光与光合作用

第2节能量之源——光与光合作用

俗话说：“万物生长靠太阳”，为什么呢？我们来看一组数据：①地球表面上的绿色植物每年大约制造4400亿吨有机物；②地球表面上的绿色植物每年储存的能量约为7．11×1018kJ，这个数字大约相当于240000个三门峡水电站所发出的电力。光合作用探究历程场所作用原理实战演练

太阳能？太阳的光能又是通过什么途径进入植物体内的呢

绿色植物储存在有机物中的能量来自哪呢？1、1642年：比利时——海尔蒙特的实验2、1771年：英——普里斯特利的实验3、1864年：德——萨克斯的实验4、1880年：美——恩吉尔曼的实验5、20世纪30年代：美——鲁宾和卡门的实验一、光合作用探究历程五年后海尔蒙特的实验柳树增重74.47

kg土壤减少0.06

kg水分是建造植物体的原料2.5Kg普里斯特利实验绿色植物在光照下产生了氧气1、蜡烛燃烧和小白鼠呼吸需要的是什么气体？2、这个实验说明什么问题？萨克斯的实验暗处理光照在暗处放置几小时碘蒸气一半曝光，一半遮光1、为什么对天竺葵先进行暗处理？2、为什么让叶片的一半曝光，

另一半遮光呢？绿叶在光合作用中产生了淀粉恩格尔曼的实验1、为什么选用水绵做为实验材料？2、为什么选用黑暗并且没有空气的环境？氧气是叶绿体产生的叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所

返回光合作用氧来源的探究最后,由美国科学家卡尔文利用14C做试验研究：用14C标记的14CO2，供小球藻进行光合作用，然后追踪检测其放射性，最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，这一途径称为卡尔文循环。在1961年获得诺贝尔化学奖问题探讨

为什么植物的叶片大多是绿色的，但有时叶片也会发黄？

因为绿叶中所含的色素主要是叶绿素，但也有其它的一些色素。试验回顾及问题探讨

绿叶中的色素有哪些、其颜色各怎样？为什么叶绿素呈绿色？二、捕获光能的色素方法与步骤：称取5g左右的鲜叶，剪碎，放入研钵中。加少许的石英砂（充分研磨）和碳酸钙(防止色素被破坏)与10ml无水乙醇（溶解色素）。在研钵中快速研磨。将研磨液进行过滤。2.制备滤纸条：将干燥的定性滤纸剪成滤纸条，将滤纸条的一端剪去一个角，并在距这端1cm处用铅笔画一条细的横线。3.画滤液细线：用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线。等滤液干后再画一两次。4.分离绿叶中的色素：将适量的层析液倒入烧杯中，将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口。注意：不能让滤液细线接触层析液实验结果：叶绿素溶液吸收可见光，用于光合作用2.色素的功能：色素的吸收光谱图400500600700nm10050吸收光能百分比叶绿素类胡萝卜素可见光区叶绿素：吸收蓝紫光和红光类胡萝卜素：吸收蓝紫光叶绿素

类胡萝卜素叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素蓝绿色黄绿色橙黄色黄色占3/4吸收蓝紫光和红光吸收蓝紫光与光合作用有关的这些色素都存在于叶绿体中类囊体的薄膜上问题探讨

有些蔬菜大棚内悬挂发红色或蓝色光的灯管，并且在白天也开灯。讨论1.这种方法的好处是？不同颜色的光照对植物的光合作用会有影响吗？2.能否用绿光灯管来补充光源？为什么？可以提高光合作用强度；不同颜色的光会影响植物的光合作用。不能；因为叶绿素基本上不吸收绿光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。三、叶绿体的结构结论: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。巩固练习色素种类颜色扩散速度吸收光的颜色叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素蓝绿色黄绿色橙黄色黄色较慢较快最慢最快蓝紫光和红光蓝紫光2.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，光能的吸收发生在叶绿体的（）A.内膜上B.基质中C.类囊体的薄膜上D.各部位上C巩固练习3.用纸层析法能够将叶绿体的四种色素分开的原因是（）A.四种色素随层析液在滤纸上扩散速度不同B.四种色素随滤液在滤纸上扩散速度不同C.四种色素随滤液在滤纸条上渗透速度不同D.四种色素随层析液在滤纸条上渗透速度不同A4.在叶绿体提取和分离试验中，特别要注意不能让层析液没及滤液细线，原因是（）A.滤纸条上的集中色素不能扩散B.色素沿滤纸条的扩散速度太慢，色素分离不明显C.层析液妨碍色素的溶解D.色素被层析液溶解不能向上扩散D巩固练习5.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述正确的是（）A.叶绿体的色素都分布在囊状结构的膜上B.叶绿体的色素分别在外膜和内膜上C.光合作用的酶只分布在叶绿体基质中D.光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上A6.把绿叶的色素溶液放在自然光源和三棱镜之间，从镜的另一侧观察连续光谱中变暗的主要区域是（）A.红光和蓝紫光区B.黄光和蓝紫光区C.绿光和红光区D.黄光和绿光区A7.为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是（）A.光照，有空气，临时装片中无碳酸氢钠稀溶液B.光照，无空气，临时装片中有碳酸氢钠稀溶液C.黑暗，有空气，临时装片中无碳酸氢钠稀溶液D.黑暗，无空气，临时装片中有碳酸氢钠稀溶液B8.下列关于叶绿体中色素的提取和分离实验原理的叙述，正确的是（）A.加入少许二氧化硅可防止在研磨时叶绿体中的色素受到破坏B.用无水乙醇将叶绿体中的色素进行分离C.滤纸条上的最上面色素带呈黄绿色D.溶解度越高的色素随层析液在滤纸上扩散越快D思考与讨论：

1.光合作用的原料、产物、场所和条件是什么？其化学反应式是？

原料—CO2和H2O；产物—糖类和O2；场所—叶绿体；条件—光酶；光合作用的反应式是：CO2+H2O光能叶绿体（CH2O）+O24、光合作用化学反应式：5、光合作用过程光能叶绿体CO2+H2*

O（CH2O)+*O2（1）光合作用分为哪几个阶段？分类依据是什么？（2）每个阶段反应的条件、场所、物质变化、能量变化如何？四、光合作用的过程光反应条件：叶绿体中的色素光能H2O

水在光下分解O2[H]光、酶、色素过程：场所：类囊体的薄膜上物质H2O光酶[H]+O2ADP+Pi+光能酶ATP能量光能ATP中活跃化学能ADP+Pi酶ATP暗反应co2C5固定2c3[H]供氢酶(CH2O)[糖类]场所：条件：过程：叶绿体基质酶多种酶参加催化co2+C5酶2c32c3酶(CH2O)C5[H]ATPATP酶ADP+Pi+能量物质能量ATP中活跃的化学能转化为糖类中稳定的化学能还原酶ATP供能ADP+Pi色素分子可见光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[H]多种酶酶(CH2O)CO2吸收光解能固定还原酶光反应暗反应光合作用总过程：光合作用的第一阶段，必须有光才能进行光合作用的第二阶段，有没有光都可以进行光合作用动画光反应和暗反应的比较场所条件物质变化能量变化光反应暗反应联系基粒类囊体薄膜上叶绿体基质中光、色素、酶、水、ADPPi[H]、ATP、酶、CO2、C5水的光解ATP的生成CO2的固定C3的还原光能→ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能1、光反应为暗反应准备了还原剂[H]和能量ATP；2、暗反应为光反应补充消耗掉的ADP和Pi。光反应H2O→2[H]+1/2O2+Pi+光能ATP酶ADP水的光解：光合磷酸化：暗反应CO2的还原：

2C3+[H](CH2O)+C5酶ATPCO2的固定：

CO2+C5→2C3酶总结：原料和产物的对应关系：（CH2O）CHOCO2CO2H2OO2H2O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CO2C3（CH2O）fromfromfromfrom6、光合作用的实质把二氧化碳和水合成糖类等有机物。

光能ATP中化学能有机物中化学能

合成有机物储存能量影响光合作用强度的因素？光照的长短与强弱；光的成分；CO2的浓度；温度的高低、必需矿物质元素（N、P、Mg）、水分等。1、适当提高CO2的浓度（温室大棚）；2、增加光照时间和光照强度；3、白天适当增加温度，夜间适当降低温度；4、农作物间距合理，选择适当的光源等；5、合理施肥，提供必要的矿物质元素；6、合理灌溉，提供适当水分。增加农作物产量的几点做法：五、光合作用原理的应用新陈代谢同化作用把从外界环境中获取的营养物质，转变成自身的组成物质储存能量异化作用分解自身的一部分组成物质，把分解的最终产物排出体外释放能量同时进行物质代谢能量代谢一、新陈代谢的概念同化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）1、绿色植物的同化作用的过程如何？2、硝化细菌是生活在土壤中的一种细菌，它的同化作用过程如下：思考其同化作用的类型是什么？2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量硝化细菌2HNO2+O2硝化细菌2HNO3+能量CO2+H2O（CH2O）+O23、光合作用和化能合成作用的主要区别是什么？二、新陈代谢的基本类型（一）同化作用的类型异养型的方式有如下几种：自养型和异养型有何本质区别？①捕食型：捕食环境中的各种生物。包括绝大多数动物。

②腐生型：分解生物的遗体、粪便或脱落物来获得营养。包括绝大多数真菌、细菌等微生物

③寄生型：从活生物身上夺取营养来养活自己。如蛔虫、某些细菌、病毒等。（二）异化作用的类型1、大多数生物的异化作用过程中，将有机物氧化分解的方式是什么？2、制泡菜时，要将泡菜坛子密封，这说明乳酸菌在异化作用时分解有机物的方式是什么？3、需氧型生物能否进行无氧呼吸？厌氧型生物能否进行有氧呼吸？4、新陈代谢类型除了以上基本类型外，还有没有中间过渡类型？总结：新陈代谢的基本类型同化作用类型自养型异养型：概念、实例光能自养型：化能自养型：无机物有机物光能无机物有机物化学能如：绿色植物如：硝化细菌异化作用类型需氧型（有氧呼吸型）厌氧型（无氧呼吸型）兼氧型（既能进行有氧呼吸也能进行无氧呼吸）概念、实例概念、实例比较本质区别比较新陈代谢全过程的类型异养厌氧型乳酸菌、破伤风杆菌、蛔虫等少数生物自养厌氧型绿硫细菌等极少数微生物厌氧型异养需氧型绝大多数动物、微生物和极少数植物自养需氧型各种绿色植物、硝化细菌等需氧型异养型自养型同化类型异化类型（多选）中耕松土有利于提高农作物产量，其原因包括：（）A促进根的有氧呼吸，促进矿质元素的吸收B有利于硝化细菌的大量繁殖，提高对NH3的利用率C抑制反硝化细菌的活动，抑制硝酸盐转化成亚硝酸盐并形成氮气D有利于某些固氮微生物的活动，提高土壤中的氮素ABCD存在于土壤中及正常人呼吸道内的破伤风杆菌不会使人致病，当深而窄的伤口感染破伤风杆菌后，由于其大量繁殖而致病。破伤风杆菌的代谢类型是：（）

A自养需氧型B自养厌氧型C异养需氧型D异养厌氧型D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。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。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]ATPCO2H2O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：①图中A是______,B是_______,它来自于______的分解。②图中C是_______，它被传递到叶绿体的______部位，用于_________。③图中D是____，在叶绿体中合成D所需的能量来自______④图中G________,F是__________,J是_____________⑤图中的H表示_______，I表示________，H为I提供__________光H2OBACDE+PiFGCO2JHIＯ2水[H]基质用作还原剂，还原C3ATP光能光反应[H]和ATP色素C5化合物C3化合物糖类暗反应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；上升D.上升；下降；下降C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ATPB、CO2叶绿素ATPC、CO2乙醇糖类D、CO2三碳化合物糖类D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ATPCO2葡萄糖B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15℃，夜间温度15℃C.昼夜恒温15℃D.白天温度25℃，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（）

A、增大O2浓度B、增大CO2浓度C、增强光照D、调节室温A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()①外膜②内膜③基质④类囊体膜A．③②B．③④C．①②D．④③B光合作用过程的正确顺序是（）①二氧化碳的固定②氧气的释放③叶绿素吸收光能④水的光解⑤三碳化合物被还原A.④③②⑤①B.④②③⑤