能量之源——光和光合作用 (2)

1、生物体内的生物体内的主要能源主要能源物质是物质是:生物体内主要的生物体内主要的储能储能物质是物质是: :糖糖类类脂肪脂肪温故温故生物体进行生命活动的生物体进行生命活动的直接直接能源物质能源物质: :ATPATP最终最终能量来源能量来源: : 太阳的光能太阳的光能第第4 4节节1、实验、实验绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离实验原理实验原理：提取色素（：提取色素（用无水乙醇或丙酮用无水乙醇或丙酮）、）、分离色素（分离色素（用层析液用层析液）目的要求目的要求：绿叶中色素的提取和分离及色素的：绿叶中色素的提取和分离及色素的 种类种类 材料用具材料用具：新鲜的绿叶、定性滤纸等、无水乙：新鲜的

2、绿叶、定性滤纸等、无水乙 醇等醇等方法步骤：方法步骤： 1.提取绿叶中的色素提取绿叶中的色素 2.制备滤纸条制备滤纸条 3.画滤液细线画滤液细线 4.分离绿叶中的色素分离绿叶中的色素 5.观察和记录观察和记录一一 捕获光能的色素和结构捕获光能的色素和结构提取色素：提取色素：研磨，研磨，加少许的加少许的石英砂和碳酸钙石英砂和碳酸钙无水乙醇，快无水乙醇，快速研磨速研磨将研磨液进行过滤将研磨液进行过滤剪碎叶片，放入研钵中剪碎叶片，放入研钵中制备滤纸条制备滤纸条画滤液细线画滤液细线分离绿叶中的色素分离绿叶中的色素层析液层析液叶绿素叶绿素a a叶绿素叶绿素b b( (蓝绿色蓝绿色) )( (黄绿色黄绿色

3、) )胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素( (橙黄色橙黄色) )( (黄色黄色) )叶绿素叶绿素（约占（约占3/43/4）类胡萝卜素类胡萝卜素（约占（约占1/41/4）叶绿素叶绿素a a叶绿素叶绿素b b胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素( (橙黄色橙黄色) )( (黄色黄色) )( (蓝绿色蓝绿色) )( (黄绿色黄绿色) )绿叶中的色素绿叶中的色素1 1用纸层析法分离叶绿体中的色素，在滤纸用纸层析法分离叶绿体中的色素，在滤纸条上，色素带从上至下，依次为：条上，色素带从上至下，依次为：A.A.叶绿素叶绿素bb胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a a B.B.叶绿素叶绿素aa叶绿素叶绿素bb胡萝卜素

4、胡萝卜素叶黄素叶黄素 C.C.叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素aa叶绿素叶绿素bb胡萝卜素胡萝卜素 D.D.胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素aa叶绿素叶绿素b bD D 巩固与提高巩固与提高叶绿素溶液叶绿素溶液因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片才呈现反射回来，所以叶片才呈现绿色绿色。 叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光叶片为什么往往是绿色的呢？叶片为什么往往是绿色的呢？叶绿素中的吸收光谱叶绿素中的吸收光谱0400500600700 nm 50100叶绿素叶绿素b b叶绿素叶绿素a a紫外光紫外光红外光红外光叶绿素

5、叶绿素a和叶绿素和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光主要吸收蓝紫光和红光讨论：讨论：为什么不使用绿色的塑料薄膜或补充绿色光源？为什么不使用绿色的塑料薄膜或补充绿色光源？用红色或蓝色的用红色或蓝色的塑料薄膜塑料薄膜挂红色或蓝色的挂红色或蓝色的灯管灯管在植物实验室的暗室内，为了尽可能地降在植物实验室的暗室内，为了尽可能地降低植物光合作用的强度，最好安装低植物光合作用的强度，最好安装（ ）A A、红光灯、红光灯 B B、绿光灯、绿光灯C C、白炽灯、白炽灯 D D、蓝光灯、蓝光灯B1. 1. 在光照强度相同的情况下在光照强度相同的情况下, ,为绿色植物为绿色植物提供哪种光提供哪种光, ,对其光合作用最有利

6、对其光合作用最有利, ,光合作光合作用的产物较多用的产物较多 A.A.红光红光 B.B.蓝紫光蓝紫光 C.C.白光白光 D.D.绿光绿光 2 2.在光照强度相同的情况下在光照强度相同的情况下, ,为绿色植物为绿色植物提供哪种光提供哪种光, ,对其光合作用最有利对其光合作用最有利, ,光合作光合作用的产物较多用的产物较多A.A.红光红光 B.B.蓝紫光蓝紫光 C.C.橙光橙光 D.D.绿光绿光C CB B基粒基粒外膜外膜内膜内膜基质基质2、光合作用的场、光合作用的场所所类囊体类囊体(有色素和酶有色素和酶)(含有酶含有酶)2 2、叶绿体的结构、叶绿体的结构双层膜双层膜, ,有与光合作用有关的酶有与

7、光合作用有关的酶类囊体增大膜面积的结构类囊体增大膜面积的结构有少量的有少量的DNADNA和和RNARNA叶绿体叶绿体使用：使用： 水绵水绵好氧菌好氧菌水绵结构水绵结构3 3、恩吉尔曼实验、恩吉尔曼实验18801880年，年，( (美）美）黑暗、无黑暗、无空气空气 环境环境 极细光束极细光束照射照射完全暴光完全暴光好氧菌只集中在叶绿好氧菌只集中在叶绿体被光束照射到的地方体被光束照射到的地方好氧菌集中在叶绿体好氧菌集中在叶绿体所有受光部位所有受光部位光束完全暴光完全暴光极细光束照射极细光束照射氧气是叶绿体释放出来的。氧气是叶绿体释放出来的。叶绿体是光合作用的场所。叶绿体是光合作用的场所。光合作用需

8、要光合作用需要光能光能结论结论: :恩吉尔曼实验1 1、为什么水绵是合适的实验材料？、为什么水绵是合适的实验材料？ 2 2、他是如何控制实验条件的？、他是如何控制实验条件的？水绵具有细而长的叶绿体，便于观察水绵具有细而长的叶绿体，便于观察A A、选用黑暗、无空气的环境：排除环境中光线和、选用黑暗、无空气的环境：排除环境中光线和氧气的影响氧气的影响B B、选用极细的光束，并用好氧细菌检测，准、选用极细的光束，并用好氧细菌检测，准确判断释放氧气的部位确判断释放氧气的部位此实验在设计上有什么巧妙之此实验在设计上有什么巧妙之处？分以下几个问题：处？分以下几个问题： 光合作用是指绿色植物通过光合作用是指

9、绿色植物通过叶绿体叶绿体，利用，利用光能光能，把，把二氧化碳和水二氧化碳和水转化成储存能量的转化成储存能量的有机有机物物，并且释放出，并且释放出氧气氧气的过程。的过程。 光合作用光合作用的的概念概念 1864年，萨克斯年，萨克斯(德德)的实验的实验（置于暗处几小时）（置于暗处几小时）思考：思考：目的是什么？目的是什么？一半遮光一半遮光一半曝光一半曝光为了使绿叶中原有的有机物消耗殆尽绿色绿色叶片叶片黑暗黑暗处理处理一半一半曝光曝光一半一半遮光遮光变蓝变蓝没有没有变蓝变蓝碘碘蒸蒸汽汽处处理理萨克斯的实验萨克斯的实验（18641864年）年）过程：过程：绿色叶片在光的作用下产生了淀粉绿色叶片在光的作

10、用下产生了淀粉, ,光合作用需要光光合作用需要光结论结论: :思考思考: :萨克斯将绿色叶片先放在暗处几小萨克斯将绿色叶片先放在暗处几小 时的目的是（）时的目的是（）A.A.将叶片中的水分消耗掉将叶片中的水分消耗掉 B.B.将叶片中原有的淀粉消耗掉或转移将叶片中原有的淀粉消耗掉或转移C.C.增加叶片的呼吸强度增加叶片的呼吸强度 D.D.提高叶片对光的敏感度提高叶片对光的敏感度B B同位素同位素标记法？标记法？ 用氧的同位素用氧的同位素1818O O分别标记分别标记H H2 2O O和和COCO2 2, ,使它分别使它分别成为成为H H2 21818O O和和C C1818O O2 2。进行两组

11、光合作用的实验：。进行两组光合作用的实验：鲁宾、卡门实验H2OC18O2H H2 21818O OCO2光照下的光照下的小球藻小球藻悬悬浮液浮液O21818O21:CO2+H218O光能光能叶绿体叶绿体(CH2O)+18O22:C18O2+H2O光能光能叶绿体叶绿体(CH218O)+O2光合作用释放的光合作用释放的O2全部全部来自于来自于H2O鲁宾、卡门实验结论结论: :反应条件：反应条件：反应场所：反应场所：反应物：反应物：生成物：生成物：能量变化：能量变化：光能等光能等叶绿体叶绿体COCO2 2，H H2 2O O有机物，有机物，O O2 2光能光能化学能化学能CO2+H2*O光能光能叶绿

12、体叶绿体(CH2O) +*O2三、光合作用的过程三、光合作用的过程1 1、光反应阶段、光反应阶段2 2、暗反应阶段、暗反应阶段光合作用的过程光合作用的过程 请阅读课文请阅读课文P103104P103104页有关光合页有关光合作用过程的内容，作用过程的内容，思考：思考：1 1、光反应阶段和暗反应阶段在所需条、光反应阶段和暗反应阶段在所需条件、进行场所、物质变化、能量转换方件、进行场所、物质变化、能量转换方面的区别；面的区别；2 2、两个阶段有何联系？、两个阶段有何联系？光反应阶段光反应阶段光能光能 酶酶 色素色素在叶绿体在叶绿体类囊体的薄膜类囊体的薄膜上进行上进行物质变化物质变化: :H H2

13、2O O H H+ O+ O2 2光光ADP + Pi + ADP + Pi + 能量能量 ATP ATP酶酶能量变化能量变化: : 光能光能ATPATP中活跃的化学能中活跃的化学能 ATPATP的合成的合成 ：水的光解水的光解 ：条件：条件：场所场所：酶、色素酶、色素暗反应阶段暗反应阶段多种酶，还原剂多种酶，还原剂H H 能量能量ATP ATP 叶绿体基质叶绿体基质物质变化物质变化：COCO2 2 + C + C5 5 2C 2C3 3二氧化碳的固定：二氧化碳的固定：三碳化合物被还原三碳化合物被还原：ATPATP中活跃化学能中活跃化学能有机物中稳定的化学能有机物中稳定的化学能能量变化：能量变

14、化：场所：场所：条件：条件：酶酶2C3 酶酶ATP、 H （CH2O） +C5 +H2O光合作用的过程光合作用的过程叶绿体中叶绿体中的色素的色素光光能能供氢供氢酶酶供能供能还还原原多种酶多种酶参加催参加催化化（CHCH2 2OO）ADP+PiADP+Pi酶酶ATPATP2C2C3 3固固定定COCO2 2光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段H H2 2O OO O2 2HH水在光下分解水在光下分解场所：场所：叶绿体的类囊体薄膜叶绿体的类囊体薄膜叶绿体基质叶绿体基质讨论：讨论：条件变化时，各种物质合成量的动态变化。条件变化时，各种物质合成量的动态变化。条件条件C3C5H和和ATP(CH2O)

15、合合成量成量停止光照停止光照COCO2 2供应不变供应不变光照不变光照不变 停止停止COCO2 2供应供应增加增加 减少减少减少减少减少或减少或没有没有减少减少增加增加增加增加减少减少光反应阶段与暗反应阶段的比较光反应阶段与暗反应阶段的比较项目项目光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段区区别别场所场所条件条件物质物质变化变化能量能量转化转化叶绿体类囊体的薄膜上叶绿体类囊体的薄膜上叶绿体的基质中叶绿体的基质中需光、色素和酶需光、色素和酶需多种酶、需多种酶、HH、 能量能量ATPATP 光能光能转变为转变为ATPATP中中活活跃的化学能跃的化学能ATPATP中中活跃的化学能活跃的化学能转化为糖转

16、化为糖类等有机物中类等有机物中稳定的化学能稳定的化学能水的光解水的光解ATPATP的合成的合成联联 系系1 1、光反应是暗反应的基础，光反应为暗反应的进行提、光反应是暗反应的基础，光反应为暗反应的进行提供供HH和和ATPATP2 2、暗反应是光反应的继续，暗反应为光反应的进行提、暗反应是光反应的继续，暗反应为光反应的进行提供供合成合成ATPATP的原料的原料ADPADP和和PiPi3 3、两者、两者相互制约又密切联系相互制约又密切联系COCO2 2的固定的固定C C3 3的还原的还原 请判断下列日常食品与绿色请判断下列日常食品与绿色植物之间的关系植物之间的关系H2OBACDE+PiFGCO2J

17、光8.下 图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：图中图中B B是是，它来自于它来自于的分解。的分解。图中图中C C是是，它被传递到叶绿体的，它被传递到叶绿体的 部位，用于部位，用于。图中图中D D是是，在叶绿体中合成，在叶绿体中合成D D所需的能量来自所需的能量来自 图中的图中的H H表示表示， H H为为I I提供提供当当 突然停止光照时，突然停止光照时，F F，G G。（填增加或减少）。（填增加或减少）HI2水水H基质基质还原还原C3ATP色素吸收色素吸收的光能的光能增加增加减少减少光反应光反应H、ATP6、光合作用原理的应用光合作用原理的应用（1 1）影响光合作用的因素）影响光合作

18、用的因素光照强度光照强度 COCO2 2 温度温度 、水、水 、 矿质矿质元素元素 等等（2 2）提高农作物光合作用强度的措施）提高农作物光合作用强度的措施1 1、适当提高光照强度、延长光照时间、适当提高光照强度、延长光照时间3 3、适当提高、适当提高COCO2 2浓度浓度4 4、白天适当提高温度，夜晚适当降低温度、白天适当提高温度，夜晚适当降低温度5 5、适当增加植物体内的含水量、适当增加植物体内的含水量6 6、适当增加矿质元素的含量、适当增加矿质元素的含量2 2、合理密植、合理密植在生活中的应用在生活中的应用清晨或夜间不在密林中锻炼清晨或夜间不在密林中锻炼（增大昼夜温差）（增大昼夜温差）延

19、长光合作用时间延长光合作用时间增加光合作用面积增加光合作用面积提高农作物的提高农作物的光合作用效率光合作用效率光照强弱的控制光照强弱的控制二氧化碳的供应二氧化碳的供应必需矿质元素的供应必需矿质元素的供应提高农作物对光能的利用率提高农作物对光能的利用率如：如合理密植、如：如合理密植、 套种套种如：补充人工光照、如：补充人工光照、 多季种植多季种植能够利用体外环境中的能够利用体外环境中的某些无机物氧化某些无机物氧化时所释放的能量时所释放的能量来制造有机物的合成作用来制造有机物的合成作用 例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类等少数种类的细菌的细菌7 7、化能合成作用

20、、化能合成作用2NH2NH3 3+3O+3O2 2 2HNO 2HNO2 2+2H+2H2 2O+O+能量能量硝化细菌硝化细菌2HNO2HNO2 2+O+O2 2 2HNO 2HNO3 3+ +能量能量硝化细菌硝化细菌6CO6CO2 2+6H+6H2 2O 2CO 2C6 6H H1212O O6 6+ 6O+ 6O2 2能量能量 能够直接把从外界环境能够直接把从外界环境摄取的无机物转摄取的无机物转变成为自身的组成物质变成为自身的组成物质，并储存了能量的一，并储存了能量的一类生物类生物 不能直接利用无机物制成有机物不能直接利用无机物制成有机物，只能，只能把从外界把从外界摄取的现成的有机物摄取的

21、现成的有机物转变成自身的转变成自身的组成物质，并储存了能量的一类生物组成物质，并储存了能量的一类生物 如：绿色植物，蓝藻、硝化细菌、铁细菌、硫细菌等如：绿色植物，蓝藻、硝化细菌、铁细菌、硫细菌等如：人、动物、真菌如：人、动物、真菌(如蘑菇如蘑菇) 、多数的细菌（乳酸菌、多数的细菌（乳酸菌、大肠杆菌）等大肠杆菌）等自养生物：自养生物：异养生物：异养生物：绿色植物的光合作用与呼吸作用的比较：绿色植物的光合作用与呼吸作用的比较： 光合作用光合作用 有氧呼吸有氧呼吸在哪些细在哪些细胞进行胞进行反应场所反应场所反应条件反应条件物质转化物质转化能量转变能量转变联系联系含叶绿体的细胞含叶绿体的细胞叶绿体叶绿

22、体线粒体（主要场所）线粒体（主要场所）光、色素、酶光、色素、酶氧气、酶氧气、酶无机物无机物 有机物有机物活细胞活细胞光能转变为化学能光能转变为化学能储储存存在有机物中在有机物中将有机物中的能量将有机物中的能量释放释放出来，一部分转移到出来，一部分转移到ATPATP中中光合作用光合作用的产物为细胞呼吸提供了物质基的产物为细胞呼吸提供了物质基础础有机物和氧气；有机物和氧气；细胞呼吸细胞呼吸产生的二氧产生的二氧化碳可被光合作用所利用化碳可被光合作用所利用分解有机物分解有机物光照强度与光光照强度与光合速率的关系合速率的关系a点：点：光照强度为光照强度为0 0，此时只进行细胞呼此时只进行细胞呼吸，释放的

23、吸，释放的COCO2 2量可量可表示细胞呼吸的强表示细胞呼吸的强度度 ab段：段： 随光照强度增强，光合作用强度随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，也逐渐增强，COCO2 2释放量减少，这是因为细释放量减少，这是因为细胞呼吸释放的胞呼吸释放的COCO2 2有一部分用于光合作用，有一部分用于光合作用，此时此时细胞呼吸强度大于光合作用强细胞呼吸强度大于光合作用强度度 b点：点： 细胞呼吸释放的细胞呼吸释放的COCO2 2全部用于光合作全部用于光合作用，此时用，此时细胞呼吸强度等于光合作用强度细胞呼吸强度等于光合作用强度bc段：段： 随光照强度增强，光合作用强度随光照强度增强，光合作用强度也逐渐

24、增强，到也逐渐增强，到C C点以上不再增强点以上不再增强a a点：点：b b点：点：bc段：段：abab段：段：光补偿点光补偿点光饱和点光饱和点 下图表示的是光照强度与光合作用强度之间下图表示的是光照强度与光合作用强度之间关系的曲线，该曲线是通过实测一片叶子在不关系的曲线，该曲线是通过实测一片叶子在不同光照强度条件下的同光照强度条件下的CO2 CO2 吸收和释放的情况。吸收和释放的情况。你认为下列四个选项中，能代表细胞中发生的你认为下列四个选项中，能代表细胞中发生的情况与情况与 B B点点 相符的是相符的是 C CA A点点B B阴生苔藓阴生苔藓阴生草木阴生草木高粱高粱荫蔽荫蔽一定值一定值4绿

25、色植物在暗处不能放出氧绿色植物在暗处不能放出氧气是因为气是因为 ACO2的固定受阻的固定受阻B三碳化合物的还原需要光三碳化合物的还原需要光C水的分解不能进行水的分解不能进行D五碳化合物的再生困难五碳化合物的再生困难C5 5关于暗反应的叙述错误的是关于暗反应的叙述错误的是( )( )A A必须接受光反应产生的氢和必须接受光反应产生的氢和ATP ATP B B将完成将完成COCO2 2的固定及三碳化合物的的固定及三碳化合物的还原还原 C C暗反应的主要产物是葡萄糖暗反应的主要产物是葡萄糖D D暗反应不需要光，只能在暗处进暗反应不需要光，只能在暗处进行行 D 6、下列能正确表示光合作用整个过程中、下

26、列能正确表示光合作用整个过程中能量变化的是能量变化的是A、光能、光能ATP活泼的化学能活泼的化学能葡萄糖稳葡萄糖稳定的化学能定的化学能B、光能、光能葡萄糖稳定的化学能葡萄糖稳定的化学能ATP活活泼的化学能泼的化学能C、光能、光能ATP活泼的化学能活泼的化学能D、光能、光能葡萄糖稳定的化学能葡萄糖稳定的化学能A A7.7.某科学家用含碳的同位素某科学家用含碳的同位素1414C C的二氧化的二氧化碳追踪光合作用中碳原子在下列分子中碳追踪光合作用中碳原子在下列分子中的转移的转移, ,最可能的途径是最可能的途径是 A.A.二氧化碳二氧化碳叶绿素叶绿素ADP ADP B. B.二氧化碳二氧化碳叶绿素叶绿

27、素ATPATP C. C.二氧化碳二氧化碳三碳化合物三碳化合物葡萄糖葡萄糖 D.D.二氧化碳二氧化碳酒精酒精葡萄糖葡萄糖C C8 8、（、（0404全国）离体的叶绿体在光照下进全国）离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时，如果突然中断行稳定的光合作用时，如果突然中断COCO2 2气气体的供应，短时间内叶绿体中体的供应，短时间内叶绿体中C C3 3化合物与化合物与C C5 5化合物相对含量的变化是（化合物相对含量的变化是（ ） A、 C3化合物增加、化合物增加、 C5化合物减少化合物减少 B、 C3化合物增加、化合物增加、 C5化合物减少化合物减少 C、 C3化合物减少、化合物减少、 C5化合

28、物增加化合物增加 D、 C3化合物减少、化合物减少、 C5化合物减少化合物减少C C9 9光合作用过程中，水的分解及三光合作用过程中，水的分解及三碳化合物形成葡萄糖所需能量分别碳化合物形成葡萄糖所需能量分别来自来自 A A呼吸作用产生的呼吸作用产生的ATPATP和光能和光能B B都是呼吸作用产生的都是呼吸作用产生的ATPATPC C光能和光反应产生的光能和光反应产生的ATPATPD D都是光反应产生的都是光反应产生的ATPATPC2 2水稻在适宜的情况下生长，如改水稻在适宜的情况下生长，如改变 下 列 哪 一 项 会 使 产 量 增 加变 下 列 哪 一 项 会 使 产 量 增 加 A A氧的

29、含量氧的含量B BCOCO2 2的含量的含量C C氮的含量氮的含量D D水蒸气的含量水蒸气的含量B3.3.在暗反应中，固定二氧化碳的物质是在暗反应中，固定二氧化碳的物质是（ ）三碳化合物三碳化合物 五碳化合物五碳化合物 氧气氧气4.4.下列有关光合作用的叙述中下列有关光合作用的叙述中, ,正确的是正确的是光合作用全过程都需要光光合作用全过程都需要光光合作用光反应和暗反应都需酶的催化光合作用光反应和暗反应都需酶的催化光合作用全过程完成后才有氧气的释放光合作用全过程完成后才有氧气的释放光合作用全过程完成后才有化学能的产生光合作用全过程完成后才有化学能的产生7.7.叶绿体中色素的作用是叶绿体中色素的作用是( )( ) A. A.固定二氧化碳固定二氧化碳 B.B.还原二氧化碳还原二氧化碳 C.C.形成葡萄糖形成葡萄糖 D.D.吸收、传递、转化光能吸收、传递、转化光能8.8.与光合作用光反应有关的是（与光合作用光反应有关