《能量之源――光与光合作用》课件 (共53张PPT)

却道海棠依旧，知否?知否?应是绿肥红瘦使花红和叶绿的色素分别存在于何种细胞器？李清照昨夜雨疏风骤，浓睡不消残酒。试问卷帘人，却道海棠依旧。知否，知否？应是绿肥红瘦追根溯源，对于绝大多数生物来说，活细胞所需能量的最终源头是太阳能。将光能转换成细胞能够利用的化学能的是光合作用。进行光合作用的细胞，首先要能够捕获光能。韭黄韭菜缺少叶绿素在植物绿叶中是不是只有叶绿素呢？提取和分离叶绿体中的色素实验原理：1.提取：叶绿体中的色素都能溶解于有机溶剂中，如无水乙醇、丙酮等。所以可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素。2.分离：绿叶中的色素不止一种，它们都能溶解在层析液中。然而，它们在层析液中的溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢，因而可用纸层析法进行分离。步骤：剪碎—加药品—研磨—过滤制备滤纸条：长6cm宽1cm剪去一端的两角在距离剪角一端1cm处用铅笔画一条线画滤液细线：细、直、齐、色浓。用毛细吸管，吸取少量滤液，沿着铅笔线均匀地画，待滤液干燥后再画2—3次。分离色素：3ml层析液，将滤纸条有滤液细线的一端朝下，略微倾斜靠着烧杯内壁，轻轻插入层析液，用培养皿盖盖上烧杯。分离色素★溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢层析液滤液细线捕获光能的色素类胡萝卜素叶绿素胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b(占1/4)(占3/4)滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？胡萝卜素叶黄素叶绿素ａ叶绿素ｂ叶绿体中的色素提取液叶绿素主要吸收___________类胡萝卜素主要吸收________蓝紫光蓝紫光、红光光合色素的作用：吸收、传递、转化光能缺失带缺失带外膜内膜基粒基质类囊体知识连接捕捉光能的色素位于细胞中什么部位？叶绿体主要分布于绿色植物的叶肉细胞一般呈扁平的椭球形或球形基粒由两个以上的类囊体组成，含色素和酶基质含光合作用所需的多种酶外膜内膜透明，有利于光线的透过叶绿体基质光合作用叶绿体是进行的场所。外膜内膜类囊体膜基粒①②④.③⑤色素酶1.下列标号各代表：①②③④⑤2.在④上分布有光合作用所需的和，在⑤中也分布有光合作用所需的。酶课后习题1、从绿叶中提取色素，选取的最佳叶片应是（）。A.肥嫩多汁的叶片B.革质叶片C.刚刚长出来的小嫩叶D.鲜嫩，颜色浓绿的叶片2、绿叶中的色素能够在滤纸上彼此分离开的原因是（）。A.色素提取液中的不同色素已经分层B.阳光的照射使各种色素能彼此分开C.色素在层析液中的溶解度不同D.丙酮使色素溶解并且彼此分离的扩散速度不同3、在绿叶中色素的提取实验中，研磨绿叶时要加入无水乙醇，其目的是（）。A.防止叶绿素被破坏B.使叶片充分研磨C.使各种色素充分溶解在无水乙醇中D.使叶绿素溶解在无水乙醇中4、下列关于“绿叶中色素的提取和分离”的实验描述中，不属于实验要求的是（）。A.提取高等植物叶绿体中的色素B.用纸层析法分离色素C.了解各种色素的吸收光谱D.验证叶绿体中所含色素的种类DCCCC5、在进行“绿叶中色素的提取和分离”的实验时，不能让层析液没及滤液细线的原因是（）。A.滤纸条上几种色素会扩散不均匀而影响结果B.滤纸条上滤液细线会变粗而使色素太分散C.色素会溶解在层析液中而使结果不明显D.滤纸条上的几种色素会混合起来。6、提取和分离叶绿体中色素的实验中，正确的操作顺序应该是（）。A.进行纸层析——制取滤液——在滤纸条上画线——将实验材料研磨B.制取滤液——进行纸层析——在滤纸条上画线——取滤液——再画线C.将实验材料剪碎、研磨——在滤纸条上画线——制取滤液——进行纸层析D.将实验材料剪碎、研磨——制取滤液——在滤纸条上画线——进行纸层析CD2000多年前亚里士多德(Aristotle)问题：植物生长所需的物质来自何处？认为：构成植物体的原料是土壤植物增加的重量=土壤减少的重量五年后1648年比利时海尔蒙特的实验柳树增重80kg土壤只减少0.06kg结论：植物增重主要来自水分一段时间后一段时间后1771年英国普利斯特利实验普利斯特利实验结论：植物可以更新空气1779年，荷兰英格豪斯的实验实验重复了500多次结论：只有在光照下只有绿叶才可以更新空气B组A组1785年，发现了空气的组成，科学家明确了绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳1845年，德国的科学家梅耶指出：植物光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。依据：能量转换和守恒定律一半曝光，一半遮光在暗处放置几小的叶片1864年萨克斯的实验暗处理光照酒精脱色碘蒸汽处理结论：绿色叶片光合作用产生淀粉1880年恩格尔曼（德国）结论：叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。用同位素标记的化合物，化学性质不会改变。科学家通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。这种方法叫做同位素标记法。•同位素标记法研究C18O2CO2H2OH218O光照下的球藻悬液O218O2AB同位素18O标记H2O和CO2H218O和C18O2结论：光合作用释放的氧来自水•光合作用释放的O2到底是来自H2O，还是CO2？1939年鲁宾和卡门(美国)20世纪４0年代,美国科学家卡尔文(CH2O)14CO214碳的同位素C标记CO214CO214CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳的途径，这一途径称为卡尔文循环。光合作用的原料，产物，场所和条件是什么？你能用一个反应式表示出来吗?光能CO2+H2O叶绿体（CH2O）+O2什么是光合作用？光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。车间动力产物原料光能CO2+H2O叶绿体（CH2O）+O2光合作用的总反应式：（糖类）一、光合作用的过程光反应暗反应划分依据:反应过程是否需要光能H2O类囊体膜酶Pi＋ADPATP1.光反应阶段酶光色素叶绿体内的类囊体薄膜上水的光解：H2O[H]+O2光能（还原剂）ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能）ATP酶条件：场所：物质变化：能量变化：光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中[H]CO2糖类五碳化合物C5蛋白质脂质CO2的固定三碳化合物2C3C3的还原基质多种酶H2O类囊体膜酶Pi＋ADPATP[H]CO2糖类五碳化合物C5蛋白质脂质CO2的固定三碳化合物2C3C3的还原基质多种酶[H]ATP2.暗反应阶段CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的还原：ATP[H]、ADP+Pi条件：场所：物质变化：能量变化：叶绿体的基质中多种酶、ATP中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能2C3(CH2O)＋C5酶糖类[H]、ATP思考：整个光合作用过程中的物质变化和能量变化分别是什么？物质变化：无机物能量变化：光能转变转变光合作用的实质：有机物糖类等有机物中的化学能叶绿体中的色素光合作用的过程光反应阶段暗反应阶段光能co22c3H2O水在光下分解C5ATPADP+Pi酶供能[H]供氢O2固定还原多种酶参加催化(CH2O)[氨基酸,脂肪]酶光反应暗反应酶酶酶色素酶联系能量变化物质变化场所条件光暗反应光反应过程项目需要光色素、酶不需要光酶类囊体膜上基质中水的光解；ATP的合成CO2的固定；C3的还原ATP中活跃化学能ATP中活跃化学能光能有机物中稳定化学能光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi。光能CO2+H2O叶绿体（CH2O）+O2光合作用强度表示方法1、单位时间内光合作用产生有机物的量2、单位时间内光合作用吸收CO2的量3、单位时间内光合作用放出O2的量AB光照强度0吸收CO2阳生植物阴生植物B：光补偿点C：光饱和点•应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。C光补偿点、光饱和点：阳生植物阴生植物释放CO21.影响光合作用效率的因素—光照强度化能合成作用•细菌利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用叫化能合成作用。•除了硝化细菌外，自然界还有铁细菌、硫细菌属于进行化能合成作用的自养生物。化能合成作用•2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量2HNO2+O22HNO3+能量能量6CO2+6H2O(CH20)+6O2硝化细菌的化能合成作用水绵+好氧细菌黑暗无空气极细光束照射好氧细菌集中在叶绿体被光束照射的部位完全暴露光下好氧细菌分布于叶绿体所有受光部位实验过程1、氧气是叶绿体释放出来的2、叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所实验结论实验的巧妙之处1选用水绵：具有细而长的叶绿体并且其螺旋状分布在细胞中。2先放在黑暗无空气的环境中：排除环境中光和氧气的影响。3极细的光束照射、好氧细菌检测：迅速准确地判断出释放氧气的部位。4黑暗和极细光照射形成对比：明确指出结果完全是由光照引起的。5设置验证试验：完全暴露在光下，再一次验证了实验结果。含叶绿体的真核细胞能进行光合作用，含有光合色素的原核生物也能进行光合作用。例如：除绿色植物外，含叶绿体的非绿色植物如褐藻（海带等）、红藻（紫菜等）等，不含叶绿体的原核生物蓝藻、某些细菌（如绿硫细菌、紫硫细菌）也能进行光合作用。但绿硫细菌、紫硫细菌等进行光合作用不放氧气。1880年，美国科学家恩格尔曼黑暗处用极细光束照射暴露在光下光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。光合作用概念1817年两位法国科学家首次从植物中分离出叶绿素，当时并不清楚叶绿素在植物细胞中的分布情况。1865年德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光合作用中的功能时，发现叶绿素并非普遍分布在植物的整个细胞中，而是集中在一个个更小的结构里，后来人们称之为叶绿体。叶片中的叶肉细胞绿叶叶肉细胞亚显微结构模式图叶绿体亚显微结构模式图叶绿体的结构捕获光能的结构色素酶分布：主要分布在绿色植物的叶肉细胞形态：一般呈扁平的椭球形或球形功能：光合作用的场所。结构：外膜内膜基粒由两个以上的类囊体堆叠而成，类囊体薄膜上含色素和酶基质含多种光合作用所必需的酶透明，有利于光线的透过