1、能量之源光與光合作用第1頁第1頁捕獲光能色素和結構二光合作用原理和應用一二第2頁第2頁捕獲光能色素和結構 綠葉中色素提取和分離捕獲光能色素 綠葉中色素吸取光譜 葉綠體 結構功效第3頁第3頁（一）提取色素：1.研磨材料:5g鮮葉藥物SiO2CaCO3無水酒精原理：色素能溶解在丙酮或酒精等有機溶劑中，因此可用無水酒精提取色素。一、綠葉中色素提取和分離使研磨充足預防色素破壞溶解色素要求：要快速、充足（為何）第4頁第4頁2.過濾：獲取綠色濾液濾紙嗎？對著光：背著光：紅色綠色第5頁第5頁 色素隨層析液在濾紙上擴散速度不同，從而分離色素。擴散速度與色素在層析中溶解度關系：溶解度大，擴散速度快溶解度小，擴散

2、速度慢（二）分離色素原理：第6頁第6頁1.準備濾紙條鉛筆線畫鉛筆細線濾液細線畫濾液細線要求：細而直 重復23次剪去兩角原因？第7頁第7頁2.分離色素：插濾紙條層析液培養皿層析液不能沒及濾液線胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b（為何？）第8頁第8頁闡明色素種類色素第9頁第9頁二、色素作用 試驗表明：葉綠素主要吸取紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸取藍紫光。第10頁第10頁有些蔬菜大棚內懸掛紅色或藍色燈管，并且在白天也開燈。1.用這種辦法有什么好處？這樣做對光合作用有影響嗎？2. 用綠色能夠嗎？用這種辦法能夠提升光合作用強度，葉綠素吸取最多是藍紫光和紅光由于葉綠素對綠光吸取至少3.為何葉子呈現綠色？由于葉

3、綠素對綠光吸取至少，綠光被反射出來，因此呈綠色4.溫室大棚應選擇什么顏色玻璃、塑料薄膜？白色第11頁第11頁三、光合作用完整單位葉綠體其中基粒是由一個個囊狀結構堆疊而成，稱為4123類囊體吸取光能色素分布在？類囊體薄膜上思考：葉綠體中色素能吸取光能，是不是葉綠體只能吸取光能？有無其它功效？第12頁第12頁1880年，美國科學家恩格爾曼黑暗處用極細光束照射暴露在光下資料一第13頁第13頁水綿+好氧細菌黑暗無空氣極細光束照射完全暴露光下試驗過程1、氧氣是葉綠體釋放出來2、葉綠體是綠色植物進行光合作用場合試驗結論試驗巧妙之處1 選取水綿：含有細而長葉綠體并且其螺旋狀分布在細胞中。2 先放在黑暗無空氣

4、環境中：排除環境中光和氧氣影響。3 極細光束照射、好氧細菌檢測：快速準確地判斷出釋放氧氣部位。4 黑暗和極細光照射形成對比：明確指出結果完全是由光照引起。5 設置驗證試驗：完全暴露在光下，再一次驗證了試驗結果。好氧細菌集中在葉綠體被光束照射部位好氧細菌分布于葉綠體所有受光部位 第14頁第14頁資料二在類囊體上和基質中含有各種進行光合作用所必需酶為何說葉綠體是進行光合作用完整單位？葉綠體（含光合色素及相關酶）含光合酶外膜內膜基質基粒（含光合作用酶）第15頁第15頁多年前亞里士多德(Aristotle)1、問題：植物生長所需物質來自何處？認為：構成植物 體原料是土壤 植物增長重量=土壤減少重量光合

5、作用的探究歷程第16頁第16頁五年后2、1648年比利時海爾蒙特試驗柳樹增重80kg土壤只減少0.06kg結論：植物增重主要來自水分第17頁第17頁一段時間后一段時間后3、1771年英國普利斯特利試驗第18頁第18頁普利斯特利試驗結論：植物能夠更新空氣第19頁第19頁4、1779年，荷蘭 英格豪斯試驗實驗重復了500多次結論：只有在光照下只有綠葉才干夠更新空氣B組A組第20頁第20頁 1785年，發覺了空氣構成，科學家在明確綠葉在光下放出氣體是氧氣，吸取是二氧化碳第21頁第21頁5、 1845年，德國科學家梅耶指出：植物光合作用時，把光能轉換成化成化學能儲存起來。依據：能量轉換和守恒定律第22

6、頁第22頁二分之一曝光，二分之一遮光在暗處放置幾小葉片6、1864年薩克斯試驗暗處理光照酒精脫色結論:綠色葉片在光合作用中產生了淀粉碘蒸汽處理第23頁第23頁水綿+好氧細菌黑暗無空氣極細光束照射完全暴露光下試驗過程好氧細菌集中在葉綠體被光束照射部位好氧細菌分布于葉綠體所有受光部位 第24頁第24頁7、光合作用原料有水和二氧化碳，那么，光合作用釋放氧氣到底是來自二氧化碳還是來自水呢？伴隨技術進步，人們發覺了放射性同位素，利用放射性同位素做示蹤原子，為處理氧氣是來自水還是二氧化碳提供了技術手段。1939年，美國科學家魯賓和卡門利用同位素標識法,用18O做示蹤原子，對光合作用產物氧氣中氧起源進行了探

7、究。第25頁第25頁 返回1939年魯賓和卡門試驗第26頁第26頁光合作用產生有機物又是如何合成呢？20世紀40年代，美國科學家卡爾文利用放射性同位素14C標識14CO2做試驗研究這一問題。最終探明CO2中碳在光合作用中轉化成有機物中碳路徑，這一路徑稱為卡爾文循環。1961年諾貝爾化學獎得主第27頁第27頁問題討論 光合作用原料，產物，場合和條件是什么？你能用一個反應式表示出來嗎?光能CO2+H2O葉綠體（CH2O）+O2第28頁第28頁一、光合作用過程光反應暗反應劃分依據:反應過程是否需要光能第29頁第29頁H2O類囊體膜酶Pi ADPATP1.光反應階段色素光酶葉綠體內類囊體薄膜上水光解：

8、H2O H + O2光能（還原劑）ATP合成：ADPPi 能量（光能） ATP酶條件 ：場合：物質改變：能量改變：光能轉變為活躍化學能貯存在ATP中H第30頁第30頁CO2糖類 五碳化合物 C5 氨基酸脂肪CO2固定三碳化合物 2C3C3還原 基質各種酶H2O類囊體膜酶Pi ADPATPH第31頁第31頁CO2糖類 五碳化合物 C5 氨基酸脂肪CO2固定三碳化合物 2C3C3還原 基質各種酶HATP2.暗反應階段CO2固定：CO2C5 2C3酶C3還原：ATPH 、ADP+Pi條件：場合：物質改變：能量改變：葉綠體基質中各種酶、 ATP中活躍化學能轉變為糖類等 有機物中穩定化學能2C3 (CH

9、2O)酶糖類H 、ATP第32頁第32頁光反應暗反應酶酶酶小結色素 酶聯 系能量改變 物質改變場合條件光暗 反 應 光 反 應過程項目需要光 色素、酶不需要光 酶類囊體膜上基質中水光解；ATP合成CO2固定；C3還原 ATP中活 躍化學能ATP中活 躍化學能光能有機物中穩定化學能光反應 為 暗反應 提供 H 和ATP，暗反應 為 光反應 提供 ADP 和Pi 。第33頁第33頁葉綠體中色素光合作用過程光反應階段暗反應階段光能co2H2O水在光下分解C5ATPADP+Pi酶供能H供氫O2 固 定還 原各種酶參與催化(CH2O)氨基酸,脂肪酶 正常進行光合作用植物，忽然停止光照后，C3、C5、H

10、、ATP含量如何改變？若忽然停止CO2供應呢？H ATP C5 C3C3 C5H ATP 2C3第34頁第34頁光合作用概述1.光合作用概念2.光合作用意義把無機物合成有機物，不但是本身營養物質,并且是人和動物食物起源.將光能轉換成化學能，貯存在有機物中，提供了生命活動能量起源.維持了大氣成份基本穩定綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉化成儲存著能量有機物，并且釋放出氧氣過程。第35頁第35頁 整個光合作用過程中物質 改變和能量改變分別是什么？物質改變：無機物能量改變：光能轉變轉變光合作用實質：合成有機物，儲存能量。有機物糖類等有機物中化學能第36頁第36頁化能合成作用2NH3+3O

11、2 2HNO2+2H2O+能量 2HNO2+O2 2HNO3+能量 能量CO2+H2O (CH2O)+O2硝化細菌化能合成作用第37頁第37頁化能合成作用細菌利用體外環境中一些無機物氧化時所釋放能量來制造有機物，這種合成作用叫化能合成作用。除了硝化細菌外，自然界尚有鐵細菌、硫細菌屬于進行化能合成作用自養生物。第38頁第38頁1、營養物質包括有機物、無機鹽、水等2、依據獲取有機物方式不同，能夠將生物分為： 自養生物（無機物轉變成本身有機物）異養生物：將現成有機物轉變成本身有機物光能自養生物化能自養生物（綠色植物）（硝化細菌、硫細菌、鐵細菌等）第39頁第39頁光能12H2O+6CO2葉綠體 6O2

12、 +C6H12O6+6H2O光合作用強度表示辦法1、單位時間內光合作用產生有機物量2、單位時間內光合作用吸取CO2量3、單位時間內光合作用放出O2量第40頁第40頁單因子對光合作用速率影響分析1）光照2）溫度3）二氧化碳濃度4）水分5）礦質元素光合速率是光合作用強度指標，它是指單位時間內單位面積葉片合成有機物速率。環境原因對光合作用影響植物本身原因:遺傳（生物種類）、葉齡等光合速率影響原因第41頁第41頁AB光照強度0吸取CO2C釋放CO2細胞呼吸產生CO2量凈光合作用量真正（實際）光合作用量在A點含義：在B點含義：在C點含義：真正（實際）光合速率表觀（凈）光合速率呼吸速率。 （1）光照強度光

13、照強度為0，此時只進行呼吸作用，釋放CO2量為呼吸速率。光合作用速率呼吸作用速率。隨光照強度增長，光合作用不再增長。第42頁第42頁AB光照強度0吸取CO2陽生植物陰生植物應依據植物生活習性因地制宜地種植植物。C 陽生植物 陰生植物釋放CO2應用：間作時作物種類搭配應用第43頁第43頁(2)溫度 1、AB段： 2、B點：3、BC段：表示溫度達到一定程度，隨溫度升高，酶逐步失去活性，光合速率也逐步下降。在一定范圍內，隨溫度升高，光合速率加快。表示酶活性最強，該溫度為進行光合作用最適溫度此時光合速率達到最大值。第44頁第44頁A、B、C三種溫度條件下植物積累有機物最多是哪種溫度？應用：適時播種；溫

14、室栽培中白天調到光合作用最適溫度，晚上適當減少溫度。 第45頁第45頁CO2含量光合作用強度 0A B C（3）CO2AB段：A點：B點：應用：對農田里農作物應合理密植，“正其行，通其風”；對溫室作物來說，應增施農家肥料或使用CO2發生器。在一定范圍內，隨C02濃度增長，植物光合速率加快。表示進行光合作用所需C02最低濃度。超出該濃度，光合速率不再增長。第46頁第46頁曲線分析：P點時，限制光合速率原因應為橫坐標所表示原因，伴隨此原因不斷加強，光合速率不斷提升。當到Q點時，橫坐標所表示原因，不再是影響光合速率因子，要想提升光合速率，可采用適當提升圖示中其它因子辦法。 第47頁第47頁曲線分析：

15、1、分析比較各圖中P、Q點主要影響原因是什么？光強度、溫度和二氧化碳濃度對光合作用影響是綜合性。通過對曲線分析，你能得出什么結論？多因子影響第48頁第48頁日改變：在一天中由于光照和溫度在發生改變，在一天中光合速率也在發生改變。如圖（5）。該圖夏天一個晴天。放出CO2量BADCFEHGI吸取CO2量圖（5）12：006：0018：00時間第49頁第49頁放出CO2量BADCFEHGI吸取CO2量圖（5）12：006：0018：00時間1、AB段：2、BC段：3、C點：植物在晚上只進行呼吸作用，放出CO2最多。表示放出CO2多于吸取CO2，即呼吸作用不小于光合作用。光合作用吸取CO2等于呼吸作用

16、放出CO2。4、CD段：5、DE段：光照增強光合作用增強，光合作用吸取CO2不小于呼吸作用放出CO2。溫度升高，蒸騰作用增強，氣孔關閉，CO2供應不足，而影響暗反應速率。在E點出現最嚴重“午休”現象。第50頁第50頁6、EF段：7、FH段：放出CO2量BADCFEHGI吸取CO2量圖（5）12：006：0018：00時間溫度逐步減少，光合速率逐步恢復。伴隨光照削弱，光合作用逐步下降。應用：南方夏季日照強，作物“午休”會更普遍一些，在生產上應適時澆灌或選取抗旱品種，以緩和“午休”現象，增強光合能力。 第51頁第51頁葉齡曲線分析：OA段為幼葉，隨幼葉不斷生長，葉面積不斷增大，葉內葉綠體不斷增多，

17、葉綠素含量不斷增長，光合作用速率不斷增長。 AB段為壯葉，葉片面積、葉綠體葉綠素都處于穩定狀態，光合速率也基本穩定。 BE段為老葉，伴隨葉齡增長，葉片內葉綠素被破壞，光合速率也隨之下降。 應用：農作物、果樹管理后期適當摘除老葉、殘葉及莖葉蔬菜及時換新葉，都是依據其原理，減少其細胞呼吸消耗有機物。第52頁第52頁光照面積應用：適當間苗、修剪，合理施肥、澆水，避免徒長。封行過早，使中下層葉子所受光照往往在光補償點下列，白白消耗有機物，造成不必要浪費。曲線分析：OA段表明隨葉面積不斷增大，光合作用實際量不斷增大，A點為光合作用葉面積飽和點。隨葉面積增大，光合作用不再增長，原因是有諸多葉被遮擋OB段表

18、明干物質量隨光合作用增長而增長，而由于A點以后光合作用不再增長，但葉片隨葉面積不斷增長呼吸量(OC段)不斷增長，因此干物質積累量不斷減少(BC段)。第53頁第53頁觀察以下圖示，依據氣體進出細胞情況，說明植物接收光照情況及含義,并試著在最終圖中找出前4個圖對應點。積極思維圖1圖2圖3圖4圖5ABC第54頁第54頁 光合作用 細胞呼吸(有氧呼吸) 代謝性質 合成代謝 分解代謝 發生部位 含葉綠體細胞(主要是葉肉細胞) 所有生活細胞 反應場合 葉綠體 主要在線粒體內（第一階段和無氧呼吸在細胞質基質） 條件 光、H2O、CO2、適宜溫度、酶、色素 有光、無光均可，適宜溫度、O2、酶 能量代謝 光能轉變為化學能，貯存在有機物中 有機物