《能量之源——光与光合作用》PPT课件

释放出O2的过程。
反应物、条件、
场所、生成物
CO2＋H2O
光能 叶绿体
（CH2O）＋O2
糖类
光合作用过程
划分依据:反应过程是否需要光能
光反应
暗反应
光反应在白天可以进行吗？夜间呢？有光才能反应 暗反应在白天可以进行吗？夜间呢？
有光、无光都能反应
类囊体膜
H2O
光反应阶段
酶
进入叶绿
体基质，
[H] 参与暗反
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、色素的吸收光谱
类胡叶萝绿卜素素溶溶液液
较快 较慢 最慢
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、棉花叶、洋槐叶等。
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。
3.层析时不要让滤液细线触及层析液。
四、注意事项
1.因丙酮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。
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
叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱
类叶 胡绿 萝素 卜： 素吸 ：收 吸蓝 收紫 蓝光 紫和 光红
光
结论：
• 叶绿素a和合叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光， 胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
• 注：因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反 射回来，所以叶片才呈现绿色。
三碳化合物 2C3
叶绿体基质
CO2
CO2的 固定
多种酶
五碳化合物 C5
ATP [H]
糖类
比较光反应、暗反应
光反应阶段
暗反应阶段
条件
光、色素、酶 不需光、酶、[H]、ATP
场所 叶绿体类囊体膜
叶绿体基质中
物质变化 能量变化
水的光解； ATP
Hale Waihona Puke 的生成光能ATP中活 跃化学能
CO2的固定； C3的还原
ATP中活 跃化学能
捕捉光能的色素存在于细胞中的什 么部位？
绿叶
叶片中的叶肉细胞
叶绿体亚显微 结构模式图
叶肉细胞 亚显微结构模式图
极 细 光 束
黑暗中
光照下
结论： 叶绿体是植物进行光合作用的场所 光合作用需要在光下进行 光合作用中释放氧气
讨论：恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处？
（1）、用水绵作实验材料，有细而长的带状叶绿 体，螺旋状分布在细胞中，便于观察和分析研究。
暗反应
总结：
光反应
水的光解：
H2O →2 [H] + 1/2O2
ATP的合成 ：
ADP + Pi + 光能 酶 ATP
暗反应
CO2的固定：
CO2 + C5酶→ 2C3
CO2的还原：
酶
2C3 + [H] ATP (CH2O) + C5
原料和产物的对应关系：
C （CH2O） H
O
O2
能量的转移途径：
问题：这些捕获光能的色素存在于细胞中 的什么部位？
3.叶绿体
• 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 一个更小的结构里，后来人们称之为叶绿体。
二、方法步骤
➢ 研磨过滤：称取
5g左右的鲜叶，剪碎， 放入研钵中。加少许的 石英砂（充分研磨）和 碳酸钙 (防止研磨中色 素被破坏)与10ml无水乙 醇。在研钵中快速研磨。 将研磨液进行过滤。
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？
胡萝卜素（橙黄色）
(2) 分 离 的 原 理 是 利 用 色 素 在 层 析 液 中 的 溶 解 度 不 同 ，
__溶__解__度___高__的在滤纸上扩散的快，反之则慢。
(3)层析后，在滤纸条上会呈现四条色素带，它们的颜色自上而下
依次是_橙___黄__色_______、黄色、蓝绿色、黄绿色，色素带最宽的颜 色呈__蓝__绿___色______ ，最窄的颜色呈___橙__黄___色_______。
二、光合作用的原理和应用
1、光合作用的概念
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。
2、光合作用的实质
合成有机物，储存能量
光合作用的探究历程
普利斯特利的实验
17世纪海尔蒙特栽培的柳 树实验
结论：水分是 植物建造自身 的原料。
1771年普利斯特利实验
（2）、将临时装片置于黑暗且没有空气的环境 中，排除了环境中光线和O2的影响，从而确保 实验能顺利进行。 （3）、用极细的光束照射，并且用好氧菌进 行检测，能准确的判断水绵细胞中放O2 部位。
（4）、进行黑暗（局部光照）与曝光的对照实 验，从而明确实验结果完全是由光照引起的。
结论:
• 叶绿体是进行光合作用的场所，它内 部的巨大膜表面上，不仅分布着许多 吸收光能的色素分子，还有许多进行 光合作用所必需的酶。
绿叶中有哪些色素呢？
【实 验】
叶绿体中色素的提取和分离
一、捕获光能的色素 1．绿叶中色素的提取和分离
(1)可以利用___无__水__乙__醇___提取绿叶中的色素，在研磨 时还应加入少许二氧化硅和碳酸钙，其中前者有助于 研___磨___充__分___，后者可防止研磨中色__素__被__破__坏______。
一段时间后
一段时间后
普 利 斯 特 利 实 验
结论：植物可以更新空气
有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结 果，所以有人认为植物也能使空气变污浊？
1779年，荷兰的英格豪斯
普利斯特利的实验只有在 阳光照射下才能成功；植物体 只有绿叶才能更新空气。
到1785年，发现了空气的组 成，人们才明确绿叶在光下放出 的是O2，吸收的是CO2。
绿色植物也能捕获 并转化太阳光中的能量， 那么，绿叶中通过什么 物质或结构捕获并转化 光能呢？
捕获光能的色素
• 我们知道，玉米中有时会出现白化苗。 白化苗由于不能进行光合作用，待种子中贮 存的养分耗尽就会死亡。可见光合作用与细 胞中的色素有关。
今天，下面的这个实验，主要目的是探究 绿叶中含有几种色素和学习对色素进行提取 和分离的方法，并设法将这些色素分离开。
绿 叶
类胡萝卜素
中
（含量约1/4）
叶黄素（黄色）
的
色 素
叶绿素
叶绿素a（蓝绿色）
（含量约3/4）
叶绿素b（黄绿色）
色素种类
类胡 萝
卜素
叶 绿 素
胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b
颜色 橙黄色
黄色 蓝绿色 黄绿色
吸收的光
主要吸收 蓝紫光
主要吸收 红光和蓝紫光
含量 最少
在滤纸上扩散 速度
最快
较少 最多 较多
能量之源—— 光与光合作用
• 有的温室内悬挂发红色或蓝色 的灯管。
•1.用这种方法有什么好处？ 这样做对光合作用有影响吗？
可以提高光合作用强度； 不同颜色的光会影响植物 的光合作用。
•2.为什么是用红色或蓝色的呢？用绿色的可以吗？
光能转化为化学能被细胞所吸 收的过程称为光合作用。
太阳光中有能量，我 们制造出太阳能电池板 可以捕获其中的能量并 转化为电能。
课后习题
1 从绿叶中提取色素，选取的最佳叶片应是（ D） 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 （ C）。 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
课前讨论问题： 1.有的温室内悬挂发红色或蓝色的灯管有什么 好处？ 2.为什么是用红色或蓝色的呢？用绿色的可以 吗？
问题探讨:
1.用这种方法可以提高光合作用强 度。因为叶绿素吸收最多的是光谱 中的蓝紫光和红光。不同颜色的光 照对植物的光合作用会有影响。
2.因为叶绿素对绿光吸收最少，所 以不使用绿色的塑料薄膜或补充绿 色光源。
叶绿体基质 C3的
CO2
CO2的 固定
多种酶
还原
五碳化合物 C5
卡尔文循环
糖类
暗反应阶段
场所： 叶绿体的基质中
条件：
[H] 、ATP、酶 CO2的固定：CO2＋C5
酶
2C3
物质变化 C3的还原： 2C3
酶
(CH2O)
[H] 、ATP ADP+Pi 糖类
能量变化
ATP中活跃的化学能转变为糖类等 有机物中稳定的化学能
CO2 H2O CO2 H2O
光能
ATP中活跃 的化学能
碳的转移途径：
(CH2O)中稳定 的化学能
CO2
C3
（CH2O）
下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：
H2O
B
C
光
A
D
F CO2
G
E+Pi
J
①图中A是__色_素___,B是H___Ｏ__2 __,它来自于I__水____的分解。
②图中C是___[H__]__，它被传递到叶绿体的_基__质___部位，用