能量之源-光与光合作用1

光合作用一、捕获光能的色素1、色素的提取和分离（1）原理：（2）步骤：（3）结果：思考：课本98页“讨论”2、色素的作用思考：课本99页“与社会的联系”吸收、传递、转化（少数特殊状态的叶绿素a）光能二、光合作用的探究历程1642年Helmont实验结论：光合作用的原料只来自水。光合作用能更新污浊的空气1771年普利斯特利实验1779年，荷兰科学家英格豪斯发现：普利斯特利的实验只有阳光照射下才能成功。1785年，光合作用放出的是氧气，吸收的是二氧化碳。1845年德国科学家梅耶指出，植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。思考：1、为什么要把绿叶放在暗处几小时？2、这个实验的结论是什么？1864年萨克斯实验1880年恩格尔曼实验把载有水绵和好氧细菌临时装片放在没有空气的黑暗环境里，然后用极细的光束照射水绵。结论：叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。光合作用的探索历程总结时间实验结论1642年Helmont光合作用的原料只有水1771年普利斯特利光合作用能更新空气1779年英格豪斯光合作用更新空气需要光1785年光合作用吸收二氧化碳，释放氧气1864年萨克斯光合作用能产生淀粉1880年恩格尔曼光合作用的场所是叶绿体思考与讨论光合作用中产物氧气中的氧是来自二氧化碳还是水？光合作用是如何合成有机物的？根据以前掌握的知识，可以运用什么方法研究？6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2

光叶绿体问题1：光在光合作用的过程中如何起作用？1、1937年,英国剑桥大学的希尔用离体的叶绿体做实验。他将离体的叶绿体加到具有H受体的水溶液中，在无CO2的条件下给予光照，发现叶绿体中有O2放出。在光下，叶绿体能将水分解成O2和[H]。结论：2、1954年，美国阿尔农等用离体的叶绿体做实验。在给叶绿体照光时发现，当向反应体系中供给ADP、Pi和H受体时，体系中就会有ATP和[H]产生。结论：在光下，叶绿体中生成了ATP和[H]。三、光合作用的过程结论：在黑暗条件下，ATP和[H]是CO2转化为糖的必要条件。1954年，美国阿尔农等用离体的叶绿体做实验。在黑暗条件下，只要供给了ATP和[H]，叶绿体就能将CO2转变为糖。问题2：CO2转化为糖需要光吗？问题3：将CO2合成为有机物的反应究竟如何进行？

从1946年开始，美国的卡尔文等研究了小球藻等植物进行光合作用时CO2转化为糖类的路线。结论：向反应体系中充入一定量的14CO2，光照30秒后检测产物，检测到了多种带14C标记的化合物。将光照时间逐渐缩短至几分之一秒时发现，90％的放射性出现在一种三碳化合物（C3）中。在5秒钟的光照后，卡尔文等同时检测到了含有放射性的五碳化合物（C5）和六碳糖（C6）。C的转移路径是CO2→C3→C6C5卡尔文及其同事们在实验过程中发现，在有光照和CO2供应的条件下，C3和C5的浓度很快达到饱和并保持稳定。但是，当改变其中一个实验条件后，二者的浓度迅速出现了规律性的变化：停止CO2供应时，C3的浓度急速降低，C5的浓度急速升高。停止光照时，C3的浓度急速升高，C5的浓度急速降低。结论：C3C5问题4：CO2转变成糖类等有机物的反应在哪里进行？CO2的固定和糖类的生成场所在叶绿体基质，而产生ATP、O2和[H]的位置不在叶绿体基质。用温和方法分离得到的叶绿体结构完整，这样的叶绿体能够完成整个光合作用，包括CO2的固定和糖类的生成。用剧烈方法分离得到的叶绿体含有很少或者根本没有叶绿体基质。这样的叶绿体能在光下产生O2、ATP、[H]、但是不能固定CO2。结论：光合作用的过程光反应暗反应场所条件物质变化能量变化类囊体的薄膜叶绿体基质光、色素、酶不需光、酶水的光解、ATP形成CO2的固定、C3的还原光能→电能→ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能→糖等有机物中稳定的化学能光反应与暗反应的比较思考：1、光反应和暗反应有什么物质和能量上的联系？2、叶绿体中【H】、ATP的移动方向是？ADP呢？1、用3H标记H2O，追踪光合作用中氢的转移，最有可能的途径是（）

A.H2O→［H］→C6H12O6

B.H2O→［H］→C3→C6H12O6C.H2O→［H］→C5→C6H12O6D.H2O→［H］→C3→C5→C6H12O6A2、将植物栽培在适宜的光照、温度和充足CO2条件下：（1）．当CO2浓度突然降至极低水平时，植物叶片中的C5化合物含量会突然上升，这是为什么？（2）．如果其它条件不变，突然停止光照，则植物叶片中的C3化合物含量会有什么变化？四、光合作用强度（速率）及影响因素1、表示方法：单位时间内二氧化碳固定量/氧气产生量/有机物产生（制造）量2、主要影响因素实验：探究光照强度对光合作用强度的影响，请尝试描述实验步骤及预测结果和结论。光照强度、二氧化碳浓度、温度、水的含量、矿质元素的含量光照强度光合作用强度0CO2浓度光合作用强度0温度光合作用强度0水、矿质元素光合作用强度0六、光合作用与细胞呼吸的关系光合作用细胞呼吸场所条件物质变化能量变化实质叶绿体细胞质基质、线粒体光、色素、酶不需光、氧气、酶无机物→有机物有机物→无机物光能→稳定的化学能稳定化学能→活跃化学能+热能合成有机物，储存能量分解有机物，释放能量1、光合作用与细胞呼吸的区别2、［H］和ATP来源、去路的比较来源去路［H］光合作用有氧呼吸ATP光合作用有氧呼吸光反应水的光解前两阶段用于暗反应还原C3与O2结合生成水光反应阶段产生ATP，能量来自光能只用于暗反应阶段C3还原三个阶段均产生，能量来自有机物氧化分解用于除C3还原之外的各项生命活动abcd光合＞呼吸：ef光合=呼吸：光合＜呼吸：分析图解思考：1、图中的字母分别代表什么含义？2、在下列情况下，分别能发生图中的哪些过程？a、b、c、da、ba、b、e、f4、光合速率与呼吸速率的关系3、光合作用与细胞呼吸的联系测定指标有机物O2CO2有机物产生（制造）量有机物积累量有机物消耗量O2产生量O2释放量O2吸收量CO2固定量CO2吸收量CO2释放量光合-呼吸（净光合）呼吸（黑暗下）光合速率与呼吸速率的关系abcd光合作用0CO2吸收量CO2释放量光照强度ABC思考：1、画出随光照增强二氧化碳吸收量的变化曲线，并思考曲线及一些特殊点代表的含义。2、若将横坐标换成二氧化碳浓度呢？5、光合速率的测定NaHCO3溶液维持容器内CO2的恒定将一植物放在密闭的玻璃罩内，置于室外进行培养，假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同。用CO2浓度测定仪测得了该玻璃罩内CO2浓度的变化情况，绘制成如图的曲线，下列有关说法正确的是(

)A．H点CO2浓度最低，说明此时植物对CO2的吸收量多，光合作用最强B．CO2浓度下降从DE段开始，说明植物进行光合作用是从D点开始的C．D点表明植物光合作用强度和细胞呼吸强度相等D．D点较B点CO2浓度高，是因为D点温度高，使植物细胞呼吸强C8：将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室CO2浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度（以CO2吸收速率表示），测定结果如下图。下列相关叙述，正确的是（）A．如果光照强度适当降低，a点左移，b点左移B．如果光照强度适当降低，a点左移，b点右移C．如果光照强度适当增强，a点右移，b点右移D．如果光照强度适当增强，a点左移，b点右移0abCO2浓度CO2吸收速率D练习：下图甲表示某植物光合速率受光照强度影响的变化曲线。图乙表示某植物光合速率在不同光照强度下，光合速率受CO2浓度影响的变化曲线。a点与c点相比较，c点时叶肉细胞中C3的含量及b点与c点相比较，b点时叶肉细胞中C5的含量(

)A．高、高 B．低、基本一致C．低、高 D．高、基本一致A2、（07山东）以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是()A．光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等B．光照相同时间，在20℃条件下植物产生有机物量最多C.温度高于25℃时，光合作用制造的有机物量开始减少D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等A对左图来说P点时，限制光合速率的因素应为_________。当到Q点时，限制光合速率的因素应为_________。光照强度温度五、化能合成作用光合作用和细胞呼吸是植物体最重要的生命活动，下图为其简单过程示意图。下列有关叙述正确的是（）A.图中代表光合作用的是③②，代表细胞呼吸的是①④B.图中②③发生在叶绿体内，①④过程发生在线粒体内C.植物细胞内部都能发生①②③④过程，且都能产生ATPD.图中X和Y代表同一物质，X产生于叶绿体基质中，Y产生于线粒体中A1．已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25