《能量之源-光与光合作用》

第4节能源之源—光与光合作用第五章细胞的能量供应和利用有些蔬菜大棚内悬挂发红色或蓝色的灯管。1.用这种方法有什么好处？不同颜色的光照对植物的光合作用会有什么影响？2.为什么不使用绿色的塑料薄膜或补充绿色光源？

一捕获光能

二利用光能

三利用其它形式能量

一捕获光能

（一）捕获光能的色素

实验：绿叶中色素的提取和分离1实验原理

2实验步骤

3实验结果1绿叶中色素的种类叶绿素类胡萝卜素（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）绿叶中的色素

一捕获光能

（一）捕获光能的色素色素滤液吸收可见光，用于光合作用2色素的功能：问题：这四种色素对光的吸收有什么差别呢？1绿叶中色素的种类

一捕获光能

（一）捕获光能的色素

一捕获光能

（一）捕获光能的色素外膜内膜基粒基质类囊体

（二）捕获光能的结构——叶绿体

一捕获光能

（一）捕获光能的色素外膜内膜基粒基质类囊体

（二）捕获光能的结构——叶绿体1叶绿体的结构2叶绿体的功能播放动画

一捕获光能

（一）捕获光能的色素

（二）捕获光能的结构——叶绿体

二光合作用的原理和应用

（一）光合作用的探究过程

得出这一认识，科学家们用了200多年的时间，经过无数次的实验。目前，对光合作用更深层次的探索还在进行。现在我们就沿着科学家们探寻的足迹，去体验他们认识问题的思维过程和科学探索的乐趣。植物为什么会生长？古希腊亚里士多德认为：根吸收土壤中的养分，土壤减少的重量=植物增加的重量

二光合作用的原理和应用

（一）光合作用的探究过程17世纪比利时的海尔蒙特实验五年后

二光合作用的原理和应用

（一）光合作用的探究过程1771年，英国的科学家普利斯特利实验

（一）光合作用的探究过程普利斯特利的实验看似简单，但后人做时很多时候不能成功，这是为什么呢？

（一）光合作用的探究过程1779年，荷兰科学家英格豪斯做了500多次植物更新空气的实验发现了其中的秘密。1、只有在光下植物才能更新空气。2、植物体只有绿叶在光下才能更新空气。

（一）光合作用的探究过程植物究竟更新了空气中的什么成分？

直到1785年，由于发现了空气的组成，人们才明确：在光下放出的是氧气，吸收的是二氧化碳

（一）光合作用的探究过程1845年，德国科学家梅耶

据能量转化与守恒定律明确指出：植物进行光合作用时，将光能转化成化学能储存起来。那么光能哪儿去了呢？

（一）光合作用的探究过程1864年，德国植物学家萨克斯实验天竺葵

（一）光合作用的探究过程在暗处放置2-3天1864年萨克斯的实验暗处理光照酒精脱色碘蒸汽处理

（一）光合作用的探究过程思考1．暗处理的目的是什么？这一步是否可以省略？2．本实验是否存在对照？若有请指出并指出单一变量。3．这个实验可得出什么结论？历史发展到这儿，我们知道植物利用光能，吸收二氧化碳和水，释放氧气，并且在这个过程中将能量储存在了淀粉中。那么，这一过程到底在叶的哪一部位进行的呢？

（一）光合作用的探究过程光合作用利用和合成了储存能量的有机物并释放出了O2,那么氧气中的氧来自于谁呢？

1939年，美国科学家鲁宾和卡门用同位素标记法回答了这一问题

（一）光合作用的探究过程

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（一）光合作用的探究过程光合作用的探究到此结束了吗？

20世纪40年代，美国的科学家卡尔文发现了卡尔文循环，探明了二氧化碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径6CO2+12H218OC6H12O6+6H2O+618O2光能叶绿体

（一）光合作用的探究过程

一捕获光能

二光合作用的原理和应用

（一）光合作用的探究过程

（二）光合作用的过程CO2+H2O(CH2O)+O2光能叶绿体

二光合作用的原理和应用

（二）光合作用的过程色素分子可见光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[H]多种酶酶CO2吸收光解能固定还原酶光反应暗反应(CH2O)1、光反应阶段与暗反应阶段的比较

基粒(囊状结构的薄膜上)叶绿体基质中需光,色素和酶不需光和色素;需多种酶快速项目光反应阶段暗反应阶段1、场所较缓慢3、条件4、原料H2OADP+PiCO2[H]ATPC52、时间

二光合作用的原理和应用

（二）光合作用的过程

5、物质变化１、H2O的光解：２Ｈ２Ｏ光能４［Ｈ］＋Ｏ22、ATP的生成：ADP+Pi＋能量酶ATP1、CO2固定：CO2

＋C52C3酶2、CO2还原即C3还原：2C3+[H](CH2O)+C5

酶、ATPATP酶水解3、ADP+Pi＋能量6、能量变化

(ATP)活跃的化学能

光能ATP(CH2O)（稳定的化学能）（活跃的化学能）7、产物ATP[H]O2C5、(CH2O)、ADP、Pi等项目光反应阶段暗反应阶段

二光合作用的原理和应用

（二）光合作用的过程(1)光反应是暗反应的基础，光反应阶段为暗反应阶段提供能量（ATP）和还原剂[H]；(2)暗反应阶段产生的ADP和Pi为光反应阶段合成ATP提供原料；2、光反应与暗反应之间的联系总结：光反应与暗反应是一个统一的整体，二者紧密联系、缺一不可。

二光合作用的原理和应用

（二）光合作用的过程练习册习题讲解

一捕获光能

二光合作用的原理和应用

（一）光合作用的探究过程

（二）光合作用的过程

（三）光合作用原理的应用探究：环境因素对光合作用强度的影响

——能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌三化能合成作用2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量硝化细菌2HNO2+O22HNO3+能量硝化细菌6CO2+6H2O2C6H12O6+6O2能量

一捕获光能

二光合作用的原理和应用光合作用与呼吸作用的区别光合作用呼吸作用原料CO2、H2OO2、葡萄糖等有机物产物O2、葡萄糖等有机物CO2、H2O等能量转换贮藏能量的过程光能→活跃的化学能→稳定的化学能释放能量的过程稳定的化学能→活跃的化学能发生部位有叶绿体