5.4能量之源—光与光合作用一课时

1、,在生命活动中最终的能量来源是：,？,太阳能,第4节 能量之源 光与光合作用,C,一、捕获光能的色素和结构,1、实验：绿叶中色素的提取和分离 原理：叶绿体中的色素可以溶解在无水乙醇中，可以用来提取色素。不同色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸上的扩散速度有差别，可以 用来分离色素。,1、提取色素：,方法与步骤,选取新鲜绿色的叶片,使滤液中色素含量高,研磨时加入10mL无水乙醇、少许的Sio2 CaCo3,溶解色素、研磨充分和保护叶绿素,迅速、充分研磨,防止溶剂挥发并充分溶解色素,盛放滤液的小试管管口加棉塞,防止溶剂挥发和色素分子被氧化,制备滤纸条,滤纸预先干燥处理,使层析液在滤纸条上的扩散速度快

2、,滤纸条的一端剪去两角,防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快,画滤液细线,直、细、齐,滤液细线干燥后重复画23次,使分离的色素带清晰，便于观察,分离色素,滤液细线不能触及层析液,防止色素直接溶解到烧杯内的层析液中,实验结果：,叶绿素a (蓝绿色),类胡萝卜素,叶绿素,胡萝卜素（橙黄色）,叶黄素（黄色）,叶绿素b（黄绿色）,1 /4,3 /4,色素的种类,思考：,1.绿叶中的色素是怎样被提取出来的？又是怎样被分离开的？ 2.滤纸上的滤液细线，为什么不能触及层析液？ 3.滤纸上的色素由上到下的顺序是什么？每种色素的颜色是？,橙黄色,黄色,蓝绿色,黄绿色,最少,较少,最多,较多,最高,较高,较低,最低

3、,最快,较快,较慢,最慢,吸收可见光，用于光合作用,2.色素的功能：,光被色素吸收,色素的吸收光谱图,叶绿素：吸收蓝紫光和红光,类胡萝卜素：吸收蓝紫光,叶绿素a和合叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶红素主要吸收蓝紫光。 注：因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片才呈现绿色。,结论：,问题：这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位？,1817年，两位法国科学家首次从植物中分离出叶绿素，当时并不清楚叶绿素在植物细胞中的分布情况。 1865年，德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光合作用中的功能时，发现叶绿素并非普遍分布在植物的整个细胞中，而是集中在一个更小的结构里，后来人们称之为叶绿

4、体。,3、叶绿体,叶绿体结构模式图,外膜,内膜,基粒,基质,每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成。这些囊状结构称为类囊体。吸收光能的四种色素就分布在类囊体的薄膜上。,而每个基粒都含有两个以上的类囊体，多者可达100个以上。叶绿体内有如此多的基粒和类囊体，极大地扩大了受光面积。,4、资料分析：叶绿体的功能,1,装片中好氧细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中。,装片中好氧细菌分布在叶绿体所有受光部位的周围。,氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。,2,结论：,叶绿体的被光束照射到的部位是光合作用的场所,结论：,现象：,现象：,没有空气黑暗,极 细 光 束,完 全 光 照,1883年

5、生物学家恩格尔曼,讨论：恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处？,（1）、用水绵作实验材料，有细而长的带状叶绿体，螺旋状分布在细胞中，便于观察和分析研究。,（2）、将临时装片置于黑暗且没有空气的环境中，排除了环境中光线和O2的影响，从而确保实验能顺利进行。,（3）、用极细的光束照射，并且用好氧菌进行检测，能准确的判断水绵细胞中放O2 部位。,（4）、进行黑暗（局部光照）与曝光的对照实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的。,结论:,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。,二、光合作用的原理和应用,1、光合作用的概念,指绿

6、色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。,2、光合作用的实质,合成有机物，储存能量,光合作用探究历程,植物可以更新空气,只有在光照下只有绿叶才可 以更新空气,植物在光合作用时把光能转变成 了化学能储存起来,绿色叶片光合作用产生淀粉,氧由叶绿体释放出来。叶绿体是 光合作用的场所。,光合作用释放的氧来自水。,光合产物中有机物的碳来自CO2,普利斯特利,英格豪斯,R.梅耶,萨克斯,恩格尔曼,鲁宾 卡门,卡尔文,结论：水分是植物建造自身的原料。,17世纪海尔蒙特栽培的柳树实验,结论：植物可以更新空气,有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结果，所以有

7、人认为植物也能使空气变污浊？,1779年，荷兰的英格豪斯,普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功；植物体只有绿叶才能更新空气。,到1785年，发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的是O2，吸收的是CO2。,水,二氧化碳,氧气,光,？,光能,化学能,储存在什么物质中？,德国梅耶,1864年，德国萨克斯实验,让一张叶片一半 曝光一半遮光,绿叶在光下制造淀粉。,用碘蒸气处理这片叶，发现曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半则没有颜色变化。,光合作用释放的O2来自CO2还是H2O？,结论,第一组,光合作用产生的O2来自于H2O。,H2180,C02,H20,C18O2,第二组,1802,02,美国鲁宾

8、和卡门实验（同位素标记法）,结论,光合作用产生的有机物又是怎样合成的？,美国卡尔文,用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C的去向，称为卡尔文循环。,结论：CO2中的C在有机物,光合作用的定义,绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O转化成储存能量的有机物，并释放出O2的过程。,总结光合作用的反应式,反应物、条件、场所、生成物,CO2H2O （CH2O）O2,光能,叶绿体,糖类,光合作用过程,光反应,暗反应,划分依据:反应过程是否需要光能,光反应在白天可以进行吗？夜间呢？ 暗反应在白天可以进行吗？夜间呢？,有光才能反应,有光、无光都能反应,能量变化,光能转变为AT

9、P中活跃的化学能,（还原剂）,ATP的合成：,物质变化,光、色素、酶,条件：,叶绿体内的类囊体薄膜上,场所：,条件：,场所：,物质变化,条件：,场所：,能量变化,物质变化,条件：,场所：,H2O的光解：,暗反应阶段,CO2的固定：,C3的还原：,叶绿体的基质中,H 、ATP、酶,场所：,条件：,物质变化,能量变化,CO2,五碳化合物 C5,CO2的固定,三碳化合物 2C3,叶绿体基质 多种酶,糖类,H,比较光反应、暗反应,光反应阶段,暗反应阶段,条件,场所,物质变化,能量变化,光、色素、酶,不需光、酶、H、ATP,叶绿体类囊体膜,叶绿体基质中,水的光解； ATP的生成,CO2的固定； C3的还

10、原,ATP中活 跃化学能,光能,ATP中活 跃化学能,有机物中稳 定化学能,光反应是暗反应的基础，为暗反应提供H和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi 。,原料和产物的对应关系：,（CH2O）,C,H,O,CO2,CO2,H2O,O2,H2O,能量的转移途径：,碳的转移途径：,光能,ATP中活跃的化学能,(CH2O)中稳定的化学能,CO2,C3,（CH2O）,6、光合作用的实质,把二氧化碳和水合成糖类等有机物。,三、环境因素对光合作用强度的影响,1、影响光合作用强度的环境因素,光照面积 必需元素 土壤中水分 叶龄,温度,光照强度,CO2浓度,光合作用是在 的催化下进行的，温度直接影响 ； B

11、点表示： ； BC段表示： ；,酶的活性,酶,此温度条件下，光合速率最高,超过最适温度，光合速率随温度升高而下降,图中A点含义： ； B点含义： ； C点表示： ； 若甲曲线代表阳生植物，则乙曲线代表 植物。,光照强度为0，只进行呼吸作用,光合作用与呼吸作用强度相等，称为光补偿点,光合作用强度不再随光照强度增强而增强，称为光饱和点,阴生,图中A点表示： 。,CO2浓度达到植物所需的最大值，光合速率不再上升,四、化能合成作用,自养生物,以光为能源，以CO2和H2O（无机物）为原料合成糖类（有机物），糖类中储存着由光能转换来的能量。例如绿色植物。,异养生物,只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生

12、命活动。例如人、动物、真菌及大多数的细菌。,化能合成作用,利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。少数的细菌，如硝化细菌。,光能自养生物,化能自养生物,所需的能量来源不同（光能、化学能）,例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌,细胞代谢类型：,同化作用： 自养 异养,异化作用 需氧 厌氧,光、水、二氧化碳、适宜的温度、酶、色素,有光无光都可，适宜的温度、氧气、酶,光能转化成化学能、贮存在有机物中,有机物中的化学能释放出来、部分转移到ATP中,将无机物合成有机物,将有机物分解为无机物,光合作用的产物作为细胞呼吸的物质基础，细胞呼吸产生的二氧化碳和水可为光合作用利用,含叶绿体的

13、细胞,所有活细胞,叶绿体,细胞质基质和叶绿体,1.叶绿体中的色素所吸收的光能，用于_ 和_;形成的_和_ 提供给暗反应。,2.光合作用的实质是：把_和_转变为有机物，把_转变成_,贮藏在有机物中。,3.在光合作用中，葡萄糖是在_中形成的，氧气是在_中形成的，ATP是在_中形成的，CO2是在_固定的。,水的光解,形成ATP,H,ATP,CO2,H2O,光能,化学能,暗反应,光反应,光反应,暗反应,练一练,下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：,图中A是_,B是_,它来自于_的分解。 图中C是_，它被传递到叶绿体的_部位，用于_ 。 图中D是_，在叶绿体中合成D所需的能量来自_ 图中G_,

14、F是_,J是_ 图中的H表示_， H为I提供_,2,水,H,基质,用作还原剂，还原C3,ATP,色素吸收的光能,光反应,H和ATP,色素,C5化合物,C3化合物,糖类,1、在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉的是（ ） A、H B、C5化合物 C、ATP D、CO2,B,2、与光合作用光反应有关的是（ ） H2O ATP ADP CO2 A. B. C. D.,A,3、将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的C02条件下。如果将环境中C02含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况依次是 A. 上升；下降；上升 B. 下降；上升；下降 C. 下降；上升；上

15、升 D. 上升；下降；下降,C,4、光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段， 下列说法正确的是（ ） A.叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应 B.叶绿体类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应 C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应 D.叶绿体基质中进行暗反应,不进行光反应,D,5、光合作用过程中，产生ADP和消耗ADP的部位在叶绿体中依次为 ( ) 外膜 内膜 基质 类囊体膜 A B C D,B,6、光合作用过程的正确顺序是（） 二氧化碳的固定 氧气的释放 叶绿素吸收光能水的光解三碳化合物被还原 A. B. C. D. 7、在暗反应中，固定二氧化碳的物质是（） 三碳化合物五碳化合物 氧气,8、在

16、光照充足的环境里，将黑藻放入含有18O的水 中，过一段时间后，分析18O放射性标记，最先 A、在植物体内的葡萄糖中发现 B、在植物体内的淀粉中发现 C、在植物体内的淀粉、脂肪、蛋白质中均可发现 D、在植物体周围的空气中发现,D,9、某科学家用含有14C的CO2来追踪光合作用中的C原子，14C的转移途径是（ ） A、CO2 叶绿体 ATP B、CO2 叶绿素 ATP C、CO2 乙醇 糖类 D、CO2 三碳化合物 糖类,D,10、在光合作用过程中，能量的转移途径是 A、光能 ATP 叶绿素 葡萄糖 B、光能 叶绿素 ATP 葡萄糖 C、光能 叶绿素 CO2 葡萄糖 D、光能 ATP CO2 葡萄

17、糖,B,1研磨绿叶时要加入碳酸钙，其目的是 ( ) A使各种色素溶解在丙酮中 B使研磨充分 C防止色素分子被破坏 D加速研磨,2对“叶绿体中色素的提取和分离”实验中，下列描述正确的是 A将5g新鲜完整的菠菜叶，放入研钵中，加入丙酮、石英砂、CaCO3以后，迅速研磨 B用毛细吸管吸取少量滤液；沿铅笔线处小心均匀地划出一条滤液细线，并连续迅速地重复划23次 C把划好细线的滤纸条插入层析液中，并不断摇晃，以求加快色素在滤纸条上的扩散 D色素分子是有机物，不溶于水，所以研磨过程中加入丙酮是为了溶解色素,C,D,4下图所示“叶绿体中色素的提取和分离”实验的装置 正确的是 ( ) 5纸层析法分离叶绿体色素

18、时,滤纸上最下端的色素名称和颜色分别是 ( ) A橙黄色的胡萝卜素 B黄色的叶黄素 C蓝绿素的叶绿素a D黄绿色的叶绿素b 6在圆形滤纸的中央，滴上叶绿体的色素滤液进行色素分离，会看到近似同心的四圈色素环，排在最外圈的色素是 ( ) A橙黄色的胡萝卜素 B黄色的叶黄素 C蓝绿素的叶绿素a D黄绿色的叶绿素b,B,D,A,7阳光通过三棱镜能显示出七种颜色的连续光谱。如果将一瓶叶绿素提取液放在光源和三棱镜之间，连续光谱中就会出现一些黑色条带，这些条带应位于 A绿光区 B红橙光区和绿光区 C蓝紫光区和绿光区 D红橙光区和蓝紫光区,8用下述容积相同的玻璃罩分别罩住大小、生长状况相同的天竺葵，光照相同时间后，罩内O2最多的是 ( ) A绿色罩 B黑色罩 C无色罩 D蓝紫色罩,D,C,若白天光照充足，下列哪种条件对农作物增产有利 A.昼夜恒温25 B.白天温度25，夜间温度15 C.昼夜恒温15 D.白天温度30，夜间温度15,D,用下述容积相同的玻璃罩分别罩住大小、生长状况相同的天竺葵，光照相同的时间后，罩内O2最少的是 A绿色罩 B红色罩 C蓝色罩 D紫色罩,A,下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是（