1、课前分钟.找原理：）色素提取原理：）色素分离原理与方法：.找试剂作用）无水乙醇）层析液）SiO2：4）CaCO3：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇无水乙醇中。中。各种色素在各种色素在层析液层析液中溶解度不同，溶解度高中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸条上扩散得快，反之则慢。的随层析液在滤纸条上扩散得快，反之则慢。促研磨充分促研磨充分防止色素被破坏（防止色素被破坏（保护叶绿素保护叶绿素）分离方法纸层析法一、捕获光能的色素二、探究光合作用过程三、光合作用第3节 光合作用 光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。无论是在植物工厂里，还是在自然界，植物捕获
2、光能要依靠特定的物质和结构。对于高等植物来说，叶片是进行光合作用的主要器官。右图所示的玉米幼苗，绿色苗和白右图所示的玉米幼苗，绿色苗和白化苗哪种不能正常生长？为什么？这说化苗哪种不能正常生长？为什么？这说明什么问题？明什么问题？白化苗。因其不能形成叶绿素，无白化苗。因其不能形成叶绿素，无法进行光合作用，待种子中贮存的养分法进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。这说明，叶片中的色素耗尽就会死亡。这说明，叶片中的色素可能与光能的捕获有关。可能与光能的捕获有关。色素P98问题问题实践实践（一）实验原理：1.色素提取的原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。2.色素分离的原理：各种色素
3、在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸条上扩散得快，反之则慢（达到分离目的）。分离方法纸层析法实验：色素的提取与分离(二)步骤过程 1.提取绿叶中的色素.分离绿叶中的色素研钵中加入SiO2：CaCO3:无水乙醇：有助于研磨充分有助于研磨充分防止研磨中色素被破坏防止研磨中色素被破坏溶解色素溶解色素剪叶剪叶加试剂加试剂快速研磨快速研磨过滤过滤色素提取液色素提取液单层尼龙布纸层析法（二）方法步骤 .分离绿叶中的色素：剪去两角。并在并在1cm处用处用铅笔铅笔画一条细线画一条细线：细、齐、直。重复23次，待滤液干后，再画一两次。：滤液细线不能触及层析液色素带扩散的距离说明什么？色素带的宽度说明什
4、么？保证各种色素的起点相同，保证色素的量充足。滤液细线上的色素会溶解在层析液中，从而得不到色素带防止两边色素层析时扩散过快。溶解度的大小色素的含量胡萝卜素溶解度最大，含量最少；叶绿素a含量最多，叶绿素b溶解度最小。（三）实验结果（三）实验结果：吸收、传递、转化（少数叶a）光能（四）色素作用红光蓝紫光蓝紫光若改用圆形滤纸，滤液细线改为一个中心点，若改用圆形滤纸，滤液细线改为一个中心点，色素向外扩散，则以下数字分别代表什么色素？色素向外扩散，则以下数字分别代表什么色素？温室或大棚种植蔬菜时，最好选择_的玻璃、塑料薄膜，理由是_。无色透明无色透明 有色玻璃或塑料薄膜主要透过同色光，其他颜色光很少或不
5、能透过，光照强度会减弱，不利于光合作用；而无色透明的玻璃或塑料薄膜能透过日光中各色光，光照强度较大，有利于光合作用的进行。可在白光基础上补光：选红光和蓝紫光问题问题探讨探讨植物工厂（五）色素存在的部位课前分钟.找概念、找方程式：.找阶段、找场所：.记各阶段物质变化、能量变化（一）场所 叶绿体(真核生物)（二）探究历程恩格尔曼叶绿体在光下释放2水绵好氧菌希尔水的光解、产生氧气离体叶绿体悬浮液鲁宾与卡门释放的氧来自水同位素标记法(18O)卡尔文同位素标记法(14C)有机物中C来源于CO2黑暗、无氧黑暗、无氧极细光极细光全全 光光现象：现象：现象：现象：分析：分析：分析：分析：实验一 需氧性细菌向被
6、极细光照射部位的叶绿体集中。被极细释放出氧气。需氧性细菌分布在叶绿体所有受光部位的周围。所有被光照射的叶绿体释放出氧气。结论：光合作用需要光；光合作用产生氧气；光合作用的场所是叶绿体。叶绿体在光下释放2实验二实验二现象：现象：分析：分析：用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。叶绿体的色素主要吸收红光和蓝紫光进行光合作用放出氧气。19世纪末，科学家普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，O2被释放，C和H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。1928年，科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖。1937年，希尔发现，在离体叶绿体
7、的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO2），在光照下可以释放出氧气。CO2+H2O （CH2O)+O2光能光能叶绿体叶绿体鲁宾、卡门：同位素示踪法（18）你如何设置实验：光合作用释放的O2来自于水还是2?18O2O2结论：光合作用释放的氧全部来自于水！C18O2+H2O 观察释放的O2CO2+H218O 观察释放的O2概念：指绿色植物通过叶绿体（真核生物），把转化成储存着能量的，并且的过程。光、色素、酶、H2O类囊体薄膜物质变化：能量变化：水的光解：ATP的合成：NADPH的形成：光反应阶段光反应阶段场所：条件：H2O 1/2 O2+2+2e-光能光能ADPPi 能量能量
8、ATP酶酶NADP +2+2e-NADPH酶酶光能NADPH中的化学能+ATP中活跃的化学能叶绿体基质酶、NADPH、ATP、二氧化碳 暗反应阶段暗反应阶段场所：条件：物质变化：能量变化：（有光无光均可）CO2的固定：C3的还原：NADPH、ATP中活跃的化学能糖类稳定的化学能NADPH NADP+ATP ADP+Pi被还原的C3C3糖 C5酶酶C5+CO2 2 C3注意：暗反应过程中糖类、注意：暗反应过程中糖类、C C5 5 、C C3 3所指所指课本课本P104 P104 相关信息相关信息叶叶绿体基质绿体基质光反应ATPADP+PiNADPHNADP类囊体类囊体光能光能活跃的化学能活跃的化
9、学能有机物中稳定的化学能有机物中稳定的化学能暗反应过程图解（卡尔文循环）叶绿体叶绿体中的色素中的色素H2ONADPHATPADP+Pi水的光解水的光解O22C3C5糖类等有机物多种酶参加催化CO2还还 原原固固 定定C5的再生+NADP+H+固定固定过程图解光反应场所：叶绿体类囊体薄膜；产生光反应场所：叶绿体类囊体薄膜；产生ATP(ATP(需需ADPADP和和PiPi，哪里来？，哪里来？)暗反应场所：叶绿体基质；利用暗反应场所：叶绿体基质；利用ATP(ATP(水解后有水解后有ADPADP和和Pi)Pi)叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质ATPADP那那NADPHNADPH与与
10、NADPNADP+的移的移动方向呢？动方向呢？、1 1）当光照强度）当光照强度突变突变时时(其他条件不变其他条件不变)，短时间内，短时间内，植物细胞内以上种物质的变化分别是？植物细胞内以上种物质的变化分别是？2 2）若）若COCO2 2浓度突变时浓度突变时(其他条件不变其他条件不变)呢？呢？两个方向一起分析：消耗量，合成量两个方向一起分析：消耗量，合成量解释为何光照强度突然下降时，解释为何光照强度突然下降时，C3的量会上升？的量会上升？光照强度突然下降，光反应下降，光照强度突然下降，光反应下降，NADPH和和ATP的量减的量减少，导致少，导致C3还原的量下降，而还原的量下降，而CO2的固定的固
11、定(C3的合成量的合成量)不变不变，C3量上升量上升记：记：C C3 3跟着跟着COCO2 2走。即走。即C C3 3的变化与的变化与COCO2 2的变化是一致的！的变化是一致的！3图甲是A植物光合速率受光照强度影响的变化曲线。图乙是A植物光合速率在不同光照强度环境下，光合速率受CO2浓度影响的变化曲线。a点与c点相比较，c点时叶肉细胞中C3的含量；b点与c点相比较，b点时叶肉细胞中C5的含量依次是 A高、高 B低、基本一致 C低、高 D高、基本一致 光合作用一定需要叶绿体？光反应需在光下进行，暗反应需在黑暗下进行？水在光合作用过程充当了？中间产物有？NADPH、ATP的产生、利用阶段分别是？
12、二氧化碳是否转化为氧气？几个易错点几个易错点NADPH、ATP、反应物、产物讨论：给植物体提供同位素标记的讨论：给植物体提供同位素标记的18O2，可否在（，可否在（CH2O）中测到中测到18O?课前分钟叶绿体叶绿体中的色素中的色素H2ONADPHATPADP+Pi水的光解水的光解O22C3C5糖类等有机物多种酶参加催化CO2还还 原原固固 定定C5的再生+NADP+H+固定固定过程图光能光能活跃的化学能活跃的化学能有机物中稳定的化学能有机物中稳定的化学能2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量硝化细菌2HNO2+O2 2HNO3+能量硝化细菌6CO2+6H2O C6H12O6+6O2能量
13、利用体外环境中的某些氧化时所释放的来制造有机物的合成作用。例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌能量来源不同 光能自养型：绿色植物、光合细菌化能自养型：以下细菌叶绿体叶绿体中的色素中的色素H2ONADPHATPADP+Pi水的光解水的光解O22C3C5糖类等有机物多种酶参加催化CO2还还 原原固固 定定C5的再生+NADP+H+固定固定看图说话，找影响光合作用的外界因素。COCO2 21、内因：植物种类、不同部位、不同叶龄等(叶绿体数量大小、酶的量等）(色素含量）曲线整体表述：幼龄叶：老龄叶：，随叶面积不断增大，光合作用强度不断增加，光合作用强度不再增加。当叶面积增加到一定限度后，呼吸
14、作用加强，净光合产量反而下降。适当修剪、摘除老叶与残叶，合理密植P总（真）光合作用 P净光合作用+P呼吸作用净光合作用强度：植物在单位时间内吸收CO2的量或者释放O2的量或者积累有机物的量。总光合呼吸2、外因：光照强度：影响光反应，进而影响光合作用。经典曲线经典曲线COCO2 2吸吸收收量量COCO2 2释释放放量量光照强度光照强度OA:光合作用强度=呼吸作用强度光饱和点光饱和点B净光合速率呼吸速率总（真）光合速率A:光合作用为0，只进行呼吸作用光补偿点光补偿点C:光合作用强度达到最大光饱和点：植物达到最大光合速率所需要的光补偿点：植物达到光合速率等于呼吸速率时，所对应的光照强度。48光照强度
15、为时，光合强度值为。A B 光照强度光照强度O补充：阳生植物和阴生植物CABC阴生植物阳生植物CO2CO2吸吸收收量量CO2CO2释释放放量量阳生植物s阴生植物阳生植物的都较大分析三点如何变化？应用:1.间作(几种作物同时期播种)2.温室大棚,使用无色透明玻璃CO2浓度：影响暗反应，进而影响光合作用。应用:1.正其行，通其风；2.温室栽培植物时还可使用CO2发生器等.3.多施有机肥或农家肥。A AB BC CD D0 0吸收吸收COCO2 2释放释放COCO2 2COCO2 2浓度浓度C点：CO2补偿点（表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度）；D点：CO2饱和点（两组都表示在一定范围
16、内CO2浓度达到该点后，光合作用强度不再随CO2浓度增加而增加）。B点：进行光合作用所需CO2的最低浓度C4植物植物VC3植物植物C C4 4植物的植物的COCO2 2补偿点补偿点很低；在低很低；在低COCO2 2中存活率高；中存活率高；C C4 4植物可在晚上吸收储存植物可在晚上吸收储存COCO2 2；C C4 4植物在高温下能利用储存的植物在高温下能利用储存的COCO2 2进行光合作用进行光合作用(没有午休现象没有午休现象)温度：影响酶的活性、影响气孔开放度。温度光合速率应用：1.温室增大昼夜温差 2.“光合午休”现象水：肥：应用:（水多会烂根）合理施肥（一次施肥太多“烧苗”）光合原料、影
17、响气孔开放度（主）。干旱缺水气孔关闭CO2吸收下降影响暗反应氮：磷：镁：各种酶、NADPH、ATP、色素NADPH、ATP、叶绿体等生物膜叶绿素的重要成分P104探究探究实践实践（一）实验原理：实验：叶片含有空气，上浮叶片含有空气，上浮抽气抽气叶片叶片下沉下沉根据根据单位单位时间内小叶片浮起的数量的多少时间内小叶片浮起的数量的多少，探究光照强度，探究光照强度与与光合作用强度的关系。光合作用强度的关系。光合作用光合作用产生产生O O2 2叶片叶片上浮上浮小圆叶上浮法小圆叶上浮法制备小圆叶制备小圆叶3030片片抽出叶片气体抽出叶片气体将小圆叶置于将小圆叶置于3 3个小烧杯中，个小烧杯中，加水置于加
18、水置于黑暗黑暗处备用处备用小烧杯置于不同光照强度下小烧杯置于不同光照强度下(强光中光弱光强光中光弱光)一段时间，记录各组叶片上浮数一段时间，记录各组叶片上浮数（二）实验过程：冷光源：用盛水玻璃柱吸热，保证实验温度。烧杯烧杯光源光源距离距离光照强度光照强度叶片上浮数量叶片上浮数量140W5cm强强240W30cm中中340W50cm弱弱在一定光照强度范围内，光合作用随着光照强度的增加而增强（三）实验结果记录：（四）实验结论：问题1：光合作用能否排除呼吸作用的干扰？不能因此要测真光合强度呼吸强度+净光合强度。问题2：在何条件下测植物呼吸作用？小烧杯放什么？墨滴如何移动？黑暗无光问题3：在光下，小烧
19、杯应放什么溶液以维持CO2稳定？测出的值是真光合还是净光合？一定浓度的NaHCO3溶液CO2缓冲液净光合作用一定浓度的NaOH溶液向左移动墨滴法：定量测强度问：称重法需进行实验前后数据比较，因此问：称重法需进行实验前后数据比较，因此在实验前需进行？在实验前需进行？问问2 2：通过黑暗或光照处理的叶片，分别测得什：通过黑暗或光照处理的叶片，分别测得什么值？么值？问问3 3：光合作用强度值为？：光合作用强度值为？称重法：定量测强度（常用黑白瓶法）光补偿点是）光补偿点是()A B C D ）d点时植物的光合作用强度相对量是（）点时植物的光合作用强度相对量是（）A 8 B 6 C 14 D 12典例典
20、例真光合作用真光合作用（3）X（1分）分）Y2X（3分）分）如图表示测定某植物每1cm2叶片的重量（mg）变化情况（均考虑为有机物的重量变化）的操作流程及结果。该植物的呼吸速率可表示为_（mgcm2h），实际光合速率可表示为_（mgcm2h）。（用图中字母表示）组别组别1234温度温度/27282930暗处理暗处理1，重量变，重量变化化/mg1231再光照再光照1，与暗处，与暗处理前重量变化理前重量变化/mg3331组别组别1234温度温度/27282930暗处理暗处理1，重量变，重量变化化/mg1231再光照再光照1，与暗处，与暗处理前重量变化理前重量变化/mg3331净光合速率净光合速率m
21、g/h总光合速率总光合速率mg/h光照强度（光照强度（kLxkLx）0 00.20.2 0.40.4 0.60.6 0.80.81 12 24 46 68 89 91010吸收吸收COCO2 2（mg/hmg/h）-4-4-2-2-1-10 01 12 23 35 56 68 88 88 8甲甲丙丙乙乙C4植物植物VC3植物植物C C4 4植物的植物的COCO2 2补偿点补偿点很低；在低很低；在低COCO2 2中存活率高；中存活率高；C C4 4植物可在晚上吸收储存植物可在晚上吸收储存COCO2 2；C C4 4植物在高温下能利用储存的植物在高温下能利用储存的COCO2 2进行光合作用进行光合
22、作用(没有午休现象没有午休现象)线粒体线粒体叶绿体叶绿体O2释放释放O2（可测）（可测）叶叶肉肉细细胞胞CO2吸收吸收CO2吸收吸收O2（可测）（可测）释放释放CO2（可测）（可测）（可测）（可测）总光合作用强度总光合作用强度=净光合作用强度净光合作用强度+呼吸作用强度呼吸作用强度内因：外因：基因决定酶种类数量不同水分应用：合理灌溉矿质元素应用：合理施肥温度影响酶的活性应用：适时播种、昼夜温差大“午休”CO2浓度升高CO2的浓度：通风、混养、使用农家肥、加干冰 光质（光的颜色）光照 光照时间：（应用：延长光照时间：一年两/三熟）光合面积（叶面指数）（应用：合理密植、间苗、剪枝；适当升高 光强度
23、，间作套种（提高光能的利用率）不同植物光合作用不同；不同部位（叶）光合作用不同；不同叶龄的叶光合作用不同。影响光合作用因素总结（应用：大棚种植用红光或蓝紫光的灯管；无色透明的薄膜）过程注意事项操作目的提取色素1选鲜嫩、深绿色的叶片2研磨时加无水乙醇3加少量SiO2和CaCO34迅速、充分研磨5盛滤液的试管管口加棉塞分离色素1滤纸预先干燥处理2滤液细线：直、细、均匀3滤液细线干燥后重复画一两次4滤液细线不触及层析液色素含量高溶解叶绿体中的色素研磨充分和保护叶绿素防止乙醇蒸发，并充分溶解色素防止乙醇挥发和色素氧化使层析液在滤纸上扩散速度快使分离的色素带平整、不重叠保证色素含量防止色素直接溶解到层析
24、液中实验中的注意事项和操作目的归纳绿叶A BC过程：提取色素提取色素制备滤纸条制备滤纸条画滤液细线画滤液细线色素分离色素分离观察结果观察结果鲜嫩、颜色深绿鲜嫩、颜色深绿的叶片；称取、剪碎；加入的叶片；称取、剪碎；加入SiO2和和CaCO3、10ml无水乙醇，无水乙醇，迅速迅速研磨并用研磨并用单层尼单层尼龙布龙布过滤，过滤后及时用棉塞将试管塞严过滤，过滤后及时用棉塞将试管塞严距剪去距剪去两角两角的滤纸一端的滤纸一端1cm处用处用铅笔铅笔画一条细线画一条细线用毛细吸管吸取色素滤液，沿铅笔线画一细线，用毛细吸管吸取色素滤液，沿铅笔线画一细线，待待干后干后再画一两次。线要再画一两次。线要细、齐、直细、
25、齐、直。将适量层析液倒入试管，插入滤纸，将适量层析液倒入试管，插入滤纸，棉塞塞紧棉塞塞紧试管口。注意，试管口。注意，细线不能细线不能触及层析液触及层析液滤纸条上呈现四条颜色、宽度不同滤纸条上呈现四条颜色、宽度不同的色素的色素1、内因：植物种类、不同部位、不同叶龄、酶等2、外因：、光质、光照时间、光照面积、交替频率等1）光：2）CO2浓度3）温度：影响酶活性；影响气孔开放度4）水：5）肥(矿质元素)：缺水引起气孔关闭，影响暗反应（主）(叶绿体大小、数量等）(色素含量）Mg：叶绿素的重要组分N：光合酶及NADP+和ATP的重要组分P：生物膜的必需元素、NADPH和ATP的重要组分应用：1.适时播种 2.温室增大昼夜温差 3.植物“午休”现象应用：合理浇水合理施肥总结总结应用:1.间作(几种作物同时期播种)套种(几种作物不同时期播种)2.轮作(几种作物轮换种植)3.合理密植,增加光合作用面积4.温室大棚,使用无色透明玻璃物物质质量量叶面积指数叶面积指数单位土地面积上，植物的总叶面积单位土地面积上，植物的总叶面积总光合量总光合量净光合量净光合量ABC呼吸量呼吸量
