光合作用复习1.ppt

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1、二二 光合作用的原理和应用光合作用的原理和应用第第4节节 能量之源能量之源光与光合作用光与光合作用基质基质类囊体类囊体基粒基粒酶酶色素色素知识回顾知识回顾外膜外膜内膜内膜年代年代科学家科学家结论结论17711771普利斯特利普利斯特利17791779英格豪斯英格豪斯18451845R.R.梅耶梅耶18641864萨克斯萨克斯19391939鲁宾鲁宾 卡卡门门2020世纪世纪4040年代年代卡尔文卡尔文一、光合作用的探索历程一、光合作用的探索历程植物可以更新空气植物可以更新空气只有只有在光照下在光照下只有绿叶才可以更新空气只有绿叶才可以更新空气植物在光合作用时植物在光合作用时把光能转变把光能转变

2、成了化学能成了化学能储存起来储存起来绿色叶片光合作用绿色叶片光合作用产生淀粉产生淀粉光合作用释放的光合作用释放的氧氧来自来自水水光合产物中有机物的光合产物中有机物的碳碳来自来自COCO2 2普利斯特利（英）实验普利斯特利（英）实验 17711771萨克斯（德）实验萨克斯（德）实验 18641864暗处理暗处理光照光照酒精酒精脱色脱色碘蒸气处理碘蒸气处理 20世纪世纪30年代，鲁宾和卡门（美）的年代，鲁宾和卡门（美）的同位素标记实验：同位素标记实验：C18O2O2H2OCO218O2H218O 经过前面的研究，我们已经知道绿色植物经过前面的研究，我们已经知道绿色植物 的的叶片叶片在光照下，吸收二

3、氧化碳和水，产生在光照下，吸收二氧化碳和水，产生氧气和有机物。氧气和有机物。 这些变化是发生在植物叶片细胞的那种结构这些变化是发生在植物叶片细胞的那种结构中的呢？中的呢？18871887年恩格尔曼的实验年恩格尔曼的实验光合作用原料、产物、条件、场所各是什么？光合作用原料、产物、条件、场所各是什么？COCO2 2 + H+ H2 2O O光能光能叶绿体叶绿体(CH(CH2 2O) + OO) + O2 2COCO2 2和和H H2 2O O、（、（CHCH2 2O O）和）和O O2 2 、 光、叶绿体光、叶绿体捕获光能的色素和结构捕获光能的色素和结构1 1、提取绿叶的色素、提取绿叶的色素 原理

4、：原理：色素能溶解色素能溶解在有机溶剂在有机溶剂无水乙醇中，无水乙醇中，所以可用无水乙醇提取所以可用无水乙醇提取色素。色素。称取称取5g的绿叶，剪碎，放入研钵中。的绿叶，剪碎，放入研钵中。一、绿叶中色素的提取和分离一、绿叶中色素的提取和分离（二氧化硅二氧化硅有助于研磨得充分有助于研磨得充分，碳酸钙可，碳酸钙可防止研磨中色素被破坏防止研磨中色素被破坏。）。）少许二氧化硅和碳酸钙少许二氧化硅和碳酸钙再放入再放入10mL10mL无水乙醇无水乙醇迅速、充分的研磨迅速、充分的研磨 将研磨液迅速倒入玻将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤。璃漏斗中进行过滤。收集滤液收集滤液, ,封口。封口。制备滤纸条制备滤纸

5、条铅笔线铅笔线画铅笔细线画铅笔细线画滤液细线画滤液细线细、直细、直、齐齐 重复重复2 23 3次次2 2、分离绿叶中的色素、分离绿叶中的色素 纸层析法纸层析法原理：原理：不同色素随层析液在滤纸上扩散速度不同色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。不同，从而分离色素。层析液层析液培养皿培养皿 纸层析纸层析色素在层析液体中溶解度大，扩散速度快；溶解度色素在层析液体中溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。小，扩散速度慢。注意：层析液不能没及滤液线注意：层析液不能没及滤液线（石油醚）（石油醚）蓝绿色蓝绿色黄绿色黄绿色橙黄色橙黄色黄黄 色色胡胡爷爷爱爱币币3 3、色素的种类、色素的种类分析

6、：为什么植物春夏叶子翠绿，而深秋则叶片金分析：为什么植物春夏叶子翠绿，而深秋则叶片金黄呢？黄呢？ 由于叶绿素的含量大大超过类由于叶绿素的含量大大超过类胡萝卜素，而使类胡萝卜素的胡萝卜素，而使类胡萝卜素的颜色被掩盖，只显示出叶绿素颜色被掩盖，只显示出叶绿素的绿色的绿色由于叶绿素比类胡萝卜素易由于叶绿素比类胡萝卜素易受到低温的破坏，秋季低温受到低温的破坏，秋季低温使叶绿素大量破坏，而使类使叶绿素大量破坏，而使类胡萝卜素的颜色显示出来胡萝卜素的颜色显示出来二、色素的作用二、色素的作用 实验表明：叶绿素主要吸收实验表明：叶绿素主要吸收红光和蓝紫光红光和蓝紫光，类胡萝卜，类胡萝卜素主要吸收素主要吸收蓝紫

7、光蓝紫光。色素对绿光吸收最少。色素对绿光吸收最少。光谱仪测定的叶绿素的吸收光谱光谱仪测定的叶绿素的吸收光谱 恩格尔曼在证明了光合作用的放氧部位是叶绿恩格尔曼在证明了光合作用的放氧部位是叶绿体后，紧接着又做了一个实验：他用透过三棱镜的体后，紧接着又做了一个实验：他用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，结果见下图：光照射水绵临时装片，结果见下图： 如何解释好氧细菌主要聚集在红光和蓝紫光照如何解释好氧细菌主要聚集在红光和蓝紫光照射的水绵细胞附近？射的水绵细胞附近？1.1.场所：场所：2.2.动力：动力：3.3.原料：原料：4.4.产物：产物： 通过以上的研究和探索，你知道光合作用的通过以上的研究和探索，

8、你知道光合作用的场所、动力、原料、产物是分别是什么吗？场所、动力、原料、产物是分别是什么吗？三、光合作用总反应式：三、光合作用总反应式： 概念：概念：绿色植物通过绿色植物通过叶绿体叶绿体，利用，利用光能光能，把，把二氧二氧化碳和水化碳和水转化成储存着能量的转化成储存着能量的有机物有机物，并且释放，并且释放出出氧气氧气的过程。的过程。 你能用一个化学反应式表示出来吗你能用一个化学反应式表示出来吗? ?叶绿体叶绿体光能光能二氧化碳二氧化碳 水水糖类糖类 氧气氧气H2O水的光解水的光解O2H ADP+Pi 酶酶ATPco2C52c3固固定定供氢供氢酶酶供能供能还还原原(CH2O)多种酶多种酶参加催化

9、参加催化光能光能光合作用过程图解光合作用过程图解光反应光反应暗反应暗反应类囊体薄膜类囊体薄膜叶绿体基质叶绿体基质 H2O水的光解水的光解O2H ADP+Pi 酶酶ATP光反应光反应光能光能条件：条件：光、光、 色素、色素、 酶酶场所：场所：叶绿体类囊体薄膜上叶绿体类囊体薄膜上反反应应:水的光解：水的光解：ATP的合成：的合成： 光光 叶绿体中的色素叶绿体中的色素H2O H+O2酶酶 ADP + Pi + 光能光能 ATP光能光能能量转变：能量转变：ATP中活跃的化学能中活跃的化学能光光反反应应阶阶段段H2O水的光解水的光解H ADP+Pi 酶酶ATPco2C5光反应光反应2c3固固定定供氢供氢

10、酶酶供能供能还还原原(CH2O)多种酶多种酶参加催化参加催化暗反应暗反应光能光能O2暗暗反反应应阶阶段段条件条件 ：场所：场所：反应反应:能量转变：能量转变：产物：产物：不需光，需多种酶不需光，需多种酶, H, ATP, CO2叶绿体基质中叶绿体基质中C3的还原：的还原：CO2的固定：的固定： CO2C5 2C3C3+H (CH2O)+C5酶酶ATPADP+Pi（CH2O ）、）、 ADP 、 PiATP中中活跃活跃的化学能的化学能有机物中有机物中稳定稳定的化学能的化学能CO2CO2浓度不浓度不变变光反应光反应 HHATPATPO O2 2C C3 3C C5 5（CHCH2 2O O）光照光

11、照减弱减弱 光照光照增强增强H2OCO2HO2酶多种酶ADP+ PiADP+ PiATPATPC52C3（CH2O）H2O水的光解水的光解形成形成ATPATPCOCO2 2的固定的固定C3C3的还原的还原(1) (1) 光照条件对各种物质合成量的影响：光照条件对各种物质合成量的影响：积累、积累、增加增加消耗、消耗、减少减少光照不变光照不变暗反暗反应应C C3 3C C5 5HHATPATPO O2 2（CHCH2 2O O）COCO2 2浓度浓度减少减少 COCO2 2浓度浓度增加增加H2OCO2HO2酶酶多种酶多种酶ADP+ PiADP+ PiATPATPC52C3（CH2O）H2O水的光解

12、水的光解形成形成ATPATPCOCO2 2的固定的固定C3C3的还原的还原(2) (2) COCO2 2浓度条件对各种物质合成量的影响：浓度条件对各种物质合成量的影响： 整个光合作用过程中的物质变化和能量变化分别整个光合作用过程中的物质变化和能量变化分别是什么？是什么？O元素元素C元素的转移方向如何？元素的转移方向如何？物质变化：物质变化：无机物无机物能量变化：能量变化： 光能光能转变转变转变转变光合作用的实质：光合作用的实质：有机物有机物糖类等有机物糖类等有机物中的化学能中的化学能元素转移元素转移O元素元素:H2O O2C元素元素:C O2C3（CH2O）C5ATP中活跃中活跃的化学能的化学

13、能转变转变2626（广州一模）研究人员进行（广州一模）研究人员进行“利用沼液利用沼液（含大量氮、磷）培养小球藻去除（含大量氮、磷）培养小球藻去除COCO2 2”的研的研究，从中寻求减缓温室效应的途径。究，从中寻求减缓温室效应的途径。 （4 4）给小球藻提供）给小球藻提供1414COCO2 2，可追踪碳元素在光，可追踪碳元素在光合作用中的转移途径。请写出该途径：合作用中的转移途径。请写出该途径： 项目项目光反应光反应暗反应暗反应反应场所反应场所反应条件反应条件物质变化物质变化能量变化能量变化联系联系叶绿体的类囊体薄膜上叶绿体的类囊体薄膜上叶绿体的基质上叶绿体的基质上 光、色素、酶光、色素、酶AT

14、P、 H、 酶、酶、CO2光能光能 ATP中活跃的化中活跃的化学能学能ATP中活跃的化学能中活跃的化学能有机物中稳定化学能有机物中稳定化学能光反应为暗反应提供光反应为暗反应提供H和和ATP，暗反应产生，暗反应产生ADP和和Pi为光反应提供原料为光反应提供原料小结：光合作用光反应和暗反应的比较小结：光合作用光反应和暗反应的比较水的光解；水的光解；ATP的合成的合成CO2的固定；的固定； C3的还原的还原四、光合作用原理的应用四、光合作用原理的应用1、影响、影响光合作用强度光合作用强度的因素？的因素？COCO2 2的浓度，光照的长短与强弱；光的成分；温度的高的浓度，光照的长短与强弱；光的成分；温度

15、的高低、必需矿物质元素、水分等。低、必需矿物质元素、水分等。例：适当提高例：适当提高CO2的浓度（温的浓度（温室大棚），增加光照时间和光室大棚），增加光照时间和光照强度，农作物间距合理，选照强度，农作物间距合理，选择适当的光源等。择适当的光源等。2、如何提高农作物的产量？、如何提高农作物的产量？五、化能合成作用五、化能合成作用 自养生物自养生物 以以光光为能源，以为能源，以CO2和和H2O（无机物无机物）为原料合成）为原料合成糖类（糖类（有机物有机物），糖类中储存着由光能转换来的能量。），糖类中储存着由光能转换来的能量。例如例如绿色植物绿色植物。光能自养生物光能自养生物 异养生物异养生物 只能

16、利用环境中只能利用环境中现成的有机物现成的有机物来维持自身的生来维持自身的生命活动。例如命活动。例如人、动物、真菌及大多数的细菌人、动物、真菌及大多数的细菌。2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量能量硝化细菌硝化细菌2HNO2+O2 2HNO3+能量能量硝化细菌硝化细菌6CO2+6H2O C6H12O6+6O2能量能量化能合成作用化能合成作用 利用环境中某些利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量无机物氧化时所释放的能量来来制造有机物。少数的制造有机物。少数的细菌，如硝化细菌细菌，如硝化细菌。化能自养生物化能自养生物 光能自养生物与化能自养生物有光能自养生物与化能自养生物有什么不同点？什么

17、不同点？所需的能量来源不同（光能、化学能）所需的能量来源不同（光能、化学能）根据获取有机物的方式不同，可以将生物分为：根据获取有机物的方式不同，可以将生物分为：自养生物自养生物异养生物异养生物光能自养生物光能自养生物化能自养生物化能自养生物（绿色植物）（绿色植物）（硝化细菌等）（硝化细菌等）2.绿色植物在暗处不能放出氧气绿色植物在暗处不能放出氧气是因为是因为 （ ） ACO2的固定受阻的固定受阻B三碳化合物的还原需要光三碳化合物的还原需要光C水的分解不能进行水的分解不能进行D五碳化合物的再生困难五碳化合物的再生困难C3、光合作用不在叶绿体类囊光合作用不在叶绿体类囊体薄膜上进行的是体薄膜上进行的

18、是( ( ) )A.ADP+Pi+A.ADP+Pi+能量能量 ATP ATP B.B.氧气的产生氧气的产生C.C.二氧化碳的固定二氧化碳的固定 D.HD.H的产生的产生C4.4.下图是小球藻进行光合作用示意图，图下图是小球藻进行光合作用示意图，图中物质中物质A A与物质与物质B B的分子量之比是（的分子量之比是（ ）C18O2AH2OCO2BH218O光照射下光照射下的小球藻的小球藻A： B：16O218O2D5.下下 图是光合作用过程图解，请分析后回答下列图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：问题：图中图中B是是 ， 它来自于它来自于的分解。的分解。图中图中C是是 ，它被传递到叶绿体的，它被传递到叶绿体的 部位，用于部位，用于 。图中图中D是是 ，在叶绿体中合成，在叶绿体中合成D所需的能量来自所需的能量来自 图中的图中的H表示表示 ， H为为I提供提供。光光H2OBACDE+PiFGCO2JHI2水水H基质基质C3的还原的还原ATP色素吸收的光能色素吸收的光能光反应光反应H和和ATP