能→有機物中穩(wěn)定的化學能暗反響ADP、Pi光反響[H]、ATP思考：[H]、ATP在葉綠體中的移動方向？類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)中3.探究外界條件變化時C5、C3、[H]等物質(zhì)含量的變化增加減少減少減少減少增加增加增加增加增加增加增加減少減少減少減少將植物栽培在適宜的光照、溫度和充足的CO2條件下。如果將環(huán)境中CO2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——能夠利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物的合成作用例如：硝化細菌、硫細菌、鐵細菌等少數(shù)種類的細菌四、化能合成作用NH3HNO2+能量硝化細菌HNO2HNO3+能量硝化細菌6CO2+6H2OC6H12O6+6O2能量化能合成作用自養(yǎng)生物:以CO2和H2O〔無機物〕為原料合成糖類〔有機物〕糖類中儲存著的能量。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。所需的能量來源不同〔光能、化學能〕光能自養(yǎng)生物綠色植物硝化細菌化能自養(yǎng)生物例如人、動物、真菌及大多數(shù)的細菌。3.在實驗中，葉片下降的原因是什么？葉片上浮的原因是什么？影響葉片上浮的外界因素主要是什么？4.本實驗每組小圓形葉片由10片改為3片可以嗎？答案1、該實驗的自變量是什么？如何控制？2、該實驗的因變量是什么？如何表示？一、探究光照強弱對光合作用強度的影響實驗2.實驗裝置分析：5、盛水玻璃柱起什么作用？6、用一組實驗裝置，通過移動燒杯改變臺燈與燒杯的距離來完成該實驗可以嗎？光照氣體溫度水分礦質(zhì)元素—光照強度、光照時間、光質(zhì)—空氣中CO2

濃度—影響酶的活性內(nèi)因——不同種類植物、不同發(fā)育期外因三、影響光合作用的因素細胞呼吸相等大于不再增強

小于光合作用溫度或二氧化碳濃度虛線：陰生植物實線：陽生植物〔2〕探究真正光合速率、凈光合速率和呼吸速率三者之間的關系凈〔表觀〕光合作用=真光合作用–呼吸作用1.測量呼吸速率？黑暗條件下，測量密閉容器中CO2增加量、O2減少的量、有機物減少量測量凈光合速率？將植物置于光下，測密閉容器中CO2減少的量、O2增加的量、有機物增加的量〔干重〕產(chǎn)生、生成量釋放、增加量固定、利用量吸收量、減少量制造、生產(chǎn)、合成、積累量、凈生產(chǎn)量生成的量這株植物在光下1小時光合作用共產(chǎn)生

克葡萄糖該葉片在10℃、5000勒克斯的光照條件下，每小時光合作用所產(chǎn)生的氧氣量是

mg.。。。那么1小時積累的葡萄糖是

克。

根據(jù)關鍵字來判斷是總光合還是凈光合？在25℃條件下，這株植物在充分光照下1小時總共制造葡萄糖

克?？偣夂狭靠偣夂狭績艄夂狭靠偣夂狭繉⒛尘G色植物置于密閉玻璃罩內(nèi)，黑暗處理1h，罩內(nèi)CO2含量增加了25mg；再給以1h的充足光照，罩內(nèi)CO2減少了36mg，那么后一個小時光合作用固定了CO2____________mg。25+36=612.光的波長影響〔光質(zhì)〕色素吸收可見光中的紅光和藍紫光最多，吸收綠光最少。白光的光合效率比單色光高。3.光照時間的影響光照時間越長，產(chǎn)生的光合產(chǎn)物越多。措施：延長光合作用時間一天的時間光合作用效率O光照強度121311光合作用效率與光照強度、時間的關系ABCDE1015142、二氧化碳濃度對光合作用的影響〔1〕CO2作用曲線

二氧化碳含量很低時，綠色植物不能制造有機物。

在一定的濃度范圍內(nèi),光合作用速率隨CO2的濃度增大而加快，超過一定濃度光合作用速率趨于穩(wěn)定。ACO2濃度光合速率0B⑵在生產(chǎn)上怎樣提高CO2的濃度？①大田措施——通風透光〔正其行、通其風〕②溫室措施——施用氣體肥，提高CO2濃度③農(nóng)田使用農(nóng)家肥料，可以使土壤中微生物的數(shù)量增多，活動增強，分解有機物，放出二氧化碳3．溫度對光合作用速率的影響(1)溫度主要通過影響與光合作用有關酶的活性而影響光合作用速率。(2)應用：冬季，溫室栽培可適當提高溫度；晚上可適當降低溫度，以降低細胞呼吸消耗有機物。

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