分子与细胞第5章第4节能量之源----光与光和作用

1、1.这种方法有什么好处？对光合作用有影响吗？这种方法有什么好处？对光合作用有影响吗？2.为什么用红色或蓝色？用绿色可以吗？为什么用红色或蓝色？用绿色可以吗？提高光合作用强度；不同颜色的光会影响植物提高光合作用强度；不同颜色的光会影响植物的光合作用。的光合作用。不能；叶绿素基本上不吸收绿光不能；叶绿素基本上不吸收绿光第第4节节 能量之源能量之源光与光合作用光与光合作用捕获光能的色素捕获光能的色素 实验实验绿叶中色素的绿叶中色素的提取提取和和分离分离 1.色素是有机物，不溶于水，易溶于色素是有机物，不溶于水，易溶于丙酮丙酮等有机溶剂，用等有机溶剂，用丙酮或无水乙醇丙酮或无水乙醇等来提取色素。等来提

2、取色素。 新鲜的绿叶、丙酮或无水乙醇、石英砂新鲜的绿叶、丙酮或无水乙醇、石英砂（SiO2） CaCO3 定性滤纸等、层析液等定性滤纸等、层析液等 2.色素在层析液中的溶解度不同，溶解度色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大随层析液在滤纸条上扩散的快大随层析液在滤纸条上扩散的快. 原理原理：材料：材料：方法步骤方法步骤 取材取材（新鲜菠菜叶（新鲜菠菜叶5g，剪碎），剪碎）研磨研磨（加入少量石英砂、碳酸钙；（加入少量石英砂、碳酸钙；5ml丙酮溶液）丙酮溶液）过滤过滤类胡萝卜素主要吸收类胡萝卜素主要吸收蓝紫光蓝紫光叶叶绿素绿素主要吸收主要吸收红橙光红橙光和和蓝紫光蓝紫光结果分析结果分析注：叶绿素对绿光

3、吸收最少，绿光被反射，叶片注：叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射，叶片呈绿色呈绿色实验关键实验关键1. .选选鲜嫩、色绿鲜嫩、色绿、无浆汁的叶片、无浆汁的叶片2.2.滤液细线滤液细线细、齐、直细、齐、直，重复画线时须等上次画，重复画线时须等上次画线干燥后再进行。线干燥后再进行。3.3.层析时不要让滤液细线触及层析液层析时不要让滤液细线触及层析液（色素易溶色素易溶解在层析液解在层析液）4.4.丙酮和层析液丙酮和层析液易挥发易挥发有毒有毒，研磨要快，滤液用，研磨要快，滤液用棉塞塞住，层析加盖（减少有机溶剂的挥发）棉塞塞住，层析加盖（减少有机溶剂的挥发）5.5.二氧化硅研磨充分，碳酸钙二氧化硅研磨充分

4、，碳酸钙防止色素受到破坏防止色素受到破坏光合作用的探究历程光合作用的探究历程1 1、公元前三世纪，亚里士多德、公元前三世纪，亚里士多德: : 土壤是构成植物的原材料土壤是构成植物的原材料2 2、16481648年年, ,比利时的范比利时的范海尔蒙特海尔蒙特(V.Helmont)(V.Helmont)他认为建造植物体的原料主要是他认为建造植物体的原料主要是, ,不是土壤不是土壤. .3 3、17711771年英国的普利斯特利年英国的普利斯特利(JPriestley)(JPriestley)证实：植物可证实：植物可蜡烛燃烧或小鼠呼吸变污浊的蜡烛燃烧或小鼠呼吸变污浊的。4 4、17791779年，荷

5、兰英格豪斯年，荷兰英格豪斯500500多次植物更新空气实验多次植物更新空气实验发现发现: :普利斯特利实验只有在阳光照射下才能成功普利斯特利实验只有在阳光照射下才能成功; ;* *将金鱼藻放入水中将金鱼藻放入水中, ,阳光下有气泡，阳光下有气泡，黑暗处没有气泡。黑暗处没有气泡。结论结论: :植物体植物体在光下在光下才能才能“净化净化”空气空气17851785年发现空气组成后明确年发现空气组成后明确: :绿叶在光绿叶在光下下吸收吸收COCO2 2，释放出释放出O O2 25 5、18451845年德国梅耶根据能量转化和守恒定律明确指出年德国梅耶根据能量转化和守恒定律明确指出: :植物进行光合作用

6、时把植物进行光合作用时把储存起来。储存起来。 17791779年，荷兰英格豪斯年，荷兰英格豪斯6. 1864年年, 萨克斯实验萨克斯实验48小时小时消耗原有的淀粉消耗原有的淀粉光照光照2小时小时有无对照？有无对照？颜色对比不明显，如颜色对比不明显，如何改造？何改造？碘蒸汽碘蒸汽7 7、18801880年，德国恩格尔曼年，德国恩格尔曼 实验材料：水绵和好氧并能运动细菌实验材料：水绵和好氧并能运动细菌结论：结论：讨论：讨论：恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处？恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处？（1 1）、）、细长带状叶绿体细长带状叶绿体，便于观察和分析，便于观察和分析 （2 2）、临时装片置于黑

7、暗没有空气的环境，）、临时装片置于黑暗没有空气的环境，光线和光线和O2的影响的影响 （3 3）、极细的光束照射，好氧菌检测，准确判断水）、极细的光束照射，好氧菌检测，准确判断水绵绵放放O2 部位部位 （4 4）、黑暗与曝光的）、黑暗与曝光的对照对照，明确结果是由光照引起，明确结果是由光照引起 20世纪世纪30年代年代, 鲁宾和卡门实验鲁宾和卡门实验:结论：结论：O2中的氧元素全部来自中的氧元素全部来自H2O放射性同位素标记法放射性同位素标记法小小球球藻藻CO214 绿色植物通过绿色植物通过叶绿体叶绿体，利用，利用光能光能，把把COCO2 2和和H H2 2O O转化成储存能量的转化成储存能量的

8、有机物有机物，释放释放O O2 2的过程。的过程。光反应光反应暗反应暗反应有光才能反应有光才能反应有光、无光都能反应有光、无光都能反应光合作用过程：光合作用过程：光反应阶段光反应阶段光、色素、酶光、色素、酶叶绿体叶绿体类囊体薄膜类囊体薄膜水的光解：水的光解：2H2O 4H + O2光能光能ATP的合成：的合成：ADPPi 光能光能 ATP酶酶ADPPi 光能光能 ATP酶酶光能光能转变为活跃的转变为活跃的化学能化学能贮存在贮存在ATP中中条件：条件：物质变化：物质变化：能量变化：能量变化：场所：场所：暗反应阶段暗反应阶段场所：场所：条件：条件：物质变化：物质变化：能量变化：能量变化：叶绿体叶绿

9、体基质基质H 、ATP、酶、酶CO2的固定：的固定：CO2C5 2C3酶酶C3的还原：的还原： ATP中中活跃活跃的的化学能化学能转变为转变为糖类糖类等等有机物有机物中中稳定稳定的的化学能化学能条件：条件：场所：场所：物质变化：物质变化：条件：条件：场所：场所：能量变化：能量变化：物质变化：物质变化：条件：条件：场所：场所：场所：场所：条件：条件：物质变化：物质变化：能量变化：能量变化：光合作用原理的运用光合作用原理的运用2.环境因素对光合作用的影响环境因素对光合作用的影响1 1）光照）光照2 2）温度）温度3 3）二氧化碳浓度）二氧化碳浓度4 4）水分）水分5 5）矿质元素）矿质元素6 6）

10、光照日变化率）光照日变化率1.植物自身因素植物自身因素（1）光照强度）光照强度（2）CO2浓度浓度(主要影响暗反应主要影响暗反应)应用：应用：温室栽培时适当提高温室栽培时适当提高CO2的浓度的浓度光合速率光合速率0CO2浓度浓度AB措施：措施：1施用干冰。施用干冰。2使用农家肥。使用农家肥。3. 合理密植和通风。合理密植和通风。(3)温度温度:主要影响暗反应主要影响暗反应 影响影响酶的活性酶的活性. 影响气孔开闭影响气孔开闭应用：应用： 1、适时播种、适时播种 2、温室栽培：白天适当升温，、温室栽培：白天适当升温，(提高光合速率提高光合速率)；晚上适当降温晚上适当降温（减少呼吸作用减少呼吸作用

11、）（4） 水分水分 1、水是光合作用的、水是光合作用的原料；原料； 2、水是植物体内各、水是植物体内各种生化种生化 反应的介质；反应的介质； 3、水分会影响气孔、水分会影响气孔的开闭。的开闭。 含水量含水量（5）矿质元素）矿质元素 N元素元素 P元素元素Mg元素元素酶（蛋白质）等组成成分酶（蛋白质）等组成成分ATP等的组成成分等的组成成分叶绿素的重要组成成分叶绿素的重要组成成分 矿质元素矿质元素光合速率的日变化光合速率的日变化（1）为什么）为什么610时的光合作时的光合作用强度不断增强？用强度不断增强？光照强度不断增强光照强度不断增强（2）为什么）为什么12时左右的光合作用时左右的光合作用强度

12、明显减弱？强度明显减弱？光照强度减弱光照强度减弱 （4）C点较点较B点点C3含量：含量：下降下降 （5）E点较点较D点点C3含量：含量： 高高光光合合作作用用强强度度6时时间间81012141618BCADE温度过高，气孔关闭，温度过高，气孔关闭，CO2吸收减少吸收减少 （3）为什么）为什么1417时的光合作时的光合作用强度不断下降？用强度不断下降？农业生产上的措施农业生产上的措施光能利用率光能利用率-提高产量提高产量(复种（一年种两茬或三茬）人工光照复种（一年种两茬或三茬）人工光照)( 合理密植、间种、套种合理密植、间种、套种 )提高光合作用效率提高光合作用效率光照强度、光质（光照强度、光质（无色玻璃无色玻璃）CO2浓度浓度（干冰或有机肥干冰或有机肥）温度温度（适时播种、白天升温晚上降温适时播种、白天升温晚上降温）水水（ 合理灌溉合理灌溉）矿质元素矿质元素（ 合理施肥合理施肥）绿色植物，衣藻，光合细菌（蓝藻）绿色植物，衣藻，光合细菌（蓝藻）异养生物异养生物1、无机物、无机物有机物有机物 2、利用环境中、利用环境中现成的有机物现成的有机物化能自养生物化能自养生物化能合成作用化能合成作用少数的少数的细菌，如硝化细菌，铁细菌、硫细菌细菌，如硝化细菌，铁细菌、硫细菌人、动物、真菌、寄生的植物（菟丝子）及大多数的细菌人、动物、真菌、寄生的植