光合作用优秀课件

光合作用一、捕获光能的色素和结构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①②④.③⑤与光合作用有关的色素和酶分布在哪里呢？外膜基粒基质内膜类囊体膜在类囊体膜上分布有光合作用所需的和，在基质中也分布有光合作用所需的。色素酶酶1.提取色素：绿叶中的色素易溶于有机溶剂。2.分离色素：不同色素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。实验原理：实验:绿叶中色素的提取和分离选材：新鲜的浓绿叶无水乙醇层析液二氧化硅碳酸钙（层析液：20份石油醚+2份丙酮+1份苯或93#汽油）（无水乙醇、丙酮等）二、实验过程1、提取色素：取5g鲜绿的菠菜叶，去叶脉剪碎，加少许二氧化硅和碳酸钙，再加10ml无水乙醇,迅速研磨成匀浆。加二氧化硅作用：研磨充分防止色素破坏加碳酸钙作用：加无水乙醇作用溶解、提取色素过滤：将研磨液迅速倒入玻璃漏斗（基部放置单层尼龙布）,获取绿色滤液，及时用棉塞将试管口封严并避光保存。防止乙醇挥发，叶绿素氧化分解提取绿叶中的色素过滤叶脉及二氧化硅等(1)制备滤纸条画铅笔细线剪角的目的：铅笔线分离绿叶中的色素干燥的滤纸防止两侧色素扩散快，色素带不整齐纸层析发(2)画滤液细线滤液细线★要求：细、齐、直铅笔线分离绿叶中的色素（防止色素带重叠）画两三次（积累更多的色素）(3)分离色素：插滤纸条层析液培养皿以防止色素溶解于层析液中而无法分离分离绿叶中的色素◆滤液细线不能触及层析液防止层析液挥发层析液沿着干燥的滤纸由下而上扩散，当扩散到细线时，色素便溶解在层析液中，并随着层析液一起向上扩散，而不同的色素溶解不同，扩散速度也不同，所以将不同色素分离开。从上到下“胡、黄、a、b”1、实验结果分析色素种类色素颜色色素含量溶解度扩散速度胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b橙黄色黄色蓝绿色黄绿色最少较少最多较多最高较高较低最低最快较快较慢最慢色素带最窄的是？最宽的是？相邻色素带之间距离最大的是？最小的是？胡萝卜素叶绿素a胡萝卜素和叶黄素之间叶绿素a叶绿素b之间绿叶中的色素叶绿体基粒的类囊体的薄膜位置分类叶绿素类胡萝卜素叶绿素a叶绿素b叶黄素胡萝卜素功能吸收、传递、转化光能,用于光合作用含量占1/4含量占3/4（蓝绿色）（黄绿色）（橙黄色）（黄色）C55H72O5N4MgC55H70O6N4MgC40H56C40H56O2主要吸收红光和蓝紫光主要吸收蓝紫光，保护叶绿素叶绿体色素提取液“透绿返红”磷光现象是去掉光源后，叶绿素溶液仍然辐射微弱的红光。由三线态回到基态产生的光叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光2、色素的吸收光谱叶绿素：主要吸收蓝紫光和红光类胡萝卜素：主要吸收蓝紫光叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱叶绿素主要吸收波长为640～660nm的红光430～450nm的蓝紫光叶绿素a在红光区的吸收带偏向长波方面，吸收带较宽，吸收峰较高；而在蓝紫光区的吸收带偏向短光波方面，吸收带较窄，吸收峰较低。叶绿素a对蓝紫光的吸收为对红光吸收的1.3倍，而叶绿素b则为3倍，说明叶绿素b吸收短波蓝紫光的能力比叶绿素a强1．研磨绿叶时要加入碳酸钙，其目的是()A．使各种色素溶解在丙酮中B．使研磨充分C．防止色素分子被破坏D．加速研磨2．对“叶绿体中色素的提取和分离”实验中，下列描述正确的是()A．将5g新鲜完整的菠菜叶，放入研钵中，加入丙酮、石英砂、CaCO3以后，迅速研磨B．用毛细吸管吸取少量滤液；沿铅笔线处小心均匀地划出一条滤液细线，并连续迅速地重复划2～3次C．把划好细线的滤纸条插入层析液中，并不断摇晃，以求加快色素在滤纸条上的扩散D．色素分子是有机物，不溶于水，所以研磨过程中加入乙醇是为了溶解色素CD3.某同学得到色素提取液后，取一圆形滤纸，在滤纸中央先滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，色素随层析液扩散得到下图结果，则1、2、3、4四条色带依次表示()A．胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素bB．叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素bC．叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素D．叶绿素b、叶绿素a、胡萝卜素、叶黄素A4.下图表示新鲜菠菜叶中四种色素的相对含量及在滤纸条上的分离情况。有关说法不正确的是()A.4种色素在层析液中溶解度最高的是丁B.4种色素均可溶于有机溶剂无水乙醇中C.4种色素在层析液中溶解度最高的是甲D.发黄菠菜叶中色素含量显著减少的是甲和乙C5．阳光通过三棱镜能显示出七种颜色的连续光谱。如果将一瓶叶绿素提取液放在光源和三棱镜之间，连续光谱中就会出现一些黑色条带，这些条带应位于（）A．绿光区B．红橙光区和绿光区C．蓝紫光区和绿光区D．红光区和蓝紫光区D6．下图所示“叶绿体中色素的提取和分离”实验的装置正确的是()5．纸层析法分离叶绿体色素时,滤纸上最下端的色素名称和颜色分别是()A．橙黄色的胡萝卜素B．黄色的叶黄素C．蓝绿素的叶绿素aD．黄绿色的叶绿素bBD7．分别在A、B、C三个研钵中加2克剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按下表所示添加试剂，经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液，即：深绿色、黄绿色（或褐色），几乎无色。注：“＋”表示加；“－”表示不加。试回答：（1）A处理得到的溶液颜色是____，原因是________________。（2）B处理得到的溶液颜色是_____，原因是_______________。（3）C处理得到的溶液颜色______，原因是________________。处理ABCSiO2（少量）＋＋＋CaCO3（少量）－＋＋95％乙醇（10毫升）＋－＋蒸馏水（10毫升）－＋－黄绿色部分叶绿素受到破坏叶绿素不溶于水深绿色大量叶绿素溶于乙醇中二、光合作用的发现结论：水分是建造植物体的唯一原料海尔蒙特实验图A图B图C图D干燥土壤90.8kg小柳树2.25kg只用纯净的雨水浇灌五年后柳树长大土壤烘干后称重实验前实验后变化土壤干重90.800kg90.743kg-0.057kg柳树2.25kg76.70kg+74.75kg绿色植物可以更新因小鼠呼吸或蜡烛燃烧而变浊的空气1、这两组实验的现象是什么？氧气单独密封在玻璃罩的蜡烛很快熄灭、老鼠很快死去，与绿色植物一起的蜡烛暂时不会熄灭、老鼠会存活很长时间。普利斯特利实验问答3、今天看来蜡烛燃烧和小白鼠呼吸需要的是什么气体？2、这个实验说明什么问题？1779英格豪斯重复实验1779英格豪斯重复实验1864萨克斯（德国）实验结论：绿色叶片在光合作用中产生淀粉。萨克斯实验问答1．为什么对植物先进行暗处理？2．为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢？答：为了将叶片内原有的淀粉运走、耗尽。答：为了进行自身对照。遮光是实验组；曝光是对照组恩格尔曼实验恩吉尔曼实验问答答：为了排除实验前环境中光线和氧的影响，确保实验的准确性。答：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。3．好氧细菌集中于叶绿体所有受光部位的周围，这说明了什么问题呢？1．为什么选用黑暗并且没有空气的环境？2．为什么先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全曝露在光下？答：先选极细光束，用好氧细菌检测，能准确判断水绵细胞中释放氧的部位；而后用完全曝光的水绵与之做对照。极细光束均匀光照恩格尔曼实验设计上有何巧妙之处?•(1)选用水绵为实验材料。不仅具有细长的带状叶绿体，便于观察分析。(2)将临时装片先放在黑暗且没有空气的环境中，排除了光线和氧气的干扰。(3)选用了极细光束照射，并且选用好氧细菌检测，从而能够准确判断出释放氧的部位。(4)进行黑暗(局部光照)和曝光对比实验，从而明确实验结果完全是光照引起的。黑暗中光亮处极细光束均匀光照恩吉尔曼第二个实验的结果分析：这一巧妙的实验说明了什么？好氧型细菌水绵用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝光区域光合作用释放的O2到底是来自H2O，还是CO2呢，还是两者兼而有之？？光合作用？光H2OCO2(CH2O)O2同位素标记法：放射性同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。用放射性同位素标记的化合物，化学性质不会改变。科学家通过追踪放射性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。鲁宾－卡门实验鲁宾－卡门实验实验组对照组向绿色植物提供H2O、C18O2,释放的氧是O2结论:光合作用释放的氧全部来自水向绿色植物提供H218O、CO2,释放的氧是18O2鲁宾和卡门实验20世纪40年代，卡尔文(M.Calvin)用14C标记的CO2供小球藻实验，追踪检测其放射性。探明CO2中的C的转移途径。卡尔文循环：14CO2→14C3→(14CH2O)光合作用的探究历程的实验设计比较科学家时间实验组对照组自变量因变量结论海尔蒙特（比利时）1642年水是建造植物的原料普利斯特利（英）1771年植物+小鼠蜡烛+植物只小鼠只蜡烛（空白对照）有无植物鼠活烛燃时间植物可以更新空气英格豪斯（荷兰）1779年只有绿叶在阳光下才能更新空气萨克斯（德国）1864年叶片一半遮光一半曝光（自身对照）有无光照有无淀粉产生（颜色）光合作用产生淀粉光是必要条件恩格尔曼（美国）1880年极细光束完全曝光（自身对照）光照部位好养细菌分布叶绿体是光合作用的场所光合作用产生氧气鲁宾·卡门（美）1939年物质标记组未标记组（相互对照）标记物氧的放射性光合作用释放的氧全部来自水重复普利斯特利的实验柳树+土壤+雨水→生长•光合作用是绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并且释放氧的过程。光合作用的概念1.在光合作用实验中，如果所用的水中有20%的水分子含18O，二氧化碳中有68%的二氧化碳分子含18O，那么，植物进行光合作用释放的氧气中，含18O的比例为（）A20%B13.6%C68%D88%2、将一棵重约0.2kg的柳树，栽培于肥沃的土壤中，两年后连根挖出，称其干重达11kg，增加的这个10余kg，主要来源于A、土壤中的矿质元素B、土壤中的水C、大气中的O2D、大气中的CO2光合作用的概念范围场所动力原料产物——绿色植物——叶绿体——光能——二氧化碳和水——储存着能量的有机物和氧气光能叶绿体CO2+H2O（CH2O）+O2实质:合成有机物,储存能量C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O光能叶绿体光合作用产生葡萄糖的反应式三、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＋ADPATP酶光、色素、叶绿体内的类囊体膜上水的光解：2H2O4[H]+O2光能（还原剂）ATP的合成：ADP＋Pi＋光能ATP酶（1）光反应阶段条件：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]酶[H]的形成：NADP++2e-+H+NADPH酶CO2（CH2O）五碳化合物C5CO2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]2、暗反应多种酶、CO2、C5、[H]、ATP场所条件物质变化能量变化叶绿体基质中（1）CO2的固定（2）C3的还原（或CO2的还原）ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能上图随着光照变化和CO2浓度的变化，代表C3C5ab光反应为暗反应提供了[H]和ATP；暗反应为光反应提供ADP和Pi。暗反应（较缓慢）光反应（短促、微秒）项目联系能量转换物质变化条件部位ATP→有机物中稳定的化学能多种酶、C5、CO2ATP、[H]、叶绿体基质中CO2+C52C3酶[H]ATP2C3（CH2O）+C5酶①CO2的固定：②C3的还原：光能→ATP中活跃的化学能光、色素、酶、叶绿体基粒囊状膜上②ATP的合成：ADP+Pi+能量ATP酶①水的光解：2H2O4[H]+O2光光光合作用光反应与暗反应的区别产物和原料的对应关系：（CH2O）CHOCO2CO2H2OO2H2O能量的转移途径：碳的转移途径：光能ATP中活跃的化学能(CH2O)中稳定的化学能CO2C3（CH2O）1、用2H标记的H2O，追踪光合作用中氢的转移，最可能的途径是A、H2O[NADPH]B、H2O[NADPH]C5C3(CH2O)C、H2O[NADPH]C3(CH2O)D、H2O[