光與光合作用

第2節(jié)能量之源——光與光合作用

俗話說：“萬物生長靠太陽”，為什么呢？我們來看一組數(shù)據(jù)：①地球表面上的綠色植物每年大約制造4400億噸有機物；②地球表面上的綠色植物每年儲存的能量約為7．11×1018kJ，這個數(shù)字大約相當于240000個三門峽水電站所發(fā)出的電力。光合作用探究歷程場所作用原理實戰(zhàn)演練

太陽能？太陽的光能又是通過什么途徑進入植物體內(nèi)的呢

綠色植物儲存在有機物中的能量來自哪呢？1、1642年：比利時——海爾蒙特的實驗2、1771年：英——普里斯特利的實驗3、1864年：德——薩克斯的實驗4、1880年：美——恩吉爾曼的實驗5、20世紀30年代：美——魯賓和卡門的實驗一、光合作用探究歷程五年后海爾蒙特的實驗柳樹增重74.47

kg土壤減少0.06

kg水分是建造植物體的原料2.5Kg普里斯特利實驗綠色植物在光照下產(chǎn)生了氧氣1、蠟燭燃燒和小白鼠呼吸需要的是什么氣體？2、這個實驗說明什么問題？薩克斯的實驗暗處理光照在暗處放置幾小時碘蒸氣一半曝光，一半遮光1、為什么對天竺葵先進行暗處理？2、為什么讓葉片的一半曝光，

另一半遮光呢？綠葉在光合作用中產(chǎn)生了淀粉恩格爾曼的實驗1、為什么選用水綿做為實驗材料？2、為什么選用黑暗并且沒有空氣的環(huán)境？氧氣是葉綠體產(chǎn)生的葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所

返回光合作用氧來源的探究最后,由美國科學家卡爾文利用14C做試驗研究：用14C標記的14CO2，供小球藻進行光合作用，然后追蹤檢測其放射性，最終探明了CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機物中碳的途徑，這一途徑稱為卡爾文循環(huán)。在1961年獲得諾貝爾化學獎問題探討

為什么植物的葉片大多是綠色的，但有時葉片也會發(fā)黃？

因為綠葉中所含的色素主要是葉綠素，但也有其它的一些色素。試驗回顧及問題探討

綠葉中的色素有哪些、其顏色各怎樣？為什么葉綠素呈綠色？二、捕獲光能的色素方法與步驟：稱取5g左右的鮮葉，剪碎，放入研缽中。加少許的石英砂（充分研磨）和碳酸鈣(防止色素被破壞)與10ml無水乙醇（溶解色素）。在研缽中快速研磨。將研磨液進行過濾。2.制備濾紙條：將干燥的定性濾紙剪成濾紙條，將濾紙條的一端剪去一個角，并在距這端1cm處用鉛筆畫一條細的橫線。3.畫濾液細線：用毛細吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻地畫出一條細線。等濾液干后再畫一兩次。4.分離綠葉中的色素：將適量的層析液倒入燒杯中，將濾紙條（有濾液細線的一端朝下）輕輕插入層析液中，隨后用棉塞塞緊試管口。注意：不能讓濾液細線接觸層析液實驗結(jié)果：葉綠素溶液吸收可見光，用于光合作用2.色素的功能：色素的吸收光譜圖400500600700nm10050吸收光能百分比葉綠素類胡蘿卜素可見光區(qū)葉綠素：吸收藍紫光和紅光類胡蘿卜素：吸收藍紫光葉綠素

類胡蘿卜素葉綠素a葉綠素b胡蘿卜素葉黃素藍綠色黃綠色橙黃色黃色占3/4吸收藍紫光和紅光吸收藍紫光與光合作用有關的這些色素都存在于葉綠體中類囊體的薄膜上問題探討

有些蔬菜大棚內(nèi)懸掛發(fā)紅色或藍色光的燈管，并且在白天也開燈。討論1.這種方法的好處是？不同顏色的光照對植物的光合作用會有影響嗎？2.能否用綠光燈管來補充光源？為什么？可以提高光合作用強度；不同顏色的光會影響植物的光合作用。不能；因為葉綠素基本上不吸收綠光外膜內(nèi)膜基粒基質(zhì)每個基粒都由一個個圓餅狀的囊狀結(jié)構(gòu)堆疊而成。這些囊狀結(jié)構(gòu)稱為類囊體。吸收光能的四種色素就分布在類囊體的薄膜上。而每個基粒都含有兩個以上的類囊體，多者可達100個以上。葉綠體內(nèi)有如此多的基粒和類囊體，極大地擴大了受光面積。三、葉綠體的結(jié)構(gòu)結(jié)論:葉綠體是進行光合作用的場所，它內(nèi)部的巨大膜表面上，不僅分布著許多吸收光能的色素分子，還有許多進行光合作用所必需的酶。鞏固練習色素種類顏色擴散速度吸收光的顏色葉綠素a葉綠素b胡蘿卜素葉黃素藍綠色黃綠色橙黃色黃色較慢較快最慢最快藍紫光和紅光藍紫光2.葉綠體是植物進行光合作用的細胞器，光能的吸收發(fā)生在葉綠體的（）A.內(nèi)膜上B.基質(zhì)中C.類囊體的薄膜上D.各部位上C鞏固練習3.用紙層析法能夠?qū)⑷~綠體的四種色素分開的原因是（）A.四種色素隨層析液在濾紙上擴散速度不同B.四種色素隨濾液在濾紙上擴散速度不同C.四種色素隨濾液在濾紙條上滲透速度不同D.四種色素隨層析液在濾紙條上滲透速度不同A4.在葉綠體提取和分離試驗中，特別要注意不能讓層析液沒及濾液細線，原因是（）A.濾紙條上的集中色素不能擴散B.色素沿濾紙條的擴散速度太慢，色素分離不明顯C.層析液妨礙色素的溶解D.色素被層析液溶解不能向上擴散D鞏固練習5.葉綠體是植物進行光合作用的細胞器，下面有關葉綠體的敘述正確的是（）A.葉綠體的色素都分布在囊狀結(jié)構(gòu)的膜上B.葉綠體的色素分別在外膜和內(nèi)膜上C.光合作用的酶只分布在葉綠體基質(zhì)中D.光合作用的酶只分布在外膜、內(nèi)膜和基粒上A6.把綠葉的色素溶液放在自然光源和三棱鏡之間，從鏡的另一側(cè)觀察連續(xù)光譜中變暗的主要區(qū)域是（）A.紅光和藍紫光區(qū)B.黃光和藍紫光區(qū)C.綠光和紅光區(qū)D.黃光和綠光區(qū)A7.為證實葉綠體有放氧功能，可利用含有水綿與好氧細菌的臨時裝片進行實驗，裝片需要給予一定的條件，這些條件是（）A.光照，有空氣，臨時裝片中無碳酸氫鈉稀溶液B.光照，無空氣，臨時裝片中有碳酸氫鈉稀溶液C.黑暗，有空氣，臨時裝片中無碳酸氫鈉稀溶液D.黑暗，無空氣，臨時裝片中有碳酸氫鈉稀溶液B8.下列關于葉綠體中色素的提取和分離實驗原理的敘述，正確的是（）A.加入少許二氧化硅可防止在研磨時葉綠體中的色素受到破壞B.用無水乙醇將葉綠體中的色素進行分離C.濾紙條上的最上面色素帶呈黃綠色D.溶解度越高的色素隨層析液在濾紙上擴散越快D思考與討論：

1.光合作用的原料、產(chǎn)物、場所和條件是什么？其化學反應式是？

原料—CO2和H2O；產(chǎn)物—糖類和O2；場所—葉綠體；條件—光酶；光合作用的反應式是：CO2+H2O光能葉綠體（CH2O）+O24、光合作用化學反應式：5、光合作用過程光能葉綠體CO2+H2*

O（CH2O)+*O2（1）光合作用分為哪幾個階段？分類依據(jù)是什么？（2）每個階段反應的條件、場所、物質(zhì)變化、能量變化如何？四、光合作用的過程光反應條件：葉綠體中的色素光能H2O

水在光下分解O2[H]光、酶、色素過程：場所：類囊體的薄膜上物質(zhì)H2O光酶[H]+O2ADP+Pi+光能酶ATP能量光能ATP中活躍化學能ADP+Pi酶ATP暗反應co2C5固定2c3[H]供氫酶(CH2O)[糖類]場所：條件：過程：葉綠體基質(zhì)酶多種酶參加催化co2+C5酶2c32c3酶(CH2O)C5[H]ATPATP酶ADP+Pi+能量物質(zhì)能量ATP中活躍的化學能轉(zhuǎn)化為糖類中穩(wěn)定的化學能還原酶ATP供能ADP+Pi色素分子可見光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[H]多種酶酶(CH2O)CO2吸收光解能固定還原酶光反應暗反應光合作用總過程：光合作用的第一階段，必須有光才能進行光合作用的第二階段，有沒有光都可以進行光合作用動畫光反應和暗反應的比較場所條件物質(zhì)變化能量變化光反應暗反應聯(lián)系基粒類囊體薄膜上葉綠體基質(zhì)中光、色素、酶、水、ADPPi[H]、ATP、酶、CO2、C5水的光解ATP的生成CO2的固定C3的還原光能→ATP中活躍的化學能ATP中活躍的化學能→有機物中穩(wěn)定的化學能1、光反應為暗反應準備了還原劑[H]和能量ATP；2、暗反應為光反應補充消耗掉的ADP和Pi。光反應H2O→2[H]+1/2O2+Pi+光能ATP酶ADP水的光解：光合磷酸化：暗反應CO2的還原：

2C3+[H](CH2O)+C5酶ATPCO2的固定：

CO2+C5→2C3酶總結(jié)：原料和產(chǎn)物的對應關系：（CH2O）CHOCO2CO2H2OO2H2O能量的轉(zhuǎn)移途徑：碳的轉(zhuǎn)移途徑：光能ATP中活躍的化學能(CH2O)中穩(wěn)定的化學能CO2C3（CH2O）fromfromfromfrom6、光合作用的實質(zhì)把二氧化碳和水合成糖類等有機物。

光能ATP中化學能有機物中化學能

合成有機物儲存能量影響光合作用強度的因素？光照的長短與強弱；光的成分；CO2的濃度；溫度的高低、必需礦物質(zhì)元素（N、P、Mg）、水分等。1、適當提高CO2的濃度（溫室大棚）；2、增加光照時間和光照強度；3、白天適當增加溫度，夜間適當降低溫度；4、農(nóng)作物間距合理，選擇適當?shù)墓庠吹龋?、合理施肥，提供必要的礦物質(zhì)元素；6、合理灌溉，提供適當水分。增加農(nóng)作物產(chǎn)量的幾點做法：五、光合作用原理的應用新陳代謝同化作用把從外界環(huán)境中獲取的營養(yǎng)物質(zhì)，轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì)儲存能量異化作用分解自身的一部分組成物質(zhì)，把分解的最終產(chǎn)物排出體外釋放能量同時進行物質(zhì)代謝能量代謝一、新陳代謝的概念同化作用自養(yǎng)生物以光為能源，以CO2和H2O（無機物）為原料合成糖類（有機物），糖類中儲存著由光能轉(zhuǎn)換來的能量。例如綠色植物。異養(yǎng)生物只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機物來維持自身的生命活動。例如人、動物、真菌及大多數(shù)的細菌。化能合成作用利用環(huán)境中某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物。少數(shù)的細菌，如硝化細菌。光能自養(yǎng)生物化能自養(yǎng)生物所需的能量來源不同（光能、化學能）1、綠色植物的同化作用的過程如何？2、硝化細菌是生活在土壤中的一種細菌，它的同化作用過程如下：思考其同化作用的類型是什么？2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量硝化細菌2HNO2+O2硝化細菌2HNO3+能量CO2+H2O（CH2O）+O23、光合作用和化能合成作用的主要區(qū)別是什么？二、新陳代謝的基本類型（一）同化作用的類型異養(yǎng)型的方式有如下幾種：自養(yǎng)型和異養(yǎng)型有何本質(zhì)區(qū)別？①捕食型：捕食環(huán)境中的各種生物。包括絕大多數(shù)動物。

②腐生型：分解生物的遺體、糞便或脫落物來獲得營養(yǎng)。包括絕大多數(shù)真菌、細菌等微生物

③寄生型：從活生物身上奪取營養(yǎng)來養(yǎng)活自己。如蛔蟲、某些細菌、病毒等。（二）異化作用的類型1、大多數(shù)生物的異化作用過程中，將有機物氧化分解的方式是什么？2、制泡菜時，要將泡菜壇子密封，這說明乳酸菌在異化作用時分解有機物的方式是什么？3、需氧型生物能否進行無氧呼吸？厭氧型生物能否進行有氧呼吸？4、新陳代謝類型除了以上基本類型外，還有沒有中間過渡類型？總結(jié)：新陳代謝的基本類型同化作用類型自養(yǎng)型異養(yǎng)型：概念、實例光能自養(yǎng)型：化能自養(yǎng)型：無機物有機物光能無機物有機物化學能如：綠色植物如：硝化細菌異化作用類型需氧型（有氧呼吸型）厭氧型（無氧呼吸型）兼氧型（既能進行有氧呼吸也能進行無氧呼吸）概念、實例概念、實例比較本質(zhì)區(qū)別比較新陳代謝全過程的類型異養(yǎng)厭氧型乳酸菌、破傷風桿菌、蛔蟲等少數(shù)生物自養(yǎng)厭氧型綠硫細菌等極少數(shù)微生物厭氧型異養(yǎng)需氧型絕大多數(shù)動物、微生物和極少數(shù)植物自養(yǎng)需氧型各種綠色植物、硝化細菌等需氧型異養(yǎng)型自養(yǎng)型同化類型異化類型（多選）中耕松土有利于提高農(nóng)作物產(chǎn)量，其原因包括：（）A促進根的有氧呼吸，促進礦質(zhì)元素的吸收B有利于硝化細菌的大量繁殖，提高對NH3的利用率C抑制反硝化細菌的活動，抑制硝酸鹽轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽并形成氮氣D有利于某些固氮微生物的活動，提高土壤中的氮素ABCD存在于土壤中及正常人呼吸道內(nèi)的破傷風桿菌不會使人致病，當深而窄的傷口感染破傷風桿菌后，由于其大量繁殖而致病。破傷風桿菌的代謝類型是：（）

A自養(yǎng)需氧型B自養(yǎng)厭氧型C異養(yǎng)需氧型D異養(yǎng)厭氧型D葉綠體中的色素所吸收的光能，用于_______和____________;形成的________和__________提供給暗反應。光合作用的實質(zhì)是：把______和_______轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物，把_______轉(zhuǎn)變成_______,貯藏在有機物中。在光合作用中，葡萄糖是在________中形成的，氧氣是在_________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光能化學能暗反應光反應光反應暗反應練一練下圖是光合作用過程圖解，請分析后回答下列問題：①圖中A是______,B是_______,它來自于______的分解。②圖中C是_______，它被傳遞到葉綠體的______部位，用于_________。③圖中D是____，在葉綠體中合成D所需的能量來自______④圖中G________,F是__________,J是_____________⑤圖中的H表示_______，I表示________，H為I提供__________光H2OBACDE+PiFGCO2JHIＯ2水[H]基質(zhì)用作還原劑，還原C3ATP光能光反應[H]和ATP色素C5化合物C3化合物糖類暗反應將植物栽培在適宜的光照、溫度和充足的C02條件下。如果將環(huán)境中C02含量突然降至極低水平，此時葉肉細胞內(nèi)的C3化合物、C5化合物和ATP含量的變化情況依次是A.上升；下降；上升B.下降；上升；下降C.下降；上升；上升D.上升；下降；下降C某科學家用含有14C的CO2來追蹤光合作用中的C原子，14C的轉(zhuǎn)移途徑是（）A、CO2葉綠體ATPB、CO2葉綠素ATPC、CO2乙醇糖類D、CO2三碳化合物糖類D在光合作用過程中，能量的轉(zhuǎn)移途徑是A、光能ATP葉綠素葡萄糖B、光能葉綠素ATP葡萄糖C、光能葉綠素CO2葡萄糖D、光能ATPCO2葡萄糖B若白天光照充足，下列哪種條件對農(nóng)作物增產(chǎn)有利

A.晝夜恒溫25℃B.白天溫度15℃，夜間溫度15℃C.晝夜恒溫15℃D.白天溫度25℃，夜間溫度15℃

D用下述容積相同的玻璃罩分別罩住大小、生長狀況相同的天竺葵，光照相同的時間后，罩內(nèi)O2最少的是[]A．綠色罩B．紅色罩C．藍色罩D．紫色罩A下列措施中，不會提高溫室蔬菜產(chǎn)量的是（）

A、增大O2濃度B、增大CO2濃度C、增強光照D、調(diào)節(jié)室溫A光合作用的過程可分為光反應和暗反應兩個階段，下列說法正確的是（）A.葉綠體類囊體膜上進行光反應和暗反應B.葉綠體類囊體膜上進行暗反應，不進行光反應C.葉綠體基質(zhì)中可進行光反應和暗反應D.葉綠體基質(zhì)中進行暗反應,不進行光反應D光合作用過程中，產(chǎn)生ADP和消耗ADP的部位在葉綠體中依次為()①外膜②內(nèi)膜③基質(zhì)④類囊體膜A．③②B．③④C．①②D．④③B光合作用過程的正確順序是（）①二氧化碳的固定②氧氣的釋放③葉綠素吸收光能④水的光解⑤三碳化合物被還原A.④③②⑤①B.④②③⑤