第三节 光合作用

第三节光合作用第一页，共五十页，2022年，8月28日

光合作用的概念叶绿体光能H2OCO2O2

+（储存能量）有机物+原料产物条件场所

光合作用是绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水合成储存能量的有机物，并且释放氧的过程。第二页，共五十页，2022年，8月28日讨论题滤纸上的滤液细线，为什么不能触到层析液？

因为色素会溶解在层析液中，实验就会失败。第三页，共五十页，2022年，8月28日

提取和分离叶绿体中色素的关键是什么？

提取：叶片要新鲜、浓绿研磨要迅速、充分；滤液收集后，要及时用棉塞将试管口塞紧，以免滤液挥发。

第四页，共五十页，2022年，8月28日分离叶绿体中色素的关键：滤液细线不仅细、直，而且含有比较多的色素（可以画二到三次）；滤纸上的滤液细线不能触到层析液。第五页，共五十页，2022年，8月28日氧是由叶绿体释放出来的,光合作用的发现

1.1771年，普里斯特利-----绿叶光合作用产生淀粉3.1880年，恩格尔曼-----光合作用释放的氧来自水植物可以更新空气2.1864年，萨克斯-----叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所

4.鲁宾和卡门-----第六页，共五十页，2022年，8月28日叶绿体中的色素叶绿素（¾）类胡萝卜素（¼）叶绿素a叶绿素b

胡萝卜素叶黄素主要吸收蓝紫光和红橙光主要吸收蓝紫光3:12:1蓝绿色黄绿色橙黄色黄色溶解于有机溶剂叶绿体中的色素第七页，共五十页，2022年，8月28日光合作用的过程反应式：过程光反应暗反应实质物质转化：能量转化：条件：场所：过程必须有光叶绿体内的囊状结构水的光解形成ATP条件：过程

场所：有无光均可进行叶绿体内的基质中CO2的还原CO2的固定第八页，共五十页，2022年，8月28日供氢叶绿体中的色素光能HO2O2[H]ADP+PiATP酶酶2C3C5还原多种酶催化(CHO)2供能光反应暗反应CO2光合作用过程图解光下分解固定第九页，共五十页，2022年，8月28日（CH2O）CO2+H2O光能叶绿体+O2反应式第十页，共五十页，2022年，8月28日①②③④1克菠菜的类囊体的总面积可达60平方米第十一页，共五十页，2022年，8月28日水的光解

[H]H2O光、酶叶绿体中的色素O2+第十二页，共五十页，2022年，8月28日形成ATP

ATPADPPi+叶绿体中的色素光、酶第十三页，共五十页，2022年，8月28日第十四页，共五十页，2022年，8月28日CO22H2O++（CH2O）

O2H2O叶绿体光能+总反应式第十五页，共五十页，2022年，8月28日

CO2的固定CO2C5+2C3酶第十六页，共五十页，2022年，8月28日（CH2O）CO2的还原C3C5++[H]酶ATP第十七页，共五十页，2022年，8月28日第十八页，共五十页，2022年，8月28日第十九页，共五十页，2022年，8月28日德国科学家萨克斯在1864年做的实验：将盆栽天竺葵放到黑暗处一昼夜，然后让一个叶片一半曝光，另一半遮光。过一段时间后，把这个叶片放入盛有酒精的小烧杯里，隔水加热，除去叶片含有的叶绿素，再滴加碘酒，发现遮光部分无颜色变化，曝光一半则呈深蓝色。这一实验成功地证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。

同学们思考三个问题：为什么对天竺葵先进行暗处理？为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢？1．暗处理是为了将叶片内原有的淀粉运走耗尽。2．部分遮光部分曝光，是为了进行对照。第二十页，共五十页，2022年，8月28日第二十一页，共五十页，2022年，8月28日光合作用的重要意义

1.为几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源。2.维持大气中氧和二氧化碳含量的相对稳定。3.对生物进化有重要意义。第二十二页，共五十页，2022年，8月28日光能的合理利用1.延长光合作用时间：2.增加光合作用面积：每年种植和收获2次或多次。合理密植第二十三页，共五十页，2022年，8月28日复习题一、填充题1.在光合作用中，糖类是在

阶阶段形成的，氧是在

阶段形成的，ATP是在

阶段形成的。暗反应光反应光反应第二十四页，共五十页，2022年，8月28日二、选择题1.某科学家用含有14C的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子，这种碳原子的转移途径是：[]（A）二氧化碳叶绿体ADP；（B）二氧化碳叶绿体ATP；（C）二氧化碳乙醇糖类；（D）二氧化碳三碳化合物糖类。D第二十五页，共五十页，2022年，8月28日

2.下图是利用小球藻进行光合作用实验的示意图。图中A物质和B物质的相对分子质量的比是：[]C18O2光照射下的小球藻悬液H218OAH2OCO2B（A）1：2；（B）8：9；（C）2：1；（D）9：8。B第二十六页，共五十页，2022年，8月28日4、光合作用过程中，光反应为暗反应提供的物质是[]A、[H]和ATP；B、[H]和O2；C、O2和ATP；D、[H]和H2O。AA3、在光合作用中，需消耗ATP的是A、三碳化合物的还原；B、CO2的固定；C、水在光下分解；D、叶绿素吸收光能。[]第二十七页，共五十页，2022年，8月28日5.在光照充足的环境里，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第二十八页，共五十页，2022年，8月28日A、光能ATP葡萄糖

B、光能

叶绿素葡萄糖

C、光能CO2

葡萄糖D、光能葡萄糖淀粉

6、在光合作用过程中，能量的转移途径是[]A第二十九页，共五十页，2022年，8月28日7、光照增强，光合作用增强。但夏季的中午却又因叶表面气孔关闭而使光合作用减弱。这是由于[]

A、水分产生的[H]数量不足

B、叶绿体利用的光能合成的ATP不足

C、空气中CO2量相对增多，而起抑制作用

D、暗反应中三碳化合物产生的量太少D第三十页，共五十页，2022年，8月28日8、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第三十一页，共五十页，2022年，8月28日

1.7~10时的光照不断增强，所以光合作用强度不断增强。

2.12时左右的温度很高，蒸腾作用很强，气孔关闭，二氧化碳供应减少，所以光合作用强度明显减弱。

3.14~17时的光照不断减弱，所以光合作用强度不断减弱。三、根据夏季晴朗的白天某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图分析回答：第三十二页，共五十页，2022年，8月28日

光合作用

对比项目暗反应阶段过程光反应阶段所需条件

必须有光能才能进行没有光能也可以进行四、填表题设计表格，列表对比光反应阶段和暗反应阶段在所需条件、场所、物质变化和能量变化四个方面的主要区别。第三十三页，共五十页，2022年，8月28日物质变化能量变化

水分子分解成氧和氢

[H]；形成ATP

光能转化为化学能并且储存在ATP中CO2被固定；C3被氢还原，最终形成糖类等有机物；ATP转化成ADP和Pi。ATP中的化学能转化为糖类等有机物中储存的化学能。场所

叶绿体内的类囊体上叶绿体内的基质中第三十四页，共五十页，2022年，8月28日

7、下图是一个研究光合作用过程的实验，实验前溶液中加入ADP，磷酸盐、叶绿体等，实验时按图示控制进行，并不断测定有机物合成率，用此数据绘成曲线。请你用已学的光合作用知识，解释曲线形成的原因。

AB

有机物合成率CD光照、无CO2黑暗、有CO2时间（1）AB（2）BC段（3）CD段因为没有CO2，只进行光反应，所以无有机物积累因为AB段为暗反应提供了ATP和[H]，加之CO2供给，暗反应能够进行，有机物合成率上升因无光不能进行光反应，随着光反应产物的消耗，暗反应逐渐减弱，有机物合成率逐渐降低第三十五页，共五十页，2022年，8月28日

实验八叶绿体中色素的提取和分离方法步骤：1.提取绿色叶片中的色素2.制备滤纸条：3.画滤液细线：4.分离叶绿体中的色素：5.观察实验结果：第三十六页，共五十页，2022年，8月28日提取绿色叶片中的色素（1）称取5g绿色叶片，剪碎，放入研钵中。（2）向研钵中加入少许SiO2和CaCO3，再加5mL丙酮，进行迅速充分的研磨。（3）过滤：将色素滤液收集到小试管中，及时用棉塞封口。第三十七页，共五十页，2022年，8月28日制备滤纸条

将滤纸剪成长6cm（让滤纸高出烧杯1cm，高出部分做直角弯折），宽1cm的滤纸条，并在一端剪去两角，在距这一端1cm处用铅笔画一条细的横线。第三十八页，共五十页，2022年，8月28日画滤液细线

用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细而直的滤液细线。待滤液干后，再画两三次（3mm宽效果最佳）。第三十九页，共五十页，2022年，8月28日分离叶绿体中的色素将3mL层析液到入烧杯中，插入滤纸条（有滤液细线的一端朝下）用培养皿盖盖上烧杯。注意：不能让滤纸上的滤液细线触到层析液。

第四十页，共五十页，2022年，8月28日观察实验结果几分钟后，取出滤纸条。待滤纸条干燥后，观察滤纸条上色素带有几条，每条色素带呈什么颜色。滤纸条上的色素带有四条,由上到下分别是:叶黄素叶绿素a叶绿素b胡萝卜素第四十一页，共五十页，2022年，8月28日恩格尔曼实验示意图第四十二页，共五十页，2022年，8月28日

1880年，德国的科学家恩吉尔曼也进行了一个光合作用的实验。他选用的实验材料是水绵。水绵很明显的特点是：叶绿体呈带状，螺旋排列在细胞里。先将载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气并且黑暗的环境里，先用极细光束来照射水绵在显微镜下观察发现，好氧细菌只集中在叶绿体被光束照射到部分附近。如果将上述临时装片完全暴露在光下，好氧细菌则集中在叶绿体所有受光部位周围。提问：好氧细菌集中于叶绿体所有受光部位的周围，这说明了什么问题呢？答：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。第四十三页，共五十页，2022年，8月28日第四十四页，共五十页，2022年，8月28日1．选用水绵作为实验材料，是因为水绵不仅有细而长的带状叶绿体，而且螺旋分布于细胞中，便于进行观察和分析研究。2．先选用黑暗并且没有空气的环境，是为了排除实验前环境中光线和氧的影响，确保实验的准确性。3．先选极细光束，用好氧细菌检测，能准确判断水绵细胞中释放氧的部位；而后用完全曝光的水绵与之做对照，从而证明了实验结果完全是光照引起的，并且氧是由叶绿体释放出来的。恩吉尔曼巧妙应用好氧细菌对氧作出的应激性反应，恩吉尔曼的实验巧妙地证明了光合作用的场所是叶绿体。交流讨论：在这个实验中，同学们注意以下几个问题：为什么选用水绵做为实验材料？为什么选用黑暗并且没有空气的环境？为什么先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全曝露在光下？第四十五页，共五十页，2022年，8月28日第四十六页，共五十页，2022年，8月28日

20世纪30年代，美国科学家鲁宾和卡门，利用同位素标记去成功地进行了另一个光合作用的实验。这个实验的目的是为了弄清楚在光合作用中产生的氧到底是来自水还是二氧化碳？同学们考虑一下，应标记哪一种元素？如何设计这个实验呢？

用氧的同位