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1、能量之源光与光合作用 一、捕获光能的色素和结构,学习目标,1、说出绿叶中色素的种类和作用。 2、说出叶绿体的结构和功能。 3、说明光合作用以及对它的认识过程。,学习重点,1、绿叶中色素的种类和作用。 2、光合作用的发现及研究历史。,一、捕获光能的色素和结构,玉米白化苗,玉米白化苗,一、实验原理 1.叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中,所以用无水乙醇可提取叶绿体中色素。 2.色素在层析液中溶解度不同,溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得快,溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得慢,因而可用层析液将不同的色素分离。,绿叶中色素的提取和分离,a、称取:取5g绿叶剪 碎放入研钵中,
2、b、研磨,SiO2 CaCO3 无水乙醇,研磨充分 防止色素破坏 溶解色素,方法步骤,(1)色素的提取,c、过滤:收集滤液,a、制备滤纸条:,干燥的定性滤纸,1cm,(2)色素的分离(纸层析法),铅笔线,要求:细而齐 重复23次,b、画滤液细线,C、扩散分离,实验结果:,讨论:1.滤纸条上有几条不同颜色的色带?其排序怎样?宽窄如何?这说明了什么?,2019/4/25,10,叶绿素,类胡萝卜素,(含量约3/4),(含量约1/4),叶绿素a(蓝绿色),叶绿素b(黄绿色),胡萝卜素(橙黄色),叶黄素(黄色),绿叶中的色素,三、实验关键,1.选材时应注意选择鲜嫩、色浓绿、无浆汁的叶片。如菠菜叶(含色素
3、多)。,2.画滤液细线时应以细、齐、直为标准,重复画线时必须等上次画线干燥后再进行,重复2-3次。(使分离的色素带平整,不重叠),3.层析时不要让滤液细线触及层析液。(防止色素溶解在层析液中),四、注意事项,1.因乙醇和层析液都是易挥发且有一定毒性的有机溶剂,所以研磨要快,收集的滤液要用棉塞塞住,层析时要加盖,尽量减少有机溶剂的挥发。,2.在研磨时要加少许二氧化硅,目的是为了研磨充分,有利于色素的提取;加少许碳酸钙的目的是为了防止研磨过程中,叶绿体中的色素受到破坏。,3.分离色素时,一定不要让滤纸条上的滤液细线接触到层析液,这是因为色素易溶解在层析液中,导致色素带不清晰,影响实验效果。,2、色
4、素的吸收光谱,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,色素的吸收光谱图,叶绿素:吸收蓝紫光和红光,类胡萝卜素:吸收蓝紫光,1.下列标号各代表: _ _ _ 2.在上分布有光合作用所需的 和 ,在中也分布有光合作用所需的 。,基质,酶,外膜,内膜,类囊体膜,基粒,色素,酶,捕捉光能的色素存在于细胞中的 中,叶绿体,叶绿体,叶绿体的作用仅仅是吸收光能吗?,水绵是常见的淡水藻类 每条水绵由许多个结构相同的长筒状细胞连接而成。 水绵很明显的特点是:叶绿体呈带状,螺旋排列在细胞里。,恩格尔曼实验,水绵结构,这两组实验想说明什么问题?,氧气是叶绿体释放出来的, 叶绿体是光合作用的场所。,恩吉
5、尔曼的实验在设计上的巧妙之处,从选材分析: 从对实验环境的把握看: 从自变量的操纵看看: 为了进一步验证实验结果:,进行黑暗(局部光照)和曝光的对比实验,进一步验证了在光照的条件下叶绿体可以释放氧气,选用水绵作为实验材料。水绵不仅具备细而长的带状叶绿体,而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中,便于观察和分析研究;好氧菌确定释放氧气多的部位,将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中,排除了环境中光线和氧的影响,从而确保实验能够正常地进行。,选用极细的光束照射, 叶绿体上可分为光多和光少的部位,相当于一组对比试验,H2O,类囊体膜,酶,光反应阶段,光、色素、酶,叶绿体内的类囊体薄膜上,水的光解:,(还原剂)
6、,ATP的合成:,光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中,场所:,条件:,物质变化,能量变化,进入叶绿体基质,参与暗反应,供暗反应使用,CO2,五碳化合物 C5,CO2的固定,三碳化合物 2C3,C3的还原,叶绿体基质 多种酶,糖类,卡尔文循环,暗反应阶段,CO2的固定:,C3的还原:,叶绿体的基质中,H 、ATP、酶,场所:,条件:,物质变化,能量变化,CO2,五碳化合物 C5,CO2的固定,三碳化合物 2C3,叶绿体基质 多种酶,糖类,H,色素分子,可见光,C5,2C3,ADP+Pi,ATP,2H2O,O2,4H,多种酶,酶,(CH2O),CO2,吸收,光解,能,固定,还原,酶,光反应,暗反
7、应,光合作用总过程:,比较光反应、暗反应,光反应阶段,暗反应阶段,条件,场所,物质变化,能量变化,光、色素、酶,不需光、酶、H、ATP,叶绿体类囊体膜,叶绿体基质中,水的光解; ATP的生成,CO2的固定; C3的还原,ATP中活 跃化学能,光能,ATP中活 跃化学能,有机物中稳 定化学能,光反应是暗反应的基础,为暗反应提供H和ATP,暗反应为光反应提供ADP和Pi 。,下图是光合作用过程图解,请分析后回答下列问题:,图中A是_,B是_,它来自于_的分解。 图中C是_,它被传递到叶绿体的_部位,用于_ 。 图中D是_,在叶绿体中合成D所需的能量来自_ 图中G_,F是_,J是_ 图中的H表示_,
8、 H为I提供_,2,水,H,基质,用作还原剂,还原C3,ATP,色素吸收的光能,光反应,H和ATP,色素,C5化合物,C3化合物,糖类,光合作用原理的应用,影响光合作用强度的因素?,CO2的浓度,光照的长短与强弱;光的成分;温度的高低、必需矿物质元素、水分等。,例:适当提高CO2的浓度(温室大棚),增加光照时间和光照强度,农作物间距合理,选择适当的光源等。,化能合成作用,自养生物,以光为能源,以CO2和H2O(无机物)为原料合成糖类(有机物),糖类中储存着由光能转换来的能量。例如绿色植物。,异养生物,只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。例如人、动物、真菌及大多数的细菌。,化能合成作
9、用,利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。少数的细菌,如硝化细菌。,光能自养生物,化能自养生物,所需的能量来源不同(光能、化学能),1.叶绿体中的色素所吸收的光能,用于_ 和_;形成的_和_ 提供给暗反应。,2.光合作用的实质是:把_和_转变为有机物,把_转变成_,贮藏在有机物中。,3.在光合作用中,葡萄糖是在_中形成的,氧气是在_中形成的,ATP是在_中形成的,CO2是在_固定的。,水的光解,形成ATP,H,ATP,CO2,H2O,光能,化学能,暗反应,光反应,光反应,暗反应,练一练,1、在光合作用的暗反应过程中,没有被消耗掉的是( ) A、H B、C5化合物 C、ATP D、
10、CO2,B,2、与光合作用光反应有关的是( ) H2O ATP ADP CO2 A. B. C. D.,A,3、将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的C02条件下。如果将环境中C02含量突然降至极低水平,此时叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况依次是 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,4、光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段,下列说法正确的是( ) A.叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应 B.叶绿体类囊体膜上进行暗反应,不进行光反应 C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应 D.叶绿体基质中进行暗反应,不进行
11、光反应,D,5、光合作用过程中,产生ADP和消耗ADP的 部位在叶绿体中依次为 ( ) 外膜 内膜 基质 类囊体膜 A B C D,B,6、光合作用过程的正确顺序是( ) 二氧化碳的固定 氧气的释放 叶绿素吸收光能水的光解三碳化合物被还原 A. B. C. D. 7、在暗反应中,固定二氧化碳的物质是( ) 三碳化合物 五碳化合物 氧气,8、在光照充足的环境里,将黑藻放入含有18O的水中,过一段时间后,分析18O放射性标记,最先( ) A、在植物体内的葡萄糖中发现 B、在植物体内的淀粉中发现 C、在植物体内的淀粉、脂肪、蛋白质中均可发现 D、在植物体周围的空气中发现,D,9、某科学家用含有14C的CO2来追踪光合作用中的C原子,14C的转移途径是( ) A、CO2 叶绿体 ATP B、CO2 叶绿素 ATP C、CO2 乙醇 糖类 D、CO2 三碳化合物 糖类,D,10、在光合作用过程中,能量的转移途径是 A、光能 ATP 叶绿素 葡萄糖 B、光能 叶绿素 ATP 葡萄糖 C、光能 叶绿素 CO2 葡萄糖 D、光能 ATP CO2 葡萄糖,B,再见,