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1、第4節(jié) 能量之源光與光合作用,動植物所需要的能量最終來源于 太陽光能,光能,,生物體所需要的化學能,光合作用,實驗綠葉中色素的提取和分離,實驗原理：提取(無水乙醇)、分離(層析液) 目的要求：綠葉中色素的提取和分離及色素的種類 材料用具：新鮮的綠葉、定性濾紙等、無水乙醇等 方法步驟： 1.提取綠葉中的色素 2.制備濾紙條 3.畫濾液細線 4.分離綠葉中的色素 5.觀察和記錄,橙黃色,黃色,藍綠色,黃綠色,討論： 1.濾紙條上有幾條不同顏色的色帶？其排序怎樣？寬窄如何？這說明了什么？ 2.濾紙上的濾液細線，為什么不能觸及層析液？,色帶越窄說明其色素含量越低,色帶遠離畫線處越遠說
2、明色素擴散越快，在無水乙醇中的溶解度越高,橙黃色,黃色,藍綠色,黃綠色,最少,最多,較多,較少,,最低,最高,較高,較低,最慢,最快,較快,較慢,色素基粒類囊體的薄膜上 酶基粒類囊體的薄膜上和基質中,2.葉綠體的結構：,問題探討,討論： 1.用這種方法有什么好處？不同顏色的光照對植物的光合作用會有什么影響？ 2.為什么不使用綠色的塑料薄膜或補充綠色光源？,用紅色或藍色的塑料薄膜 掛紅色或藍色的燈管,問題探討: 1.用這種方法可以提高光合作用強度。因為葉綠素吸收最多的是光譜中的藍紫光和紅光。不同顏色的光照對植物的光合作用會有影響。 2.因為葉綠素對綠光吸收最少，所以不使用綠色的塑料薄膜或補充綠色
3、光源。,綠葉中的色素,,葉綠素(3/4),類胡蘿卜素（1/4）,,,葉綠素a,葉綠素b,胡蘿卜素,葉黃素,,葉綠素主要吸收（ ）,藍紫光和紅光,藍紫光,類胡蘿卜素主要吸收（ ）,二、光合作用的原理和應用：,1.光合作用的歷程,2.光合作用的過程,,五年后（只澆水）,1642年，海爾蒙特(J.B. van Helmont),柳樹增重 74.47 kg 土壤減少 0.1 kg,水分是建造植物體的唯一原料,1.光合作用的探究歷程：,2.3 Kg,90.8kg,76.77kg,90.7kg,1771年，普里斯特利(Joseph Priestley),,結論：植物可以更新因蠟燭燃燒或小白鼠呼吸而
4、變得污濁的空氣，植物在光下吸收了CO2，產生了O2 。,1、蠟燭燃燒和小白鼠呼吸需要的是什么氣體？ 2、這個實驗說明什么問題？,1779年，英格豪斯,結論：植物只有在光下才能更新空氣， 植物體只有綠葉才能更新污濁的空氣,500多次植物更新空氣的實驗,1864年，薩克斯(Julius von Sachs),,1、為什么對天竺葵先進行暗處理？ 2、為什么讓葉片的一半曝光，另一半遮光呢？,綠葉在光合作用中產生了淀粉,1880年，恩吉爾曼(C.Engelmann),葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所,,,,光合作用釋放的O2到底是來自H2O，還是CO2呢，還是兩者兼而有之？,反應物,生成物,,光合作
5、用,1941年，魯賓(S.Ruben)和卡門M.Kamen),,1、同位素標記法,用氧的同位素18O分別標記H2O和CO2,使它分別成為H218O和C18O2。進行兩組光合作用的實驗：,2、第二組向同種綠色植物提供H218O和CO2,1、第一組向綠色植物提供C18O2和 H2O 。,C18O2+H2O,CO2+H218O,O2,18O2,光合作用釋放的O2全部來自于H2O,+ (CH2O),+ (CH2O),CO2 +,H2O*,,(CH2O) +,O2*,光能,葉綠體,光合作用的原料、產物、場所和條件是什么？請用一個化學反應式表示出來。,光合作用的概念： 指綠色植物通過葉綠體，利用光能，
6、把CO2和H2O轉化成儲存著能量的有機物(CH2O),并且釋放出O2的過程,葉綠體中的 色素分子,可見光,,,,,C5,2C3,,,,ADP+Pi,ATP,2H2O,O2,4H,,多種酶,酶,,(CH2O),CO2,,吸收,光解,能,固定,還原,酶,,,光反應,暗反應,2.光合作用的過程：,,,,,類囊體薄膜,葉綠體的基質,光反應,2H2O 4 H + O2,水的光解：,ATP的合成：,暗反應,,,原料和產物的對應關系：,（CH2O）,,C,H,O,,,,CO2,CO2,H2O,O2,,H2O,,能量的轉移途徑：,碳的轉移途徑：卡爾文循環(huán),光能,,,ATP中活躍的化學能,(CH2O)中穩(wěn)定的化
7、學能,,CO2,C3,（CH2O）,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,光、色素、酶等,ATP、H、多種酶等,類囊體的薄膜上,葉綠體的基質中,水光解成H和O2 ADP+Pi+光能ATP, CO2的固定 CO2的還原,光能活躍化學能,活躍化學能穩(wěn)定化學能,光反應,暗反應,條件,場所,物質變化,能量變化,聯(lián) 系,3)光反應和暗反應的比較,物質聯(lián)系：光反應階段產生的H，在暗反應階段用于還原C3； 能量聯(lián)系：光反應階段生成的ATP，在暗反應階段中將其儲存的化學能釋放出來，幫助C3形成糖類，ATP中的化學能則轉化為儲存在糖類中的化學能。,光反應為暗反映提供ATP和NADH，暗反應
8、為光反應補充ADP和NADP+,3.影響光合作用的因素： 外界因素 1）光照 2）CO2 3）溫度 4）礦質營養(yǎng) 5）水分 6）光合速率的日變化 內部因素 1）不同部位 2）不同生育期,4.化能合成作用：,原理：還原CO2所需要的ATP和H是通過氧化無機物NH4+、NO2-、H2S、SO、H2、Fe2+等而獲得的。,化能自養(yǎng)類型： 硝化細菌、鐵細菌、硫細菌、氫細菌等,NH3 + O2 HNO2 + 能量 HN02 + O2 HNO3 + 能量 C02 + H2O (CH2O) + O2,6.葉綠體和線粒體：,,,都是雙層膜 都有基粒和酶 都有增大膜面積的結構 都有少量的DNA和RNA 都與能量
9、轉換有關 都是半自主復制細胞器,稱取5g左右的鮮葉，剪碎，放入研缽中。加少許的二氧化硅（充分研磨）和碳酸鈣 (防止研磨中色素被破壞)與10ml無水乙醇。在研缽中快速研磨。將研磨液進行過濾。,,,,,,,有氧呼吸的三個階段,葡萄糖的初步分解,C6H12O6,,酶,2CH3COCOOH +4 H + 2 ATP （丙酮酸）,場所：細胞質基質,,丙酮酸徹底分解,,酶,6CO2 +20 H + 2 ATP,場所：線粒體基質,,2CH3COCOOH,（丙酮酸）,H的氧化,,酶,12H2O + 34 ATP,場所：線粒體內膜,,24H + 6O2,+6H2O,有氧呼吸： （1）主要場所線粒體 （2）總反應
10、式：,38ATP,,,,無氧呼吸,第一階段：,,C6H12O6,2CH3COCOOH +4 H + 2 ATP （丙酮酸）,酶,,場所：細胞質基質,場所：細胞質基質,第二階段：,2CH3COCOOH +4 H （丙酮酸）,,酶,2CO2 + C2H5OH,,,2C3H6O3,無氧呼吸,1.場所：細胞質基質,2.總反應式：,C6H12O6,C6H12O6,,,酶,酶,2CO2 + C2H5OH +2ATP,2C3H6O3+2ATP,(能量只來自第一階段),5.光合作用與呼吸作用的區(qū)別：,有氧呼吸三個階段的比較,細胞質基質,主要是葡萄糖,丙酮酸H,少量,丙酮酸,CO2、H,少量,H、O2,H2O,大量,對比,
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