學習目標:
1.說出人們對光合作用的認識過程,體驗生物科學發(fā)現的歷程。
2.闡明光合作用中光反應和暗反應物質和能量轉化的大致過程,認識光合作用的實質和在自然界的重要性。
3.描述葉綠體的結構,提取和分離葉綠體色素。
4.分析環(huán)境因素對光合作用速率的影響,能繪出各種因素與光合作用速率的坐標圖像,培養(yǎng)綜合分析問題的能力。
自學探究:
光合作用:植物通過 捕獲和利用了太陽能,把_____和______合成有機物,將 轉化為 貯存在葡萄糖等有機物中,并釋放O2,這個過程就是 。
一.光合作用的早期研究
1.光合作用的發(fā)現
年代科學家科學實驗實驗結論
1642海爾蒙特第一次試圖用定量的方法研究柳樹的營養(yǎng)來源,發(fā)現柳樹的增重大于土壤的減少量建造植物體的原料,只是 ,卻沒有考慮空氣的作用
1771普里斯特利
英格豪斯將薄荷枝條和燃燒著的蠟燭放在密封的鐘罩中,蠟燭不易熄滅,而將小鼠與綠色植物放入罩內,也不易窒息死亡綠色植物在光下吸收了 ,產生了 。
1864薩克斯采用碘液測定淀粉的方法,發(fā)現遮光一半葉無顏色變化,曝光的一面則成深藍色綠色植物在光下能產
生 。
1880恩吉?曼用水綿做材料,用好氧菌作為O2的標志物,發(fā)現好氧菌集中在葉綠體所有受光部位周圍
光合作用場所是
。
1941魯賓和卡門運用放射性同位素標記法,通過小球藻的實驗確定O2的來源光合作用產生O2全來自 。
2.分析討論:
(1)海爾蒙特認為建造植物體的原料只是水,這一結論是否合理?
(2)為什么普里斯特利的實驗有時成功,有時失。
(3)恩吉?曼選用水綿做實驗材料有什么好處?通過該實驗可得出什么結論?
(4)薩克斯為何要將植物進行一晝夜的暗處理?葉片一半遮光、一半照光的目的是什么?
(5)魯賓和卡門的兩組實驗是如何設計的?
太陽是整個生命世界的能量源泉, 為幾乎所有的生物提供了物質和能量,它是自然界最基本的 和 。
二.葉綠體的結構
1.葉綠體的形態(tài)
高等植物細胞中葉綠體通常呈 ,數目較多。
2.葉綠體與白色體或有色體的相互轉變
將葉綠體長時間置于暗處,葉綠體則轉變成 或
,但光照后又可恢復為具有 的葉綠體
3.葉綠體的亞顯微結構
(1)兩層膜
(2)基粒:內部有許多綠色柱狀的 ,每個基粒有數十個囊狀的
組成,基粒間還有基質類囊體與基粒的類囊體相連,從而使各類囊體的腔彼此相通。
與光合作用有關的色素和酶都分布在 。
(3)基質:在基粒之間充滿著基質。
與暗反應有關的酶則分布在 。在基質中還含有少量的 。
三.葉綠體色素的提取與分離
1.實驗原理:
葉綠體中色素提取的原理:葉綠體中的色素溶解于__________如酒精或丙酮(相似相溶),形成色素液。
分離的原理:四種色素在層析液中__________不同,因而隨層析液在濾紙上______________________不同,其中胡蘿卜素在丙酮中的溶解度最高,擴散速度最快,葉黃素和葉綠素a次之,葉綠素b溶解度最低,擴散得最慢。根據此原理使各色素分離開來。
2.注意事項
(1)取材時要選取新鮮的顏色較深的葉片,以便使濾液中含較多的色素。
(2)研磨時加入二氧化硅的目的是: 。
(3)加入少量碳酸鈣的目的是: 。
(4)研磨要迅速、充分。一是因為丙酮容易揮發(fā)發(fā)二是為了使葉綠體完全破裂,從而能提取較多的色素。三是葉綠素極不穩(wěn)定,能被活細胞中的葉綠素酶水解而破壞。
(5).濾液收集后,要及時用 將試管口塞緊。
6.制備濾紙條時,要將濾紙條的一端剪去兩角,這樣可以使色素在濾紙條上擴散
,便于觀察實驗結果。
7.畫線時,一定要細并且直,這樣可以防止 ,使色素分子均勻分布在一條直線上,做到擴散起點一致。重復劃2?3次,是為了
,使實驗更加明顯。
8.分離色素時,一定不要讓濾紙條上的濾液細線接觸到層析液,這是因為
。
四.光合作用的過程
根據是否需要光能,可以概括為兩個階段:
(一)光反應階段
1.光反應條件及場所:必須在 下才能進行,場所在 。
2.光反應過程:在此階段 轉換成 , 轉換成 。
(1)光能轉換成電能
類囊體膜上的絕大多數色素排列緊密,快速高效地把吸收來的大量光能傳遞給
_________,它既能捕捉光能又能將光能轉化為 。就象透鏡把光束集中到焦點一樣,其他色素把大量光能 、 、傳遞給 ,使其被激發(fā)而失去 。脫離葉綠素a的電子,在類囊體膜上經過一系列的傳遞,最后傳遞給一種帶正電荷的有機物 。ê喎Q 。
失去電子的葉綠素a變成一種 ,能夠從 中奪取 ,使水分子分解成 和 ,葉綠素a由于獲得電子而恢復穩(wěn)態(tài)。
這樣在光的照射下,特殊狀態(tài)的葉綠a連續(xù)不斷地 和 ,從而形成 ,使 轉換成 。
(2)電能轉換成活躍的化學能
隨著光能轉換成電能, 得到 和 ,就形成了 。ā 。,這樣一部分電能就轉化成 儲存在 中。同時,葉綠體利用光能轉換成的另一部分能量,將 和 轉化成 ,這部分電能則轉化成活躍的化學能儲存在 中。
(二)暗反應階段
1.暗反應條件及場所:不需 ,場所在 。
2.暗反應過程:將 還原成 ,將 和 中的活躍化學能轉換成 中貯存的穩(wěn)定的化學能。
(1)CO2的固定
葉片從外界吸收的二氧化碳,在 的作用下與植物體內的一種 。ㄓ肅5表示)結合,這個過程叫做二氧化碳的固定。一個二氧化碳分子被一個五碳化合物分子固定后很快形成兩個含有 的化合物(用C3表示)。
(2)C3的還原
一部分三碳化合物在 和 的作用下,被 還原,再經過一系列復雜的變化形成糖類。這樣 和 中的能量就轉移到 ___________中形成 貯存起來,同時,另一部分三碳化合物又經過復雜的變化重新生成 ,再次參與二氧化碳的固定。
(三)光合作用的反應式
五.影響光合作用的因素
因素關系圖表 對光合作用的影響在生產上的應用
葉齡
隨葉齡的增大,葉的面積逐漸增大,光合作用的面積逐漸增大,光合作用速率提高,隨著葉齡進一步增加,葉片衰老,葉綠素分解,光合作用速率下降保證礦質元素的充足供應,尤其是Mg的供應,使葉片保持鮮綠
光照強度
光合作用隨光照強度的變化而變化,光照弱時光合作用減慢,光照逐步增強時光合作用隨之加快,但是光照增強到一定程度,光合作用速率不再增加1.適當提高光照強度
2.延長光合作用時間
3.增加光合作用面積?合理密植
4.溫室使用無色玻璃
二氧化碳
CO2是光合作用的原料,環(huán)境中的CO2濃度的高低明顯影響光合作用速率。在一定范圍內,植物的光合速率隨CO2濃度的增加而增加,但是達到一定程度時再增加CO2濃度,光合速率不再增加溫室栽培植物時適當提高室內的CO2濃度,如釋放一定量的干冰或多施有機肥,使莖、葉吸收CO2增多
溫度
光合作用的暗反應是酶促反應,溫度直接影響酶的活性,從而影響光合速率。溫度過高,影響植物葉片氣孔開度,影響CO2供應,進而影響暗反應,從而影響光合速率1.適時播種
2.溫室栽培植物時,白天適當提高溫度,晚上適當降溫
3.植物“午休”現象的原因之一
本文來自:逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/gaoyi/74816.html
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