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1、第4讲 光合作用1,光合作用的概念,叶绿体的结构和功能,光合色素的提取和分离,光合作用的两个阶段,例题,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能量的有机物,并且释放出氧的过程。,一、 光合作用的概念,光合作用的总反应式,二、叶绿体的结构和功能,称取:烘干粉碎后的绿叶2g; 研磨:研钵,加入少许二氧化硅( )和碳酸钙( )、3mL 95%乙醇( ),研磨充分、迅速成匀浆状; 过滤:在漏斗基部放单层尼龙纱,过滤研磨液到试管,及时用棉塞将滤液的试管口塞紧。,研磨充分,防止色素受到破坏,叶绿体中色素溶解于有机溶剂,不溶于水,三、光合色素的提取和分离,1. 色素的提取,三、光合
2、色素的提取和分离,2. 色素的分离,层析液是脂溶性很强的有机溶剂。 叶绿体中的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;溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。 层析液液面不能淹没滤液细线。,制备滤纸条:剪去两角( ) 画滤液细线:细、直、齐,重复几次。 分离色素:,防止两边滤液扩散速度太快,纸层析法,画铅笔线,胡萝卜素,叶黄素,叶绿素a,叶绿素b,三、光合色素的提取和分离,宽度,最窄 3 1最宽 2,分离结果,类胡萝卜素 (1/4),叶绿素 (3/4),色素,三、光合色素的提取和分离,胡萝卜素 (橙黄色),叶黄素 (黄色),叶绿素a (蓝绿色),叶绿素b (黄绿色),例1:
3、分别在A、B、C三个研钵中加2g剪碎的新鲜菠菜叶,并按下表所示添加试剂,经研磨,过滤得到三种不同颜色得溶液,即:深绿色、黄绿色(或褐色)、几乎无色。,试回答: A、B、C处理得到得溶液得颜色分别是什么?并分析原因?,黄绿 无色 深绿,三、光合色素的提取和分离,造成色素提取液颜色浅的主要原因有哪些?,绿叶不鲜嫩,色素含量太少; 研磨不充分,色素未能充分提取; 绿叶过少或提取液(丙酮、酒精等)加入过多,导致色素溶液的浓度低; 未加碳酸钙或加入量过少,导致部分色素分子被破坏。,三、光合色素的提取和分离,叶绿体中色素的吸收光谱,三、光合色素的提取和分离,三、光合色素的提取和分离,叶绿体中叶绿素的吸收光
4、谱图,例2.有甲、乙、丙、丁4盆长势均匀的植物置于阳光下,甲品红光照射;乙绿色光照射;丙添加品红色滤光片A;丁添加绿色滤光片B(如图),经过一段时间,各盆中长势最旺的和长势最差的依次是下列哪一组 A.甲、乙 B.乙、丙 C.甲、丁 D.丙、丁,答案:C,三、光合色素的提取和分离,叶龄,0,含量,4.叶绿体中色素的含量曲线图:,叶绿素(镁元素),类胡萝卜素,秋天的树叶为什么会由绿变黄?,三、光合色素的提取和分离,类囊体是由膜形成的碟状的口袋,所有的类囊体连成一体,其中又有许多叠在一起,像一摞硬币。这种叠起来的类囊体称为基粒,组成类囊体的膜就是所谓的光合膜。 所有的光合色素都分布在类囊体上。,三、
5、光合色素的提取和分离,光合作用的第一个阶段需要光,称为光反应;第二个阶段不需要光参加,是CO2转变成糖的过程,称为碳反应。,光合作用中光反应和碳反应的关系,四、光合作用的两个阶段,光能转换成电能示意图,1.光能转换成电能 场所:类囊体膜上 光合色素的功能: 吸收、传递光能 绝大多数的叶绿素a和全部叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素 转换光能 少数处于特殊状态的叶绿素a,四、光合作用的两个阶段,(一)光反应阶段,“天线色素”分子吸收和传递光能给“特殊状态的叶绿素a分子” ; “光系统中的特殊状态的叶绿素a分子”被激发失去电子e-; 脱离叶绿素a的电子沿着光合电子传递链传递,电子最终传递给辅酶即NADP+
6、,产生NADPH(【H】); 叶绿素a 失去电子后带上正电荷,变成强氧化剂,促进水的最终分解,使水成为电子的最根本供体。,四、光合作用的两个阶段,2.光能的吸收与传递,四、光合作用的两个阶段,光合作用的光反应,四、光合作用的两个阶段,光能的吸收、传递和光化学反应 1.场所:叶绿体基粒片层结构的薄膜上 2.过程: 物质变化: 能量变化:,水的光解, 产生O2 ,形成ATP(光合磷酸化) 和 NADPH,光能变成NADPH和ATP中的化学能,四、光合作用的两个阶段,光反应阶段,色素将光能转换成电能需要酶的催化吗? 若要检测是否发生光反应,最简单的方法是什么? 若要检测是否发生碳反应,最简单的方法是
7、什么? 光反应中最根本的电子供体是什么? 最终电子受体是什么?,O2的产生量,CO2被吸收量,水,NADP+,不需要,四、光合作用的两个阶段,思考,四、光合作用的两个阶段,四、光合作用的两个阶段,1.场所:叶绿体基质 2.过程: 物质变化 能量变化,CO2被固定, C3化合物被还原( 需要光反应产生的ATP和H),NADPH 和 ATP中的化学能转变成糖类等有机物中的化学能。,四、光合作用的两个阶段,(二)碳反应阶段(有光或无光都可以进行),四、光合作用的两个阶段,光合产物在植物细胞中的利用,光合作用的总反应式,四、光合作用的两个阶段, 光反应和碳反应的区别,四、光合作用的两个阶段,基质中,囊
8、状结构薄膜,光、水、酶、叶绿素,CO2、ATP、H、酶,水的光解 O2的生成 ATP的生成 NADPH的生成,CO2的固定、C3的还原 ATP的水解 NADPH被氧化,光能电能活跃化能,活跃化能稳定化能,光反应是碳反应的基础,光反应为碳反应的进行提供NADPH和ATP 碳反应是光反应的继续,碳反应水解ATP生成ADP和Pi为光反应的物质(ATP)合成提供原料,四、光合作用的两个阶段, 光反应阶段与碳反应阶段的联系,1.为地球上的生命提供有机物和化学能; 2.维持大气中氧和二氧化碳含量的相对稳定。,光合作用总反应式,四、光合作用的两个阶段,(三)光合作用的意义,离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合
9、作用时,如果突然中断CO2气体的供应,短暂时间内叶绿体中C3与C5相对含量的变化是( ) A、C3增多,C5减少 B、C3增多,C5增多 C、C3减少,C5增多 D、C3减少,C5减少,C,例题,停止CO2供应时: C3的浓度急速降低, C5的浓度急速升高。,停止光照时: C3的浓度急速升高, C5的浓度急速降低。,当光反应过程被阻断,碳反应会停止吗? 当碳反应过程被阻断,光反应还会进行吗?,例题,右图是绿色植物光合作用示意图。请分析回答下列问题: (1)图中是 ,它是光反应阶段形成的产物之一,光反应阶段生成的物质还有 和 。 (2)图中是 , 是 。 (3)如果某种原因使得大量的气孔关闭,则图中的数量将暂时 _。,ATP,氧,NADPH,CO2,三碳化合物,增加,例题,(09广东理基) 43将在黑暗中放置一段时间的叶片均分4块,置于不同的试管中,按下表进行实验,着色最浅叶片所在的试管是( ) A B C D,D,例题,下列物质转变过程属于光反应的是 A. B. C. D.,D,例题,(山东理综7) 下图所示为叶绿体中色素蛋白等成分在膜上的分布,下列叙述正确的是( ) A生物膜为叶绿体内膜 B可完成光合作用的全过程 C发生的能量转换是:光能电能化学能 D产生的ATP 可用于植物体的各项生理活动,C,例题,
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