第四节能量之源-光与光合作用

1、一、捕获光能的色素和结构一、捕获光能的色素和结构对大多数生物，活细胞所需能量的最终源头是对大多数生物，活细胞所需能量的最终源头是_。太阳能太阳能绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离1、提取的色素原理？、提取的色素原理？2、分离色素的原理？、分离色素的原理？3、二氧化硅的作用？、二氧化硅的作用？4、碳酸钙的作用？、碳酸钙的作用？色素能溶解在有机溶剂无水乙醇色素能溶解在有机溶剂无水乙醇各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的则在滤纸上扩散的快。则在滤纸上扩散的快。使研磨更加充分使研磨更加充分防止色素被分解防止色素被分解一、捕获光能的色素和结构一、

2、捕获光能的色素和结构捕捕获获光光能能的的色色素素类胡萝类胡萝卜素卜素叶绿素叶绿素胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b(占占1/4)(占占3/4)滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？（橙黄色）（橙黄色）（黄色）（黄色）（蓝绿色）（蓝绿色）（黄绿色）（黄绿色）叶绿体中的叶绿体中的色素提取液色素提取液四种色素对光的吸收四种色素对光的吸收叶绿素主要吸收叶绿素主要吸收_类胡萝卜素主要吸收类胡萝卜素主要吸收_蓝紫光蓝紫光蓝紫光、红蓝紫光、红光光1、树叶为什么是绿色？、树叶为什么是绿色？2、P97问题探讨？问题探讨？叶绿体的结构叶绿

3、体的结构外外膜膜内内膜膜基基粒粒基基质质类囊体类囊体捕获光能的色素分布在捕获光能的色素分布在_类囊体的薄膜上类囊体的薄膜上叶绿体的功能叶绿体的功能恩格尔曼实验的结恩格尔曼实验的结论是什么？论是什么？O2是由叶绿体产生是由叶绿体产生的的 叶绿体是进行叶绿体是进行光合作用的场所。光合作用的场所。它内部的它内部的巨大膜表面上，分布了许多巨大膜表面上，分布了许多吸收光能的色素分吸收光能的色素分子，子，还有许多进行还有许多进行光合作用的酶。光合作用的酶。 二、光合作用的原理和应用二、光合作用的原理和应用 绿色植物通过绿色植物通过_，利用，利用_，把把_转化成储存能量的转化成储存能量的_，并释放出，并释放

4、出_的过程。的过程。光合作用的探究历程（光合作用的探究历程（P101102）光能光能叶绿体叶绿体O2有机物有机物CO2和和H2O结论：植物可以更新空气结论：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？果，所以有人认为植物也能使空气变污浊？17791779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；植物体下才能成功；植物体只有绿叶才能只有绿叶才能更新空气更新空气。 到到1785年，发现了空气的组年，发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出成

5、，人们才明确绿叶在光下放出的是的是O2，吸收的是吸收的是CO2。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18641864年，德国萨克斯实验年，德国萨克斯实验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绿叶在绿叶在光光下能制造下能制造淀粉淀粉。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？第一组第一组光合作用产生的光合作用产生的O2来自于来自于H2O。H218OCO2H2OC

6、18O2第二组第二组18O2O2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？美国卡尔文美国卡尔文用用1414C C标记标记1414COCO2 2，供小球，供小球藻进行光合作用，探明了藻进行光合作用，探明了COCO2 2中的中的C C转化成有机物中转化成有机物中的碳，称为卡尔文循环。的碳，称为卡尔文循环。反应物、条件、反应物、条件、场所、生成物场所、生成物 CO2+H2O （CH2O）+O2光能光能叶绿体叶绿体光合作用过程光合作用过程光反应光反应暗反应暗反应划分依据划分依据: :反应过程反应过程是否需

7、要光能是否需要光能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CO2 2 五碳化合物五碳化合物 C5 CO2的的固定固定三碳化合物三碳化合物 2C3C C3 3的的还还原原叶绿体基质叶绿体基质多种酶多种酶糖类糖类H H2 2O O类囊体膜类囊体膜酶酶Pi ADPATPH光反应过光反应过程程暗反应过暗反应过程程 光合作用光合作用有氧呼吸有氧呼吸场所场所条件条件物质变化物质变化能量变化能量变化实质实质联系联系比较光合作用、呼吸作用比较光合作用、呼吸作用光光、色素、酶、色素、酶、H2O和和CO2叶绿体叶绿体细胞质基质、线粒体细胞质基质、线粒体O2、酶、酶、H2O、C6H12O6无机物

8、转变成有机物无机物转变成有机物有机物氧化分解成无机物有机物氧化分解成无机物 ATP中活中活 跃化学跃化学能能光能光能糖类等有机物中稳糖类等有机物中稳定化学能定化学能C6H12O6等有机物稳等有机物稳定的化学能定的化学能 ATP中活中活 跃化学能跃化学能和热能和热能合成有机物，储存合成有机物，储存能量能量分解有机物，释放分解有机物，释放能量能量光合作用为呼吸作用提供物质（有机物、光合作用为呼吸作用提供物质（有机物、O2）；）；呼吸作用为光合作用提供原料（呼吸作用为光合作用提供原料（CO2）光合作用原理的应用光合作用原理的应用影响影响光合作用强度光合作用强度的因素？的因素？光照的长短与强弱；光的成

9、分；光照的长短与强弱；光的成分； COCO2 2的浓度；温的浓度；温度的高低、必需矿物质元素（度的高低、必需矿物质元素（N N、P P、MgMg）、水分）、水分等。等。1、适当、适当提高提高CO2的浓度（温室大棚）；的浓度（温室大棚）；2、增加增加光照时间和光照强度；光照时间和光照强度；3、白天适当、白天适当增加增加温度，夜间适当温度，夜间适当降低降低温度；温度；4、农作物、农作物间距间距合理，选择适当的合理，选择适当的光源光源等；等；5、合理、合理施肥施肥，提供必要的矿物质元素；，提供必要的矿物质元素；6、合理、合理灌溉灌溉，提供适当水分。，提供适当水分。增加农作物产量的几点做法：增加农作物

10、产量的几点做法：影响光合作用的环境因素：影响光合作用的环境因素： 光光 二氧化碳的浓度二氧化碳的浓度 温度温度 水水 矿质元素等矿质元素等图中图中A A点含义：点含义： ；B B点含义：点含义： ；C C点表示：点表示： _ _ ；光照强度为光照强度为0 0，只进行呼吸作用，只进行呼吸作用光合作用与呼吸作用强度相等光合作用与呼吸作用强度相等光合作用强度不再随光照强度增强而增光合作用强度不再随光照强度增强而增强，称为光饱和点强，称为光饱和点一天的时间一天的时间光合作用效光合作用效率率O光照强度光照强度12 1311光合作用效率与光照强度、时间的关系光合作用效率与光照强度、时间的关系ABCDE10

11、1514 已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为为25250 0C C和和30300 0C C，下图表示，下图表示25250 0C C时光合作用与光照强时光合作用与光照强度的关系。若温度升到度的关系。若温度升到30300 0C C （原光照强度和（原光照强度和COCO2 2浓浓度不变），理论上图中相应点度不变），理论上图中相应点a a、b b、c c移动方向分移动方向分别为：别为：A A 下移、右移、下移下移、右移、下移B B 下移、左移、下移下移、左移、下移C C 上移、左移、上移上移、左移、上移D D 上移、右移、上移上移、右移、上移四、化能

12、合成作用四、化能合成作用2NH2NH3 3 + 3O+ 3O2 2 硝化硝化细菌细菌2HNO2HNO2 2 + 2H+ 2H2 2O + O + 能量能量2HNO2HNO2 2 + O+ O2 2硝化硝化细菌细菌2HNO2HNO3 3 + + 能量能量COCO2 2 + H+ H2 2O O硝化细硝化细菌菌（CHCH2 2O O ）+ O+ O2 2生物的同化作用类型生物的同化作用类型区别：能量来源不同区别：能量来源不同光合作用光合作用化化 能能 合合成成 作作 用用类型类型共同点：将无机物合成有共同点：将无机物合成有 机物，并储存能量机物，并储存能量生物：生物：绿色植物、光合细菌；硝化细菌、

13、铁细菌、绿色植物、光合细菌；硝化细菌、铁细菌、 硫细菌等硫细菌等异养型异养型动物和人类；营腐生、寄生生活的细动物和人类；营腐生、寄生生活的细菌和真菌等。菌和真菌等。自养型自养型1.1.叶绿体中的色素所吸收的光能，用于叶绿体中的色素所吸收的光能，用于_ _ 和和_;_;形成的形成的_和和_ _ 提供给暗反应。提供给暗反应。2.2.光合作用的实质是：把光合作用的实质是：把_和和_转变转变为有机物，把为有机物，把_转变成转变成_,_,贮藏在有贮藏在有机物中。机物中。3.3.在光合作用中，葡萄糖是在在光合作用中，葡萄糖是在_中形成中形成的，氧气是在的，氧气是在_中形成的，中形成的，ATPATP是在是在

14、_中形成的，中形成的，COCO2 2是在是在_固定的。固定的。水的光解水的光解形成形成ATPHATPCO2H2O光能光能化学能化学能暗反应暗反应光反应光反应光反应光反应暗反应暗反应下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：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，部位，用于用于_ _ 。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_,FG_,F是是_,J_,J是是_图中的图中的H H表示表示

15、_， I I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光能光能光反光反应应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暗反暗反应应将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的C0C02 2条件下。条件下。如果将环境中如果将环境中C0C02 2含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的内的C C3 3化合物、化合物、C C5 5化合物和化合物和ATPATP含量的变化情况依次是含量的变化情况依次是A. A. 上升；下降；上升上升；

16、下降；上升 B. B. 下降；上升；下降下降；上升；下降 C. C. 下降；上升；上升下降；上升；上升 D. D. 上升；下降；下降上升；下降；下降C某科学家用含有某科学家用含有1414C C的的COCO2 2来追踪光合作用中的来追踪光合作用中的C C原原子，子，1414C C的转移途径是（的转移途径是（ ） A A、COCO2 2 叶绿体叶绿体 ATPATP B B、COCO2 2 叶绿素叶绿素 ATPATP C C、COCO2 2 乙醇乙醇 糖类糖类 D D、COCO2 2 三碳化合物三碳化合物 糖类糖类D在光合作用过程中，能量的转移途径是在光合作用过程中，能量的转移途径是A A、光能、光

17、能 ATP ATP 叶绿素叶绿素 葡萄糖葡萄糖 B B、光能、光能 叶绿素叶绿素 ATP ATP 葡萄糖葡萄糖 C C、光能、光能 叶绿素叶绿素 COCO2 2 葡萄糖葡萄糖D D、光能、光能 ATP COATP CO2 2 葡萄糖葡萄糖 B若白天光照充足，下列哪种条件对农作物增产有利若白天光照充足，下列哪种条件对农作物增产有利 A.A.昼夜恒温昼夜恒温25 25 B. B.白天温度白天温度1515，夜间温度，夜间温度1515 C. C.昼夜恒温昼夜恒温15 15 D. D.白天温度白天温度2525，夜间温度，夜间温度1515 D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

18、璃罩分别罩住大小、生长状况相同的天竺葵，光照相同的时间后，罩内同的天竺葵，光照相同的时间后，罩内O O2 2最少的是最少的是 A A绿色罩绿色罩 B B红色罩红色罩C C蓝色罩蓝色罩 D D紫色罩紫色罩A下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是（下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是（ ） A A、增大、增大O O2 2浓度浓度 B B、增大、增大COCO2 2浓度浓度 C C、增强光照、增强光照 D D、调节室温、调节室温A4 4、光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶、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（段，下列说法正确的是（ ） A.A.叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应 B.B.叶绿体类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应叶绿体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叶绿体基质中进行暗反应, ,不进行光反应不