能量之源-光与光合作用

能量之源——光与光合作用第1页，课件共41页，创作于2023年2月一、捕获光能的色素和结构（一）、捕获光能的色素二、光合作用原理和应用2、光合色素的功能1、实验：绿叶中色素的提取与分离（二）、叶绿体的结构（一）、光合作用探究历程（二）、光合作用过程（三）、化能合成作用（四）、影响光合作用的因素第2页，课件共41页，创作于2023年2月一、捕获光能的色素和结构（一）、捕获光能的色素1、实验：（层析液）纸层析法：无水乙醇或丙酮绿叶中色素的“提取”与"分离"第3页，课件共41页，创作于2023年2月实验原理之一：光合色素的种类及含量光合色素解惑

(1)叶绿体和液泡中都有色素，但只有叶绿体中的色素参与光能的捕获（参与光合作用）。(2)叶绿体中的色素只存在于光反应部位——叶绿体类囊体的薄膜上，与光合作用有关的酶存在于两个部位——叶绿体类囊体的薄膜上和基质中。3:11:2第4页，课件共41页，创作于2023年2月知识归纳色素与叶片的颜色正常绿色正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例约为3∶1，且对绿光吸收最少，所以正常叶片总是呈现绿色叶色变黄寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，显示出类胡萝卜素的颜色，叶子变黄叶色变红秋天降温时，植物体为适应寒冷，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶子呈现红色第5页，课件共41页，创作于2023年2月

色素的组成及功能的考查1．(2013·课标Ⅱ，2)关于叶绿素的叙述，错误的是(

)。 A．叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素 B．被叶绿素吸收的光可用于光合作用 C．叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同 D．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光

答案

D第6页，课件共41页，创作于2023年2月

色素相关知识的综合考查2．(2011·海南单科，12)红枫是一种木本观赏植物，在生长季节叶片呈红色，下列关于该植物的叙述，正确的是 (

)。 A．红枫叶片不含叶绿素 B．红枫叶片呈红色是因为吸收了红光 C．红枫叶片能吸收光能进行光合作用 D．液泡中色素吸收的光能用于光合作用

解析红枫叶片含叶绿素，可进行光合作用；红枫叶片呈红色是因液泡中含有色素，其色素是不能吸收光能进行光合作用的。

答案

C第7页，课件共41页，创作于2023年2月实验原理之三：光合色素在层析液中的溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快；反之则慢。橙黄色胡萝卜素黄色叶黄素蓝绿色叶绿素a黄绿色叶绿素b胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b依次减少含量色素带宽度决定叶绿素a叶绿素b叶黄素胡萝卜素依次减少最宽次宽次窄最窄实验原理之二：“提取”绿叶中的色素用无水乙醇。因为光合色素能够溶解于无水乙醇溶解度色素在滤纸条上位置（从上到下）决定第8页，课件共41页，创作于2023年2月第9页，课件共41页，创作于2023年2月第10页，课件共41页，创作于2023年2月易错警示！实验中的注意事项及操作目的过程注意事项操作目的提取色素(1)选新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高(2)研磨时加无水乙醇溶解色素(3)加少量SiO2和CaCO3研磨充分和保护色素(4)迅速、充分研磨防止乙醇挥发，充分溶解色素(5)盛放滤液的试管管口加棉塞防止乙醇挥发和色素氧化分离色素(1)滤纸预先干燥处理使层析液在滤纸上快速扩散(2)滤液细线要直、细、匀使分离出的色素带平整不重叠(3)滤液细线干燥后再画－两次使分离出的色素带清晰分明(4)滤液细线不触及层析液防止色素直接溶解到层析液中第11页，课件共41页，创作于2023年2月【典例1】 (2013·江苏单科，5)关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是 (

)。 A．使用定性滤纸过滤研磨液 B．将干燥处理过的定性滤纸条用于层析 C．在划出一条滤液细线后紧接着重复划线2～3次 D．研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素

答案B[典例透析]第12页，课件共41页，创作于2023年2月2、四种光合色素的吸收光谱第13页，课件共41页，创作于2023年2月主要吸收红光和蓝紫光主要吸收蓝紫光第14页，课件共41页，创作于2023年2月叶绿素主要吸收红光和蓝紫光；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。第15页，课件共41页，创作于2023年2月◆特别提醒1:

①叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。②叶绿素对红光和蓝紫光吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。◆特别提醒2①无色透明大棚允许日光中的各色光透过，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以用无色透明的大棚光合效率最高。②色素对绿光吸收最少，绿色塑料大棚光合效率最低。③审题时注意：大棚用的是薄膜或玻璃，是什么颜色就透过什么光。若是用滤光片，滤光片什么颜色，滤去什么颜色的光。不可见光不可见光第16页，课件共41页，创作于2023年2月◆．特别提醒3：影响叶绿素合成的因素 (1)光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。 (2)温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。低温时，叶绿素分子易被破坏，而使叶子变黄。 (3)必需元素：叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶变黄。另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，叶变黄。第17页，课件共41页，创作于2023年2月议一议：(1)海洋中藻类有分层现象，与植物中的色素吸收光的颜色有什么关系？不同波长的光穿透性不同，不同藻类吸收不同波长的光。红光、蓝紫光属于对植物光合作用最有效的光谱，因此可以补充这两种光达到增产的目的。红光主要促进糖类的合成，增加产量；蓝光主要促进蛋白质的合成，利于育苗。(2)在温室内自然光照射基础上，给植物人工补充哪些单色光对增产有利？绿、褐、红第18页，课件共41页，创作于2023年2月光合色素：位于基粒类囊体的薄膜上与光合作用有关的酶：基粒类囊体的薄膜上和基质中（二）：叶绿体的结构：第19页，课件共41页，创作于2023年2月CO2+

H2O*

(CH2O)+O2*

光能叶绿体定义：光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。

+6O26CO2+

12H2OC6H12O6+光能叶绿体6H2O二、光合作用的原理和应用：第20页，课件共41页，创作于2023年2月想一想：“叶绿体是高等植物进行光合作用的主要场所”，这句话表述是否确切？答案：不确切。叶绿体不仅含有捕捉光能的4种色素，而且含有多种与光合作用有关的酶，并且具有在光合作用中吸收CO2释放O2的特性。可见，光合作用全过程都在叶绿体内进行。第21页，课件共41页，创作于2023年2月（一）、光合作用的探究历程第22页，课件共41页，创作于2023年2月年代科学家结论1771普利斯特利植物可以更新空气1779英格豪斯只有在光照下只有绿叶才可以更新空气1845R.梅耶植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来1864萨克斯绿色叶片光合作用产生淀粉1880恩格尔曼氧由叶绿体释放出来，叶绿体是光合作用的场所1939鲁宾卡门光合作用释放的氧来自水20世纪40代卡尔文光合产物中有机物的碳来自CO2第23页，课件共41页，创作于2023年2月第24页，课件共41页，创作于2023年2月（二）、光合作用过程1、光反应阶段2、暗反应阶段第25页，课件共41页，创作于2023年2月特殊状态下叶绿素a可以把光能转化为电能。被激发失去电子后成为强氧化剂失去电子从水中抢电子H2OO2H+NADP+NADPHADP+PiATP供氢供能还原供能最终电子供体是水，最终电子受体为NADP+和ADP+pi所有光合色素都能吸收、传递光能，唯有叶绿素a才能转化光能光能四种光合色素还原型辅酶Ⅱ氧化型辅酶Ⅱ酶酶第26页，课件共41页，创作于2023年2月必记：色素吸收传递转化不需要酶四种光合色素都能吸收传递光能，但只有叶绿素a才能转化光能第27页，课件共41页，创作于2023年2月21．（上海）叶绿体含多种色素，其中一种色素能接受其它色素所吸收的光能，该色素是A．胡萝卜素B．叶黄素C．叶绿素aD．叶绿素bC第28页，课件共41页，创作于2023年2月光/色素/酶ADP+pi/NADP+等ATP/［H］/多种酶等类囊体的薄膜上基质中①水光解成［H］和O2②ADP+Pi+光能→ATP①CO2的固定②CO2

(C3)还原光能→电能→活跃化学能活跃化学能→稳定化学能光反应暗反应条件场所物质变化能量变化联系光反应和暗反应的比较物质联系：光反应产生［H］暗反应阶段用于还原C3；能量联系：光反应生成ATP在暗反应将其储存的化学能释放出来帮助C3形成糖类，ATP中的化学能则转化为糖类中的化学能。光反应为暗反映提供ATP和NADPH，暗反应为光反应补充ADP和pi以及NADP+第29页，课件共41页，创作于2023年2月6CO2+

12H2OC6H12O6++6O2光能叶绿体6H2O原料和产物的对应关系：能量的转移途径：光能NADPH、ATP中活跃的化学能(CH2O)中稳定的化学能第30页，课件共41页，创作于2023年2月例4：将一株植物培养在H218O中并进行光照，过一段时间后18O存在于A．光合作用生成的水中B．仅在周围的水蒸气中C．仅在植物释放的氧气中D．植物释放的氧气和周围的水蒸气中D第31页，课件共41页，创作于2023年2月

1．光反应为暗反应提供两种重要物质：[H]和ATP，[NADPH]作用：还原剂+提供能量+供氢；其实暗反应为光反应也提供物质：如ADP和Pi；NADP+等，注意产生位置和移动方向。

2．没有光反应，暗反应无法进行，所以晚上植物只进行呼吸作用，不进行光合作用；没有暗反应，有机物无法合成，生命活动也就不能持续进行。光反应停止，暗反应可以短时间进行，长时间停止；没有暗反应，光反应也会停止。

3．色素只存在于光反应部位——叶绿体类囊体薄膜上，但光反应和暗反应都需要酶参与，所以与光合作用有关的酶存在于两个部位——叶绿体类囊体薄膜上和叶绿体基质中，但暗反应中酶的种类和数量多。四种光合色素都能吸收传递光能，但只有叶绿素a才能转化光能。色素吸收传递不需要酶。

4．若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用

甲：一直光照10分钟；乙：光照5秒，黑暗5秒，持续20分钟，则光合作用制造的有机物：甲<乙(暗反应时间长)。

5．CO2中C进入C3但不进入C5，最后进入(CH2O)，C5中C不进入(CH2O)，可用放射性同位素标记法证明。

6.最终的电子供体是水，最终的电子受体为ADP+Pi;NADP+特别提醒：第32页，课件共41页，创作于2023年2月知识拓展1：按照如图所示的方式来观察滤液，会看到什么现象？答案：A装置称为在透射光下观察，滤液呈绿色，B装置称为在反射光下观察，滤液呈红色。我们把这种叶绿素溶液在透射光下呈绿色，在反射光下呈红色的现象称为荧光现象。观察光照光照观察第33页，课件共41页，创作于2023年2月知识拓展2：什么叫光合速率？它分为几种类型，关系如何？答案：光合速率或称光合强度是指一定量的植物(如一定的叶面积)在单位时间内进行光合作用的量(如释放多少氧，消耗多少CO2)。它分为表观光合速率和真正光合速率两种类型，在光照条件下，人们测得的CO2

吸收量是植物从外界环境吸收的CO2总量，叫表观光合速率。真正光合速率是指植物在光照条件下，植物从外界环境中吸收的CO2的量，加上呼吸作用释放的CO2的量，即植物实际同化的CO2的量。表观光合速率小于真正光合速率。第34页，课件共41页，创作于2023年2月叶绿体线粒体CO2O2O2CO2O2CO2光合=呼吸光合>呼吸光合<呼吸叶绿体线粒体CO2O2叶绿体线粒体CO2O2第35页，课件共41页，创作于2023年2月请分析光下的植物突然停止光照后，其体内的C5化合物和C3化合物的含量如何变化？停止光照光反应停止光照不变，突然停止CO2的供应后，C5和C3的含量如何变化？[H]↓

ATP↓▲C3增加原因：①C3还原受阻积累；②C5和CO2继续固定成C3。▲C5减少原因C3

↑C5↓CO2↓▲C3减少原因：①C3继续被还原成C5;②CO2减少，C5和CO2固定成C3减少。▲C5增加原因C3↓C5↑色素分子光能C52C3ADP+PiATPH2OO2[H]多种酶酶（CH2O）CO2吸收光解固定供能还原供氢知识拓展3：第36页，课件共41页，创作于2023年2月改变因素HATPADP、PiC3C5葡萄糖突然停止光照,C02不变突然光照，CO2不变停止CO2供应，光照不变增加CO2供应，光照不变相对相对相对相对相对相对第37页，课件共41页，创作于2023年2月特别提醒：记好笔记1：以上各物质含量的变化是在外界条件改变的短时间内发生的，且是相对含量的变化。长时间还是平衡的，如C3的量是C5的两倍。酶ATPNADPHADP+PiNADP+卡尔文循环2C3(CH2O)+C5C6H12O62：光合作用的暗反应有光无光都能进行，但是黑暗时间较长时并不能进行！因为缺少NADPH和ATP.第38页，课件共41页，创作于2023年2月

光合作用过程中条件改变中间产物含量的变化 (2011·全国新课标卷，29)在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%