3.5 光合作用将光能转化为化学能(4分打包)

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3.5 光合作用将光能转化为化学能(4分打包)

资源简介

(共14张PPT)
神奇的生物魔法
3.5 光合作用将光能转化为化学能
滤液细线要高于层析液液面
要求:
(否则色素会溶解在层析液中)
(4)色素的分离(纸层析法):
2mL层析液=石油醚+丙酮+苯
(蓝绿色)
(黄绿色)
(橙色)
(黄色)
叶绿素
类胡萝卜素
3/4
1/4
实验结果
二、光合色素的提取和分离
A.该实验结果表明,叶绿素b在层析液中溶解度最低
B.用无水乙醇作溶剂,提取的叶绿体色素中无胡萝卜素
C.加入无水乙醇越多,叶绿体色素提取液的绿色越深
D.有些色素的含量会随着季节或者生理特性的变化而发生变化
1、关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述,正确的是( )
AD
400
500
600
700
波长/nm
叶绿体色素吸收光谱

绿
素a

绿

b
类胡萝卜素
光的吸收率/%
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
思考:光合色素的作用是吸收可见光,试分析叶片绿色的原因?
三、光合色素
例题:温室栽培胡萝卜,用什么颜色的玻璃做顶棚更能提高产量( )
A.红色 B.无色 C.绿色 D.蓝紫色
B
植物主要吸收红光和蓝紫光,但对其它颜色的光也吸收,绿光吸收最少。白光是复合光经光的色散后,光照强度不变,所以无色玻璃各种色光均可透过,光合作用最强。
四、光合作用过程
光、色素、酶
1、光反应



场所:
物质变化:
能量变化:
条件:
光能 ATP、NADPH中活跃化学能
四、光合作用过程
水的光解:
ADP + Pi + 能量 ATP

NADP+ + H+ + 2e- NADPH

ATP的形成:
NADPH的形成:
2H2O O2+ 4H+ + 4e-


类囊体膜中
四、光合作用过程
1.光反应为碳反应提供了什么?
2.卡尔文循环从什么开始?
3.卡尔文循环形成的第一个反应产物是?
4.卡尔文循环形成的第一个糖是?
5.卡尔文循环中三碳酸还原需要什么?
6.ADP和NADP+从哪里运到哪里?
ATP和NADPH从哪里运到哪里?
六碳分子



(卡尔


环)
场所:
物质变化:
能量变化:
叶绿体基质
ATP、NADPH中活跃化学能 糖类等有机物中的稳定化学能
2、碳反应

5三碳糖 3C5

C5 + CO2 2C3

NADPH、ATP
2C3 2三碳糖
①CO2的固定:
②三碳酸的还原:
③五碳糖的再生:
(三碳糖的主要去路,占5/6)
四、光合作用过程
3次卡尔文循环输出
1分子三碳糖
出卡尔文循环的三碳糖大部分运出叶绿体外合成蔗糖
四、光合作用过程
三碳糖大部分用于五碳糖再生
①图中B是____,它来自于____的分解。
②图中C是___________,它被传递到叶绿体的_______部位,用于_______________。
③图中D是_____,在叶绿体中合成D所需的能量来自_______________。
④图中的H表示_________ ,H为I提供___________________。
⑤D的转移方向是__________________________

H2O
B
A
C
D
E+Pi
F
G
CO2
J
H
I
O2

NADPH
基质
三碳酸的还原
ATP
色素吸收的光能
光反应
NADPH和ATP
类囊体膜→叶绿体基质
生成一个C6H12O6要几个二氧化碳?
二氧化碳(CO2)
五碳糖(C5)
2个C3
C5
C3
5个
1个
需要6个碳,需要6个二氧化碳,6次卡尔文循环
算一算:
需要3个二氧化碳,
3次卡尔文循环
项目 光反应阶段 碳反应阶段
区 别 反应性质
与光的关系
场所
条件
物质变化
能量转化
类囊体薄膜中
叶绿体基质中
光、水、光合色素、酶
多种酶、CO2、NADPH和ATP
光能→ATP、NADPH中活跃的化学能
ATP、NADPH中活跃的化学能
→有机物中稳定的化学能
水光解,产生O2和NADPH,生成ATP
联 系
CO2的固定,三碳酸的还原,五碳化合物的再生
光反应阶段与碳反应阶段的比较
光化学反应和酶促反应
酶促反应
必须在光下进行
与光无直接关系,有光和无光状况下都能进行
光反应为碳反应的顺利进行准备了ATP和NADPH(共21张PPT)
神奇的生物魔法
3.5 光合作用将光能转化为化学能
CO2
CO2
CO2
CO2
O2
O2
O2
光合作用概述
光合作用概述
光合作用:是绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化为有机物并释放出氧气的过程。
6CO2+12H2O C6H12O6 +6O2+ 6H2O

叶绿体
原料:
产物:
场所:
条件:
CO2和H2O
有机物和氧气
叶绿体
光照
还原
氧化
细胞呼吸:
光合作用:
C6H12O6 +6O2+ 6H2O 6CO2+ 12H2O

氧化
还原
是否互为逆反应?




内外膜
基质
类囊体
基粒
叶绿体结构图
主要分布在绿色植物的叶肉细胞
一、光合作用在叶绿体中进行
一、光合作用在叶绿体中进行
外膜
内膜
基粒
由类囊体堆叠而成
基质
含多种光合作用所必需的酶
透明,有利于光线的透过
在类囊体薄膜上存在着叶绿素及其他光合色素和多种蛋白质
光合膜
如:蓝藻
不是,有酶和色素即可。
光合作用是否一定在叶绿体内发生?
基质
基粒

光合色素
外膜
内膜
类囊体
特别注意:①光合色素仅存在于基粒类囊体膜上。
②与光合作用有关的酶存在于基粒和基质中。
思考:与光合作用有关的酶和色素分别在哪里?
二、光合色素的提取和分离
材料试剂
实验原理
阅读教材:P100-101
新鲜绿色叶片
95%乙醇 SiO2 CaCO3 层析液
1.色素的提取:绿叶中的色素能溶解在丙酮或酒精等有机溶剂中(相似相溶),故用无水乙醇可以提取绿叶中的色素。
2.色素的分离:不同色素随层析液(乙醚或石油醚)在滤纸上扩散速度不同,溶解度大,扩散速度快。
二、光合色素的提取和分离
1.烘干、研磨:
2.过滤:
(研钵)菠菜叶
二氧化硅:
95%乙醇:
碳酸钙:
为了研磨充分
保护叶绿素分子不被破坏
溶解色素
尼龙布:
小玻璃漏斗
减少色素吸附
色素提取的过程
二、光合色素的提取和分离
干燥的定性滤纸
滤纸条下端剪去两个角:避免两边扩散过快,保证色素带平齐。
3.制备滤纸条
10cm长,1cm宽
一是越细越齐越好
二是待干燥后再重复2-3次
(避免色素带重叠)
(增加色素的量)
4.点样
二、光合色素的提取和分离
5.分离色素
A、滤纸条要斜靠烧怀壁
B、滤液细线要高于层析液液面
要求:
(否则色素会溶解在层析液中)
C、试管加软木塞
纸层析法:不同色素在层析液中的溶解度不同,随层析液在滤纸条上的扩散速度不同,故:可用层析液将不同的色素分离。
二、光合色素的提取和分离
实验结果
①色素带的条数-色素的种类。
②色素带的宽窄-色素的含量。
③色素带的位置-色素的溶解度。
橙黄色
切记:①含量最多-叶绿素a,
含量最少-胡萝卜素。
②溶解度最大-胡萝卜素,
溶解度最小-叶绿素b。
A.该实验结果表明,叶绿素b在层析液中溶解度最低
B.用无水乙醇作溶剂,提取的叶绿体色素中无胡萝卜素
C.研磨叶片时,加入CaCO3的目的是使研磨充分
D.加入无水乙醇越多,叶绿体色素提取液的绿色越深
例题:关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述,正确的是( )
A
叶绿体色素的提取和分离实验:
①提取色素原理:色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中,所以可用无水酒精等提取色素。
②分离色素原理:各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素。溶解度大,扩散速度快;溶解度小,扩散速度慢。
③各物质作用:无水乙醇或丙酮:提取色素;层析液:分离色素;二氧化硅:使研磨得充分;碳酸钙:防止研磨中色素被破坏。
④结果:滤纸条从上到下依次是:胡萝卜素(最窄)、叶黄素、叶绿素a(最宽)、叶绿素b(第2宽),色素带的宽窄与色素含量相关。
三、光合色素吸收可见光
400
500
600
700
波长/nm
叶绿体色素吸收光谱

绿
素a

绿

b
类胡萝卜素
吸光率
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
阅读教材:P102
思考:光合色素的作用是吸收可见光,试分析叶片绿色的原因?
例题:温室栽培胡萝卜,用什么颜色的玻璃做顶棚更能提高产量( )
A.红色 B.无色 C.绿色 D.蓝紫色
B
植物主要吸收红光和蓝紫光,但对其它颜色的光也吸收,绿光吸收最少。白光是复合光经光的色散后,光照强度不变,所以无色玻璃各种色光均可透过,光合作用最强。
四、光合作用过程
将光能转化为化学能并产生氧气
氧气、ATP、NADPH
类囊体膜中
ADP +Pi
+
能量

ATP
NADP+ + H+ + 2e-

NADPH
2H2O

4H++4e-+O2
光、色素、酶
1、光反应
光反应
场所:
物质变化:
产物:
能量变化:
条件:
四、光合作用过程
光能 ATP、NADPH中活跃化学能
碳反应
(卡尔文循环)
场所:
原料:
物质变化:
能量变化:
叶绿体基质
五碳糖、CO2、NADPH、ATP
CO2+ C5

2
三碳酸(CO2的固定)
ATP→ADP+Pi+能量
NADPH→NADP++H++2e-
ATP、NADPH中活跃化学能 糖类等有机物中的稳定化学能
四、光合作用过程
将二氧化碳还原成糖
大多数为了再生五碳糖
2、碳反应
2三碳酸

2三碳糖
ATP、NADPH
(三碳酸的还原)
3C5
6三碳糖
+三碳糖
(五碳化合物的再生)
3次卡尔文循环输出
1分子三碳糖
在叶绿体内合成淀粉、蛋白质、脂质
大部分运出叶绿体外合成蔗糖
生成一个C6H12O6要几个二氧化碳?
二氧化碳(CO2)
五碳糖(C5)
2个C3
C5
C3
5个
1个
需要6个碳,需要6个二氧化碳,6次卡尔文循环
阅读教材:P108光合作用的早期研究简史
算一算:
需要3个二氧化碳,
3次卡尔文循环
项目 光反应阶段 碳反应阶段
区 别 反应性质
与光的关系
场所
条件
物质变化
能量转化
类囊体薄膜中
叶绿体基质中
光、水、光合色素、酶
多种酶、CO2、NADPH和ATP
光能→ATP、NADPH中活跃的化学能
ATP、NADPH中活跃的化学能
→有机物中稳定的化学能
水光解,产生O2和NADPH,生成ATP
联 系
CO2的固定,三碳酸的还原,五碳化合物的再生
光反应阶段与碳反应阶段的比较
光化学反应和酶促反应
酶促反应
必须在光下进行
与光无直接关系,有光和无光状况下都能进行
光反应为碳反应的顺利进行准备了ATP和NADPH
①图中B是____,它来自于____的分解。
②图中C是________,它被传递到叶绿体的____部位,用于_________。
③图中D是_____,在叶绿体中合成D所需的能量来自_______________。
④图中的H表示_________ ,H为I提供_______________。
⑤D的转移方向是__________________

H2O
B
A
C
D
E+Pi
F
G
CO2
J
H
I
O2

NADPH
基质
C3的还原
ATP
色素吸收的光能
光反应
NADPH和ATP
类囊体膜→叶绿体基质(共15张PPT)
神奇的生物魔法
3.5 光合作用将光能转化为化学能
CO2
CO2
CO2
CO2
O2
O2
O2
原料:
产物:
条件:
CO2和H2O
有机物和氧气
光照
1、定义:
光合作用是_______________________,以______________为原料,利用_____能合成糖类等有机物并释放出氧气的过程。
细胞呼吸:
光合作用:
是否互为逆反应?
一、光合作用概述
绿色植物和蓝细菌
CO2和H2O

光能:能量的根本来源
放能反应
吸能反应




内外膜
基质
类囊体
基粒
叶绿体结构图
一、光合作用概述
2、场所(针对真核生物):
思考:与光合作用有关的酶和色素分别在哪里?
①光合色素仅存在于基粒类囊体膜上。
②与光合作用有关的酶存在于基粒和基质中。
透明,有利于光线的透过
一、光合作用概述
思考:该生物能进行光合作用吗?
有酶和光合色素即可进行光合作用
该怎么提取呢?
(95%乙醇)
该怎么分离呢?
(层析液)
实验原理:
材料用具:
新鲜的绿叶、定性滤纸等、95%乙醇、
碳酸钙、二氧化硅、层析液等
相似相溶
二、光合色素的提取和分离
1.色素的提取:绿叶中的色素能溶解在丙酮或酒精等有机溶剂中.
2.色素的分离:不同色素随层析液(乙醚或石油醚)在滤纸上扩散速度不同,溶解度大,扩散速度快。
(1)色素的提取:
95%乙醇(3mL)+二氧化硅+碳酸钙
①95%乙醇:作为提取液,溶解光合色素。
②SiO2:研磨充分;
CaCO3:防止叶绿素被破坏。
单层尼龙布
(2)制备滤纸条:
干燥的定性滤纸
滤纸条下端剪去两个角:避免两边扩散过快,保证色素带平齐。
10cm长,1cm宽
(3)画滤液细线(点样):
毛细吸管
待滤液干燥后再重复画3-4次(细、直、齐):增加色素的含量,使分离后的色素带清晰,便于观察。
滤液
滤液细线要高于层析液液面
要求:
(否则色素会溶解在层析液中)
(4)色素的分离(纸层析法):
2mL层析液=石油醚+丙酮+苯
(蓝绿色)
(黄绿色)
(橙色)
(黄色)
叶绿素
类胡萝卜素
3/4
1/4
实验结果
二、光合色素的提取和分离
二、光合色素的提取和分离
实验结果
①色素带的条数-色素的种类。
②色素带的宽窄-色素的含量。
③色素带的位置-色素的溶解度。
橙色
切记:①含量最多-叶绿素a,
含量最少-胡萝卜素。
②溶解度最大-胡萝卜素,
溶解度最小-叶绿素b。
A.该实验结果表明,叶绿素b在层析液中溶解度最低
B.用无水乙醇作溶剂,提取的叶绿体色素中无胡萝卜素
C.加入无水乙醇越多,叶绿体色素提取液的绿色越深
D.有些色素的含量会随着季节或者生理特性的变化而发生变化
1、关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述,正确的是( )
A
400
500
600
700
波长/nm
叶绿体色素吸收光谱

绿
素a

绿

b
类胡萝卜素
光的吸收率/%
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
思考:光合色素的作用是吸收可见光,试分析叶片绿色的原因?
三、光合色素
2、温室栽培胡萝卜,用什么颜色的玻璃做顶棚更能提高产量( )
A.红色 B.无色 C.绿色 D.蓝紫色
B(共22张PPT)
神奇的生物魔法
3.5 光合作用将光能转化为化学能
项目 光反应阶段 碳反应阶段
区 别 反应性质
与光的关系
场所
条件
物质变化
能量转化
类囊体薄膜
叶绿体基质
光、光合色素、酶、水
多种酶、NADPH和ATP、CO2
光能→ATP、NADPH中活跃的化学能
ATP、NADPH中活跃的化学能
→有机物中稳定的化学能
水的光解,NADPH的合成,ATP的合成
联 系
CO2的固定,三碳酸的还原,五碳糖的再生
光反应阶段与碳反应阶段的比较
光化学反应和酶促反应
酶促反应
必须在光下进行
与光无直接关系,有光和无光状况下都能进行
光反应为碳反应的顺利进行准备了ATP和NADPH
①图中B是____,它来自于____的分解。
②图中C是___________,它被传递到叶绿体的_______部位,用于_______________。
③图中D是_____,在叶绿体中合成D所需的能量来自_______________。
④图中的H表示_________ ,H为I提供___________________。
⑤D的转移方向是__________________________

H2O
B
A
C
D
E+Pi
F
G
CO2
J
H
I
O2

NADPH
基质
三碳酸的还原
ATP
色素吸收的光能
光反应
NADPH和ATP
类囊体膜→叶绿体基质
四、光合作用过程
3次卡尔文循环输出
1分子三碳糖
出卡尔文循环的三碳糖大部分运出叶绿体外合成蔗糖
四、光合作用过程
三碳糖大部分用于五碳糖再生
NADPH、ATP ADP、NADP+ 三碳酸 五碳糖
光照↓
CO2↓








★某种因素忽然改变时,叶绿体中各种物质短时间内含量变化:


三碳糖
光合速率(光合强度)
指一定量的植物(如一定的叶面积)在单位时间内进行多少光合作用,如释放多少氧气、消耗多少二氧化碳。
植物释放的氧气量等于
叶绿体产生的氧气量吗?
五、光合作用的影响因素
单位时间单位叶面积氧气释放量
线粒体
叶绿体
O2
CO2
CO2
O2
真正光合速率 = 表观光合速率 + 呼吸速率
CO2
O2
五、光合作用的影响因素
产生氧气量
释放氧气量
光合>呼吸
例题:棉花的光强度与光合作用强度之间的关系如右下图所示,该曲线是实测一片叶子在不同光强度条件下的CO2吸收和释放的情况。你认为下列四个选项中,细胞中发生的情况与曲线中A、B、C三点相符的是( )
A. ①②③   B. ②③①
C. ②③④ D. ①②④
C
只呼吸
不光合
呼吸=光合
光合>呼吸
五、光合作用的影响因素
光照强度
CO2吸收量
CO2释放量
0
A
B
C
呼吸速率
光补偿点
光饱和点
表观光合速率
真正光合速率
呼吸速率=光合速率
D
A点:
AB段:
B点:
BC段:
仅呼吸
光合<呼吸
光合>呼吸
光合=呼吸
五、光合作用的影响因素
阳生植物光饱和点 阴生植物光饱和点
>
A
B
光照强度
光合速率
0
阳生植物
阴生植物
五、光合作用的影响因素
光强度
温度
CO2浓度
水分
五、光合作用的影响因素
无机盐
温度
通过影响酶的作用影响光合作用
五、光合作用的影响因素
CO2浓度
CO2浓度
光合速率
0
直接影响碳反应速率
大气中的二氧化碳的浓度约为0.035%,当着一浓度增加至1%以内时,光合速率会随二氧化碳浓度的增加而增加,超过后植物不但不会增加,反而要下降,甚至引起植物CO2中毒而影响植物正常的生长发育。
五、光合作用的影响因素
此时植物只进行呼吸作用
a
b
c
CO2
吸收量
CO2
释放量
CO2浓度
CO2饱和点
CO2补偿点
(呼吸=光合)
主要限制因素:
CO2浓度
主要限制因素:
外因:光照强度、温度……
五、光合作用的影响因素
下图为一天内大棚CO2变化情况
哪点(字母)开始进行光合作用?哪点结束?
植株光合速率等于呼吸速率的点?
C点叶肉细胞的光合速率和呼吸速率是否相等
一昼夜之后植物体内有机物含量是增加还是减少?
B,E
C、D
光合作用消耗的CO2
光合>呼吸
增加
a
b
c
d
e
f
g
h
时间
图为夏季晴天植物一昼夜内CO2吸收量的变化情况
光合作用
开始点
光合=呼吸
光照强度增强
蒸腾强,失水,气孔关闭
气孔重开,CO2吸收增多
光照强度减弱
CO2
吸收量
CO2
释放量
各种环境因素对光合作用的综合影响
五、光合作用的影响因素
P点的影响因素:
Q点的影响因素:
光照强度
温度
各种环境因素对光合作用的综合影响
五、光合作用的影响因素
P点的影响因素:
Q点的影响因素:
光照强度
CO2浓度
汉水丑生侯伟作品
五、光合作用的影响因素
各种环境因素对光合作用的综合影响
P点的影响因素:
Q点的影响因素:
温度
光强度
光合作用的前世
光合作用受多种环境因素的影响下物质的变化
叶绿体处于不同条件下三碳糖、C5、NADPH、ATP以及糖类合成量的动态变化
条件 三碳酸 C5 NADPH、ATP 糖类合成量
停止光照、 CO2供应不变
突然光照、 CO2供应不变
光照不变、 停止CO2供应
光照不变、 CO2供应增加
光照和CO2不变、三碳糖输出受阻
长期光照/CO2供应不足
增加
减少
减少
减少
减少
增加
增加
增加
减少
增加
增加
减少
增加
减少
减少
增加
增加
减少
增加
减少
减少
减少
减少
减少
例题:在适宜反应条件下,光照强度对光合速率的影响如图示意。如果用d光照强度照射离体的新鲜叶绿体一段时间后,突然改用c光照强度照射,则离体叶绿体内瞬间发生的物质变化是(  )
A
A. 生成的ATP减少
B. 未被还原的C3减少
C. 生成的NADPH增加
D. 还原得到的C5增加
光合速率Max
光强下降
光能
H2O
O2
H++e-
NADP+
ATP
ADP+Pi
C3
C5
CO2
淀粉等有机物
光能
ATP、NADPH 中活跃的化学能
光反应
还原
固定
2
类囊体薄膜上
有机物中稳定的化学能
碳反应
叶绿体基质
再生
2三碳糖
C6
NADPH

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