5.4lilin能量之源—光与光合作用

1、1.用这种方法有什么好处？这样做对光合作用有影响吗？用这种方法有什么好处？这样做对光合作用有影响吗？2.为什么是用红色或蓝色的呢？用绿色的可以吗？为什么是用红色或蓝色的呢？用绿色的可以吗？可以提高光合作用强度；不同颜色的光会影响植物的光合作用。可以提高光合作用强度；不同颜色的光会影响植物的光合作用。不能；因为叶绿素基本上不吸收绿光。不能；因为叶绿素基本上不吸收绿光。光能转化为化学能被细胞所吸光能转化为化学能被细胞所吸收的过程称为收的过程称为光合作用光合作用。太阳能电池板可以捕获其中的能量并转化为电能。绿叶中通过什么物质或结构捕获并转化光能呢？一.捕获光能的色素和结构 1.1 1.1捕获光能的色

2、素捕获光能的色素 我们知道，玉米中有时会出现白化苗。白化苗由我们知道，玉米中有时会出现白化苗。白化苗由于不能进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就于不能进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。可见光合作用与细胞中的色素有关会死亡。可见光合作用与细胞中的色素有关。绿叶中有哪些色素呢？绿叶中有哪些色素呢？光合作用需要色素去捕获光能。光合作用需要色素去捕获光能。正常苗正常苗白化苗白化苗正常幼苗能进行正常幼苗能进行光合作用制造有光合作用制造有机养料。机养料。白化苗不能进行光白化苗不能进行光合作用，无法制造合作用，无法制造有机养料。有机养料。叶绿体中色素的提取和分离叶绿体中色素的提取和分离 实 验

3、阅读课本实验阅读课本实验 绿叶中色素的提取和分离，观看录像，然绿叶中色素的提取和分离，观看录像，然后就实验原理、目的、实验材料、方法步骤回答下列问题。后就实验原理、目的、实验材料、方法步骤回答下列问题。1、实验中无水乙醇的作用是什么？、实验中无水乙醇的作用是什么？层析液有什么重要用途？层析液有什么重要用途？2、研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的目的是什么？、研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的目的是什么？3、实验过程要求动作迅速并注意密封的原因是什么呢？、实验过程要求动作迅速并注意密封的原因是什么呢？4、画滤液细线有何要求？层析过程要注意什么？、画滤液细线有何要求？层析过程要注意什么？5、通过层析后，滤纸条

4、上会呈现出几条色素带？、通过层析后，滤纸条上会呈现出几条色素带？说明了什么？说明了什么？6、这四种色素分别是什么呢？、这四种色素分别是什么呢？一、实验原理一、实验原理1.1.叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以用无水乙醇所以用无水乙醇可提取叶绿体中色素可提取叶绿体中色素2.2.色素在层析液中溶解度不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的色素，溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得快分子随层析液在滤纸条上的扩散得快二、实验程序二、实验程序 三、实验选材三、实验选材选材时应注意选择鲜嫩、色浓绿、无浆汁的选材时应注意选择鲜嫩、色浓绿、无浆汁的

5、叶片。如菠菜叶、棉花叶、洋槐叶等。叶片。如菠菜叶、棉花叶、洋槐叶等。1、实验中无水乙醇的作用是什么？、实验中无水乙醇的作用是什么？层析液有什么重要用途？层析液有什么重要用途？2、研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的目的是什么？、研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的目的是什么？3、实验过程要求动作迅速并注意密封的原因是什么、实验过程要求动作迅速并注意密封的原因是什么呢？呢？叶绿体中的色素可以溶解在无水乙醇中，用于提取色素。叶绿体中的色素可以溶解在无水乙醇中，用于提取色素。绿叶中的色素在层析液中溶解度不同，可以用来分离色素。绿叶中的色素在层析液中溶解度不同，可以用来分离色素。二氧化硅帮助充分磨碎叶片二氧化硅帮助充

6、分磨碎叶片碳酸钙防止研磨过程中色素被破坏碳酸钙防止研磨过程中色素被破坏无水乙醇和层析液易挥发，并具有一定的毒性。无水乙醇和层析液易挥发，并具有一定的毒性。4、画滤液细线有何要求？层析过程要注意什么？、画滤液细线有何要求？层析过程要注意什么？5、通过层析后，滤纸条上会呈现出几条色素带？、通过层析后，滤纸条上会呈现出几条色素带？说明了什么？说明了什么？6、这四种色素分别是什么呢？、这四种色素分别是什么呢？画线要求越细越直越好，以防止色素带互相重叠；画线要求越细越直越好，以防止色素带互相重叠；重复画重复画2-3次，增大色素浓度；次，增大色素浓度；层析时注意不能让滤液细线触及层析液，否则层析液会将色素

7、溶解，层析时注意不能让滤液细线触及层析液，否则层析液会将色素溶解，无法在纸上扩散。无法在纸上扩散。4条，说明植物细胞中的色素至少有条，说明植物细胞中的色素至少有4种。种。五五. .实验结果实验结果讨论讨论：1.1.滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽窄如何？这说明了什么？宽窄如何？这说明了什么？2021-6-1414叶绿素：类胡萝卜素叶绿素：类胡萝卜素=3:1叶绿素叶绿素a：叶绿素：叶绿素b=3:1胡萝卜素：叶黄素胡萝卜素：叶黄素=2:1五五. .实验结果实验结果讨论讨论：1.1.滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？滤纸条上有几条不同颜色

8、的色带？其排序怎样？宽窄如何？这说明了什么？宽窄如何？这说明了什么？2021-6-1416色素带越宽，含量越多：叶绿素色素带越宽，含量越多：叶绿素aa叶绿素叶绿素b b 叶黄素叶黄素 胡萝卜素胡萝卜素色素带扩散快慢：胡萝卜素色素带扩散快慢：胡萝卜素 叶黄素叶黄素 叶叶绿素绿素aa叶绿素叶绿素b b叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱叶绿素叶绿素a a和合叶绿素和合叶绿素b b主要吸收主要吸收蓝紫光蓝紫光和和红光红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片才呈现来，所以叶片才呈现绿色。 六六.结论结

9、论问题：这些捕获光能的色素存在于细胞中问题：这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位？的什么部位？ 1865 1865年，德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光年，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，后来人们称之为里，后来人们称之为叶绿体叶绿体。1.2 1.2 叶绿体叶绿体色素：色素：上上酶：酶：上和上和中中结论：结论：叶绿体叶绿体是进行光合作用的场所，它是进行光合作用的场所，它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸内部的巨大膜表面上，

10、不仅分布着许多吸收光能的收光能的色素分子色素分子，还有许多进行光合作，还有许多进行光合作用所必需的用所必需的酶酶。练习：练习： 课本课本100100页页1研磨绿叶时要加入碳酸钙，其目的是研磨绿叶时要加入碳酸钙，其目的是 ( ) A使各种色素溶解在丙酮中使各种色素溶解在丙酮中 B使研磨充分使研磨充分 C防止色素分子被破坏防止色素分子被破坏 D加速研磨加速研磨 C2下图所示下图所示“叶绿体中色素的提取和分离叶绿体中色素的提取和分离”实验的装置实验的装置 正确的是正确的是 ( )B3对对“叶绿体中色素的提取和分离叶绿体中色素的提取和分离”实验中，下列描实验中，下列描述述 正确的是正确的是 ( )A将

11、将5g新鲜完整的菠菜叶，放入研钵中，加入丙酮、新鲜完整的菠菜叶，放入研钵中，加入丙酮、石英砂、石英砂、CaCO3以后，迅速研磨以后，迅速研磨B用毛细吸管吸取少量滤液；沿铅笔线处小心均匀地用毛细吸管吸取少量滤液；沿铅笔线处小心均匀地划出一条滤液细线，并连续迅速地重复划划出一条滤液细线，并连续迅速地重复划23次次C把划好细线的滤纸条插入层析液中，并不断摇晃，把划好细线的滤纸条插入层析液中，并不断摇晃，以求加快色素在滤纸条上的扩散以求加快色素在滤纸条上的扩散D色素分子是有机物，不溶于水，所以研磨过程中加色素分子是有机物，不溶于水，所以研磨过程中加入丙酮是为了溶解色素入丙酮是为了溶解色素 D 4纸层析

12、法分离叶绿体色素时纸层析法分离叶绿体色素时,滤纸上最下端的色素滤纸上最下端的色素名称和颜色分别是名称和颜色分别是 ( ) A橙黄色的胡萝卜素橙黄色的胡萝卜素 B黄色的叶黄素黄色的叶黄素 C蓝绿素的叶绿素蓝绿素的叶绿素a D黄绿色的叶绿素黄绿色的叶绿素b 5在圆形滤纸的中央，滴上叶绿体的色素滤液进行在圆形滤纸的中央，滴上叶绿体的色素滤液进行色素分离，会看到近似同心的四圈色素环，排在最外色素分离，会看到近似同心的四圈色素环，排在最外圈的色素是圈的色素是 ( ) A橙黄色的胡萝卜素橙黄色的胡萝卜素 B黄色的叶黄素黄色的叶黄素 C蓝绿素的叶绿素蓝绿素的叶绿素a D黄绿色的叶绿素黄绿色的叶绿素bDA6阳

13、光通过三棱镜能显示出七种颜色的连续光谱。阳光通过三棱镜能显示出七种颜色的连续光谱。如果将一瓶叶绿素提取液放在光源和三棱镜之间，连如果将一瓶叶绿素提取液放在光源和三棱镜之间，连续光谱中就会出现一些黑色条带，这些条带应位于续光谱中就会出现一些黑色条带，这些条带应位于A绿光区绿光区 B红橙光区和绿光区红橙光区和绿光区( )C蓝紫光区和绿光区蓝紫光区和绿光区 D红橙光区和蓝紫光区红橙光区和蓝紫光区7用下述容积相同的玻璃罩分别罩住大小、生长状况相用下述容积相同的玻璃罩分别罩住大小、生长状况相同的天竺葵，光照相同时间后，罩内同的天竺葵，光照相同时间后，罩内O2最多的是最多的是 ( )A绿色罩绿色罩 B黑色

14、罩黑色罩 C无色罩无色罩 D蓝紫色罩蓝紫色罩 DC二、光合作用的原理和应用1 1、光合作用的概念、光合作用的概念 指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把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着能量的有机物，二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。并且释放出氧气的过程。2 2、光合作用的实质、光合作用的实质合成有机物，储存能量合成有机物，储存能量年 代科学家结 论1771年普利斯特利植物可以 .1779年英格豪斯只有在 只有 才可以更新空气1845年梅耶光合作用把 转化成 .1864年萨克斯绿叶通过光合作用产生 .1939年鲁宾和卡门光合作用释放的氧气是来自 1

15、94 年卡尔文光合作用产生的有机物中的碳来自 .更新空气更新空气光照下光照下 绿叶绿叶光能光能化学能化学能淀粉淀粉水水COCO2 22.1 光合作用的探究历程光合作用的探究历程一段时间后一段时间后一段时间后一段时间后1.17711.1771普利斯特利实验普利斯特利实验结论：植物可更新污浊的空气结论：植物可更新污浊的空气2.17792.1779年，荷兰的英格豪斯年，荷兰的英格豪斯 普利斯特利的实验只有在普利斯特利的实验只有在阳光照射阳光照射下才能成功；植下才能成功；植物体只有绿叶才能物体只有绿叶才能更新空气更新空气。 到到17851785年，发现了空气的组成，年，发现了空气的组成，人们才明确绿叶

16、在光下放出的是人们才明确绿叶在光下放出的是O O2 2，吸收的是吸收的是COCO2 2。光光能能化化学学能能储存在什储存在什么物质中？么物质中？德国德国梅耶梅耶黑暗处理黑暗处理一昼夜一昼夜让一张叶片一半让一张叶片一半曝光一半遮光曝光一半遮光结论：绿叶在光下制造淀粉。结论：绿叶在光下制造淀粉。用碘蒸气处理这片叶，用碘蒸气处理这片叶，发现曝光的一半呈深发现曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半则蓝色，遮光的一半则没有颜色变化。没有颜色变化。光合作用释放的光合作用释放的O2来自来自CO2还是还是H2O？3.3.德国萨克斯实验德国萨克斯实验第一组第一组结论：光合作用产生的结论：光合作用产生的O O2 2来自于

17、来自于H H2 2O O。H2180C02H20C18O2第二组第二组1802024.4.美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）光合作用产生的有机物又是怎样合成的？光合作用产生的有机物又是怎样合成的？5.5.美国卡尔文小球藻实验美国卡尔文小球藻实验 用用1414C C标记标记1414COCO2 2，供小球藻进，供小球藻进行光合作用，探明了行光合作用，探明了COCO2 2中的中的C C的的去向，称为卡尔文循环去向，称为卡尔文循环。CO2H2O （CH2O）O2光能光能叶绿体叶绿体糖类糖类2.22.2光合作用过程光合作用过程 光合作用可分为光反应阶段和暗反应阶段光合作

18、用可分为光反应阶段和暗反应阶段（是否需要光能）（是否需要光能）光反应在白天可进行吗？夜间呢？光反应在白天可进行吗？夜间呢？暗反应在白天可进行吗？夜间呢？暗反应在白天可进行吗？夜间呢？有光才能反应有光才能反应有光、无光都能反应有光、无光都能反应H H2 2O O类囊体膜类囊体膜酶酶Pi ADPATP光反应阶段光反应阶段水的光解：水的光解：2H2O 4H + O2光能光能ATP的合成：的合成： ADPPi酶酶光能光能转变为活跃的转变为活跃的化学能化学能贮存在贮存在ATP中中H物质变化物质变化能量变化能量变化进入叶绿进入叶绿体基质，体基质，参与暗反参与暗反应应供暗反供暗反应使用应使用ATP光光CO2

19、的的固定固定三碳化合物三碳化合物 2C3C C3 3的的还原还原H H2 2O O类囊体膜类囊体膜酶酶Pi ADPATPH糖类糖类卡尔文循环卡尔文循环暗反应阶段暗反应阶段光反应阶段光反应阶段CO2 2 五碳化合物五碳化合物 C5 叶绿体基质叶绿体基质多种酶多种酶场所：场所：条件：条件：物质变化物质变化能量变化：能量变化：叶绿体的叶绿体的基质基质中中H 、ATP、酶、酶、CO2CO2的固定：的固定：C3的还原：的还原：CO2C5 2C3酶酶酶酶ATPH 、2C3 (CH2O)C5糖类糖类活跃活跃的化学能的化学能稳定稳定的化学能的化学能(CH2O)光反应光反应H2O 2 H + 1/2O2+Pi+

20、光能光能ATP酶酶ADP水的光解：ATP的合成的合成 ：暗反应暗反应CO2的还原： 2C2C3 3 + H (CH+ H (CH2 2O) + CO) + C5 5CO2的固定： CO2 + C5 2C3总结：总结： 联系联系光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段条件条件场所场所物质变化物质变化能量变化能量变化光、色素、酶光、色素、酶酶、酶、HH、ATPATP叶绿体叶绿体类囊体膜类囊体膜叶绿体叶绿体基质基质中中水的光解；水的光解； ATPATP的的生成生成COCO2 2的固定；的固定； C C3 3的还原的还原 ATP中活中活 跃化学能跃化学能光能光能ATPATP中活中活 跃化学能跃化学能有

21、机物中稳有机物中稳定化学能定化学能光反应是暗反应的基础，为暗反应提供光反应是暗反应的基础，为暗反应提供HH和和ATPATP，暗反应为光反应提供暗反应为光反应提供ADPADP和和Pi Pi CO2+H2O （CH2O)+O2光能光能叶绿体叶绿体练习题练习题1.1. 光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是列说法正确的是 （ ） A.A.叶绿体的类囊体膜上进行光反应和暗反应叶绿体的类囊体膜上进行光反应和暗反应 B.B.叶绿体的类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应叶绿体的类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应 C.C.叶绿体基质中可进行光反

22、应和暗反应叶绿体基质中可进行光反应和暗反应 D.D.叶绿体基质中进行暗反应，不进行光反应叶绿体基质中进行暗反应，不进行光反应D D2.2.科学家用科学家用14C14C标记二氧化碳，发现碳原子在一般植物体标记二氧化碳，发现碳原子在一般植物体内光合作用中的转移途径是内光合作用中的转移途径是 A. A.二氧化碳二氧化碳叶绿素叶绿素葡萄糖葡萄糖 B. B.二氧化碳二氧化碳ATPATP葡萄糖葡萄糖 C. C.二氧化碳二氧化碳五碳化合物五碳化合物葡萄糖葡萄糖 D. D.二氧化碳二氧化碳三碳化合物三碳化合物葡萄糖葡萄糖3.3.将一株植物培养在将一株植物培养在H H2 21818O O中并进行光照，过一段时间

23、后中并进行光照，过一段时间后1818O O存在于（存在于（ ） A A光合作用生成的水中光合作用生成的水中 B B仅在周围的水蒸气中仅在周围的水蒸气中 C C仅在植物释放的氧气中仅在植物释放的氧气中 D D植物释放的氧气和周围的水蒸气中植物释放的氧气和周围的水蒸气中DD4.4.下图光合作用过程，回答下列问题下图光合作用过程，回答下列问题图中图中A A是是_,B_,B是是_,_,它来自于它来自于_的分解。的分解。图中图中C C是是_，它被传递到叶绿体的，它被传递到叶绿体的_部位，用部位，用于于_ 。图中图中D D是是_，在叶绿体中合成，在叶绿体中合成D D所需的能量来自所需的能量来自_图中图中G

24、_,FG_,F是是_,J_,J是是_图中的图中的H H表示表示_， H H为为I I提供提供_ _光光H2OBACDE+PiFGCO2JHI2水水H基质基质用作还原剂，还原用作还原剂，还原C3ATP色素吸收色素吸收的光能的光能光反应光反应H和和ATP色素色素C5化合物化合物C3化合物化合物糖类糖类 植物自身因素植物自身因素 环境因素对光合作用的影响环境因素对光合作用的影响1）光照）光照2）温度）温度3）二氧化碳浓度）二氧化碳浓度4）水分）水分5）矿质元素）矿质元素 1、影响光合作用的因素、影响光合作用的因素1）光照：）光照：光合作用的动力光合作用的动力适当提高光照强度、延长光照时间适当提高光照强度、延长光照时间思考：如果其它条件正常，突然停止光照，思考：如果其它条件正常，突然停止光照，C3、C5、ATP、H的含量会怎么变化？的含量会怎么变化？C3C5、ATP、H光光合合速速率率光照强度光照强度 1 1、影响光合作用的因素、影响光合作用的因素2）CO2浓度：浓度：光合作用的原料之一光合作用的原料之