能量之源光与光合作用

实验数据表明，每年全球通过光合作用大约同化2.0×1014kg碳，如以葡萄糖计算相当于合成4.0×1012到5.0×1012t有机物，可见植物光合作用规模之巨大。那么，植物生长的有机养料从何而来？众科学家经过不懈努力，逐步揭开了绿色植物的光合作用之谜。考点一、回眸光合作用的的探究历程

公元前3世纪，亚里斯多德提出，植物生长在土壤中，土壤是构成植物体的原材料。目前一页\总数三十一页\编于十点结论：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思考：海尔蒙特的实验设计有什么不足的地方？没有考虑到空气对光合作用的影响。目前二页\总数三十一页\编于十点结论：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，所以有人认为植物也能使空气变污浊？目前三页\总数三十一页\编于十点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，法国科学家拉瓦锡发现了空气的组成，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？德国梅耶目前四页\总数三十一页\编于十点一半曝光，一半遮光在暗处放置几小的叶片1864年萨克斯的实验暗处理光照酒精脱色结论:绿色叶片在光的作用下产生了淀粉碘蒸汽处理目前五页\总数三十一页\编于十点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1880年恩格尔曼实验讨论：恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处？材料，环境处理，对照处理光合作用释放的O2来自CO2还是H2O？目前六页\总数三十一页\编于十点第一组光合作用产生的O2来自于H2O。H2180C02H20C18O2第二组180202美国鲁宾和卡门实验（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？目前七页\总数三十一页\编于十点美国卡尔文用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。目前八页\总数三十一页\编于十点年代科学家结论1664海尔蒙特1771普利斯特利1779英格豪斯1845R.梅耶1864萨克斯1880恩格尔曼1939鲁宾卡门20世纪40代卡尔文水分是植物建造自身的原料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小结目前九页\总数三十一页\编于十点1．实验常考易错点

⑴萨克斯实验中黑暗处理的目的：消耗掉叶片中原有的淀粉。曝光与遮光形成对照，检验试剂为碘蒸气。

⑵恩格尔曼选用水绵做实验材料的好处：叶绿体大且呈带状，便于观察，所用细菌异化作用类型为需氧型。

⑶鲁宾、卡门用的实验方法为同位素标记法。

⑷卡尔文选用小球藻做实验，用同位素标记法揭示了暗反应过程。目前十页\总数三十一页\编于十点

⑴萨克斯：自身对照，自变量为是否照光(一半曝光与另一半遮光)，因变量为叶片是否制造出淀粉。

⑵鲁宾和卡门：相互对照，自变量为标记物质(H218O与C18O2)，因变量为O2的放射性。

⑶普利斯特利：密闭的玻璃罩是否加植物为自变量，蜡烛燃烧时间或小鼠存活时间为因变量。2．上述实验中对照实验设置目前十一页\总数三十一页\编于十点保实验能够正常进行。

⑶观测指标设计得妙：通过好氧细菌的分布进行检测，从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位。

⑷实验对照设计得妙：进行黑暗(局部光照)和曝光的对比实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的。3．恩格尔曼实验方法的巧妙之处

⑴实验材料选得妙：用水绵作为实验材料。水绵不仅具有细而长的带状叶绿体，而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中，便于观察和分析研究。

⑵排除干扰的方法妙：实验成功的关键之一在于控制无关变量和减少额外变量，恩格尔曼将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了环境中光线和氧的影响，从而确目前十二页\总数三十一页\编于十点BC命题探究题组突破目前十三页\总数三十一页\编于十点考点四、捕获光能的色素和叶绿体结构1.实验：绿叶中色素的提取和分离（P73）1.实验原理：提取：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。分离：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。2.方法步骤：

1.提取绿叶中的色素2.制备滤纸条

3.画滤液细线4.分离绿叶中的色素

5.观察和记录目前十四页\总数三十一页\编于十点方法与步骤称取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(中和细胞中的酸，防止镁从叶绿素分子中移出)与10ml无水乙醇。在研钵中快速研磨。将研磨液进行过滤。目前十五页\总数三十一页\编于十点制备滤纸条目前十六页\总数三十一页\编于十点画滤液细线注意：画滤液细线要重复２－３次，以便色素带清晰；滤液细线要细、直，防止色素带重叠；目前十七页\总数三十一页\编于十点色素分离及实验结果1.滤纸上的滤液细线，为什么不能触及层析液？2.滤纸上的色素由上到下的顺序是什么？每种色素的颜色是？宽窄不同说明了什么？目前十八页\总数三十一页\编于十点绿叶中的色素有4种，可以归纳为两类：绿叶中的色素叶绿素类胡萝卜素（含量约3/4）（含量约1/4）叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）（含量最多）（溶解度最大）（溶解度最小）思考：色素真的能吸收光能吗？目前十九页\总数三十一页\编于十点叶绿素溶液吸收可见光，用于光合作用2.色素的功能：目前二十页\总数三十一页\编于十点色素的吸收光谱图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：吸收蓝紫光思考：树叶为什么是绿色？问题探讨。问题：这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位？目前二十一页\总数三十一页\编于十点分析：为什么植物春夏叶子翠绿，而深秋则叶片金黄呢？由于叶绿素的含量大大超过类胡罗卜素，而使类胡罗卜素的颜色被掩盖，只显示出叶绿素的绿色由于叶绿素比类胡罗卜素易受到低温的破坏，秋季低温使叶绿素大量破坏，而使类胡罗卜素的颜色显示出来目前二十二页\总数三十一页\编于十点P74高分点播P752P3278P74题组突破目前二十三页\总数三十一页\编于十点

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体。2.叶绿体分离叶绿体的方法：差速离心法目前二十四页\总数三十一页\编于十点二、叶绿体的结构和功能内膜外膜基质多种酶基粒类囊体

色素和酶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。

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。P71题组1、2目前二十五页\总数三十一页\编于十点考点二、光合作用过程划分依据:反应过程是否需要光能光反应暗反应目前二十六页\总数三十一页\编于十点H2O类囊体膜酶Pi

＋ADPATP光反应阶段光、色素、酶叶绿体内的类囊体薄膜上水的光解：H2O[H]+O2光能（还原剂）ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能）ATP酶光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中[H]场所：条件：能量变化物质变化进入叶绿体基质，参与暗反应供暗反应使用目前二十七页\总数三十一页\编于十点暗反应阶段CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的还原：ATP[H]、ADP+Pi叶绿体的基质中ATP中活跃的化学能转变为糖类等

有机物中稳定的化学能2C3(CH2O)＋C5+H2O酶糖类[H]、ATP、酶场所：条件：能量变化物质变化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ATP[H]目前二十八页\总数三十一页\编于十点色素分子可见光C52C3ADP+PiATPH2OO2[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：H2O目前二十九页\总数三十一页\编于十点（1）图中字母代表的物质分别是__?（2）反应③的名称是__________，反应⑤的名称是____________。

下图为植物光合作用示意图，请据图回答：

水的光解C3的还原色素ATPO2[H]C3C5ADPCO2懂得辨图：P70命题探究目前三十页\总数三十一页\编于十点光反应阶段与暗反应阶段的比较项目光反应阶段暗反应阶段区别场所条件物质变化能量转化类囊体的薄膜上叶绿体的基质中需光、色素和酶不需光、色素;需多种酶光能转变为ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能转化为糖类等有机物中稳定的化学能水的光解：2H2O

光

4[H]+O2光ADP+PiATP酶CO