能量之源光与光合作用教学课

第4节能量之源——光与光合作用本节聚焦：1.捕获光能的色素有哪些？2.叶绿体的构造是如何的？3.叶绿体的构造有哪些适于进行光合作用的特点？问题探讨

有些蔬菜大棚内悬挂发红色或蓝色光的灯管，并且在白天也开灯。讨论1.这种办法的好处是？不同颜色的光照对植物的光合作用会有影响吗？2.能否用绿光灯管来补充光源？为什么？能够提高光合作用强度；不同颜色的光会影响植物的光合作用。不能；由于叶绿素吸取绿光最少。问题探讨

为什么植物的叶片大多是绿色的，但有时叶片也会发黄？由于绿叶中所含的色素重要是叶绿素，但也有其它的某些色素。实验探究绿叶中的色素有哪些、其颜色各如何？为什么叶绿素呈绿色？一、捕获光能的色素办法与环节：称取5g左右的鲜叶，剪碎，放入研钵中。加少量的石英砂（充足研磨）和碳酸钙(中和细胞中的酸，避免色素被破坏)与10ml无水乙醇。在研钵中快速研磨。将研磨液进行过滤。1.提取叶绿素：2.制备滤纸条：将干燥的定性滤纸剪成滤纸条，将滤纸条的一端剪去一种角，并在距这端1cm处用铅笔画一条细的横线。3.画滤液细线：用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线。等滤液干后再画一两次。4.分离绿叶中的色素：将适量的层析液倒入烧杯中，将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）轻轻插入层析液中，随即用棉塞塞紧试管口。注意：不能让滤液细线接触层析液实验成果：叶绿素溶液吸取可见光，用于光合作用2.色素的功效：色素的吸取光谱图400500600700nm10050吸收光能百分比叶绿素类胡萝卜素可见光区叶绿素：吸取蓝紫光和红光类胡萝卜素：吸取蓝紫光叶绿素

类胡萝卜素叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素蓝绿色黄绿色橙黄色黄色占3/4吸取蓝紫光和红光吸取蓝紫光与光合作用有关的这些色素都存在于叶绿体中类囊体的薄膜上一、捕获光能的色素二叶绿体的构造外膜内膜基粒基质每个基粒都由一种个圆饼状的囊状构造堆叠而成。这些囊状构造称为类囊体。吸取光能的四种色素就分布在类囊体的薄膜上。每个基粒都含有两个以上的类囊体，多者可达100个以上。叶绿体内有如此多的基粒和类囊体，极大地扩大了受光面积。资料分析（恩格尔曼实验）：叶绿体的功效装片中好氧细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中。装片中好氧细菌分布在叶绿体全部受光部位的周边。氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场合。结论：叶绿体的被光束照射到的部位是光合作用的场合结论：现象：现象：没有空气黑暗

极细光束

完全光照结论: 叶绿体是进行光合作用的场合，类囊体膜表面上分布着四种光合色素分子，在类囊体和基质中尚有多个进行光合作用所必需的酶。 光合色素的功效是吸取、传递并转化光能。巩固练习色素种类颜色扩散速度吸收光的颜色叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素蓝绿色黄绿色橙黄色黄色较慢较快最慢最快蓝紫光和红光蓝紫光2.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，光能的吸取发生在叶绿体的（）A.内膜上B.基质中C.类囊体的薄膜上D.各部位上C巩固练习3.用纸层析法能够将叶绿体的四种色素分开的因素是（）A.四种色素随层析液在滤纸上扩散速度不同B.四种色素随滤液在滤纸上扩散速度不同C.四种色素随滤液在滤纸条上渗入速度不同D.四种色素随层析液在滤纸条上渗入速度不同A4.在叶绿体提取和分离实验中，特别要注意不能让层析液没及滤液细线，因素是（）A.滤纸条上的集中色素不能扩散B.色素沿滤纸条的扩散速度太慢，色素分离不明显C.层析液妨碍色素的溶解D.色素被层析液溶解不能向上扩散D三、光合作用的探究历程指绿色植物通过叶绿体，运用光能，把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。光合作用的概念光合作用的实质合成有机物，储存能量1.英国的普利斯特利的意义和局限性之处分别是？植物能够更新空气，但没有发现光的作用。2.荷兰科学家英格豪斯的实验成果是什么？德国科学家梅耶得出了什么结论？英格豪斯得出的成果：植物更新空气需要光，并且只有绿叶才有这个功效；梅耶：光能转变为化学能储存起来了。阅读教材（101-102），并回答下列问题：光照（二分之一暴光，二分之一遮光）3.德国植物学家萨克斯的实验过程及成果证明了什么？

证明了光合作用的产物有淀粉的生成。成果：暴光部分呈深蓝色，遮光部分无颜色变化实验过程：绿叶肌饿解决碘蒸气解决结论：

4.鲁宾和卡门的同位素标记法的探究实验的过程及所证明的问题是什么？实验过程证明的问题光合作用释放的氧气来自于水的分解 最后由美国科学家卡尔文运用14C做实验研究：用14C标记的14CO2，供小球藻进行光合作用，然后追踪检测其放射性，最后探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，这一途径称为卡尔文循环。CO2C3（CH2O）思考与讨论：光合作用的原料、产物、场合和条件是什么？其化学反映式是？

原料—CO2和H2O；产物—糖类和O2；场合—叶绿体；条件—光酶；光合作用的反映式是：CO2+H2O光能叶绿体（CH2O）+O2第一阶段：光反映阶段条件：叶绿体中的色素光能H2O

水在光下分解O2[H]光、酶、色素过程：场合：类囊体的薄膜上物质H2O光酶[H]+O2ADP+Pi+光能酶ATP能量光能ATP中活跃化学能ADP+Pi酶ATP四、光合作用的过程第二阶段：暗反映阶段co2C5固定2c3[H]供氢酶(CH2O)[糖类]场合：条件：过程：叶绿体基质酶多个酶参加催化co2+C5酶2c32c3酶(CH2O)C5[H]ATPATP酶ADP+Pi+能量物质能量ATP中活跃的化学能转化为糖类中稳定的化学能还原酶ATP供能ADP+Pi色素分子可见光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[H]多个酶酶(CH2O)CO2吸取光解能固定还原酶光反映暗反映光合作用总过程：光合作用的第一阶段，必须有光才干进行光合作用的第二阶段，有无光都能够进行光反映和暗反映的比较场合条件物质变化能量变化光反映暗反映联系基粒片层构造薄膜叶绿体基质中光、色素、酶、水、ADP、Pi[H]、ATP、酶、CO2、C5水的光解ATP的生成CO2的固定C3的还原光能→ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能1、光反映为暗反映准备了还原剂[H]和能量ATP；2、暗反映为光反映补充消耗掉的ADP和Pi。光反映H2O→2[H]+1/2O2+Pi+光能ATP酶ADP水的光解：光合磷酸化：暗反映CO2的还原：

2C3+[H](CH2O)+C5酶ATPCO2的固定：

CO2+C5→2C3酶总结：原料和产物的对应关系：（CH2O）CHOCO2CO2H2OO2H2O能量的转移途径：碳的转移途径：光能ATP中活跃的化学能(CH2O)中稳定的化学能CO2C3（CH2O）fromfromfromfrom光合作用的实质：把二氧化碳和水合成糖类等有机物。

光能ATP中化学能有机物中化学能

合成有机物储存能量

光合作用有氧呼吸场所条件物质变化能量变化实质联系比较光合作用、呼吸作用光、色素、酶、H2O和CO2叶绿体细胞质基质、线粒体O2、酶、H2O、C6H12O6无机物转变成有机物有机物氧化分解成无机物

ATP中活跃化学能光能糖类等有机物中稳定化学能C6H12O6等有机物稳定的化学能

ATP中活跃化学能和热能合成有机物，储存能量分解有机物，释放能量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（CO2）影响光合作用强度的因素？

光照的长短与强弱；光的成分；CO2的浓度；温度的高低、必需矿物质元素（N、P、Mg）、水分等。1.适宜提高CO2的浓度（温室大棚）；2.增加光照时间和光照强度；3.白天适宜增加温度，夜间适宜减少温度；4.农作物间距合理，选择适宜的光源等；5.合理施肥，提供必要的矿物质元素；6.合理浇灌，提供适宜水分。增加农作物产量的几点做法：五、光合作用原理的应用①图中A点含义：；②B点含义：；③C点表达：____；光照强度为0，只进行呼吸作用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强，称为光饱和点化能合成作用自养生物以光为能源，以CO2和H2O（无机物）为原料合成糖类（有机物），糖类中储存着由光能转换来的能量。例如绿色植物。异养生物只能运用环境中现成的有机物来维持本身的生命活动。例如人、动物、真菌及大多数的细菌。化能合成作用运用环境中某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。少数的细菌，如硝化细菌。光能自养生物化能自养生物所需的能量来源不同（光能、化学能）1.叶绿体中的色素所吸取的光能，用于_______和____________;形成的________和__________提供应暗反映。2.光合作用的实质是：把______和_______转变为有机物，把_______转变成_______,贮藏在有机物中。3.在光合作用中，葡萄糖是在________中形成的，氧气是在_________中形成的，ATP是在_______中形成的，CO2是在_______固定的。水的光解形成ATP[H]ATPCO2H2O光能化学能暗反映光反映光反映暗反映练一练4.下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：①图中A是______,B是_______,它来自于______的分解。②图中C是_______，它被传递到叶绿体的______部位，用于_________。③图中D是____，在叶绿体中合成D所需的能量来自______④图中G________,F是__________,J是_____________⑤图中的H表达_______，I表达________，H为I提供__________光H2OBACDE+PiFGCO2JHIＯ2水[H]基质用作还原剂，还原C3ATP光能光反映[H]和ATP色素C5化合物C3化合物糖类暗反映5.将植物栽培在适宜的光照、温度和充