2019版生物人教版必修1课件:第5章 第4节 能量之源——光与光合作用 .pdf
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1、第4 4节 能量之源光与光合作用 1.说出绿叶中色素的种类和作用,并提取和分离绿叶中的色素。 2.说出叶绿体的结构和功能。 3.用图解表示光反应和暗反应的过程及其联系。 4.说出光合作用的概念以及对它的认识过程。 5.探究影响光合作用速率的环境因素。 一二 一、捕获光能的色素和结构 1.捕获光能的色素 (1)绿叶中色素的提取和分离 提取的原理:绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中,因此可用 无水乙醇提取绿叶中的色素。 分离的原理:绿叶中不同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,反之则慢。 实验结果:滤纸条上呈现四条色素带,自上而下颜色依次是橙 黄色、黄色、蓝绿色、黄绿
2、色。其中色素带最宽的颜色呈蓝绿色, 最窄的颜色呈橙黄色。 一二 (2)色素的种类和吸收光谱 一二 2.叶绿体的结构 (1)叶绿体的形态和结构:叶绿体一般呈扁平的椭球形或球形,外 表有双层膜,内部的基粒是由类囊体堆叠而成的。 (2)色素和酶的分布:吸收光能的色素分布在类囊体的薄膜上,与 光合作用有关的酶分布在类囊体的薄膜上和叶绿体基质中。 3.叶绿体的功能 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。 一二 二、光合作用的原理和应用 1.光合作用的概念 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 转化成储存着
3、能量的有机物,并且释放出氧气的过程。 2.光合作用的探究历程 (1)直到18世纪中期,人们一直以为只有土壤中的水分是植物建造 自身的原料。 (2)1771年,英国科学家普利斯特利证明植物可以更新空气。 (3)1779年,荷兰的英格豪斯证明了光照和绿叶在更新空气中不可 缺少。 (4)1864年,德国科学家萨克斯的实验证明了光合作用的产物除氧 气外还有淀粉。 一二 (5)1941年,美国的鲁宾和卡门利用同位素标记法证明了光合作用 释放的氧气来自水。 (6)20世纪40年代,美国的卡尔文利用同位素标记法最终探明了 CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。 3.光合作用的过程 (1)光反应阶段
4、 条件:光、色素、酶。 场所:类囊体的薄膜上。 一二 物质变化。 a.水的光解:光合色素吸收、传递光能,在其中部分光能的作用下 水分解为氧和H,氧直接以分子的形式释放出去,H作为还原剂参 与暗反应。 b.ATP的合成:另一部分光合色素吸收的光能传递给ADP,在酶的 催化作用下,使ADP与Pi发生化学反应形成ATP ,也就将光能转变成 储存在ATP中的化学能。 能量变化:将光能转变成ATP中活跃的化学能。 一二 (2)暗反应阶段 条件:多种酶的催化。 场所:叶绿体内的基质中。 物质变化:CO2首先被一个C5分子固定,生成两个C3(一种三碳 化合物)分子,C3被H还原生成有机物,并将ATP释放的化
5、学能储存 在有机物中。 能量变化:ATP中的活跃化学能转变为有机物中稳定的化学能。 4.光合作用原理的应用 (1)光合作用强度:指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的 数量。 (2)农业生产上可以通过控制光照的强弱和温度的高低,适当增加 环境中二氧化碳的浓度等措施增加农作物的产量。 一二 在进行植物温室栽培时,适量燃烧石油液化气或放一些干冰能够 增产,为什么? 提示:CO2是光合作用的原料,适量燃烧石油液化气或放一些干冰 能增加CO2浓度,使光合作用强度增加,合成的有机物增多,使作物 增产。 一二 5.化能合成作用 (1)概念 少数种类的细菌不能进行光合作用,但能够利用体外环境中的某 些无机
6、物氧化时所释放的能量来制造有机物,这种合成作用叫化能 合成作用。 (2)实例 生活在土壤中的硝化细菌,能将土壤中的氨氧化成亚硝酸,进而 将亚硝酸氧化成硝酸。硝化细菌能利用这两个化学反应中释放出 的化学能,将二氧化碳和水合成为糖类,以供硝化细菌维持自身的 生命活动。 一二 一、外界环境对光合作用速率的影响 1.光照强度对光合作用速率的影响 在一定光照强度范围内,增加光照强度可提高光合作用速率。曲 线分析如下。 一二 A点:光照强度为0,此时只进行细胞呼吸,CO2释放量代表此时的 呼吸强度。 AB:表明光照强度加强,光合作用逐渐加强。 B点:光合作用强度=细胞呼吸强度,称B点对应的光照强度为光补
7、偿点(光照强度在光补偿点以上,植物才能正常生长)。 BC:随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强。 C点:对应的光照强度为光饱和点。 特别提醒特别提醒(1)阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低,如上图中的 B、C对应的光照强度。 (2)间作套种时,农作物的种类搭配、林带树种的配置、冬季温室 栽培避免高温等都与光补偿点有关。 一二 2.光照面积对光合作用速率的影响 光照面积对光合作用速率的影响曲线 见右图。 OA:随叶面积指数的不断增大,光合作 用实际量不断增大。 A点:为光合作用面积的饱和点。此后随叶面积指数的增大,光合 作用不再增加,此时有很多叶片被遮挡。 OB:干物质量随光合作用速率增加
8、而增加。 OC:随叶面积指数的不断增加,叶片的呼吸量不断增加,而由于A 点后光合作用不再增加,所以干物质积累量不断降低。 特别特别提醒提醒农业生产上,应适当间苗、修剪,合理施肥、浇水,避免 徒长,合理密植。 一二 3.CO2浓度对光合作用速率的影响 CO2浓度对光合作用速率的影响曲线见右图。 曲线分析:在一定范围内,光合作用速率随CO2浓度的增加而增大, 但当CO2浓度增加到一定值后,光合作用速率不再增加。 A点:即CO2达到饱和时,光合作用速率就不再增加了。 特别提醒特别提醒农业生产上,“正其行,通其风”,温室内充CO2,即提高CO2 浓度,是增加产量的方法之一。 一二 4.含水量及矿质元素
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