必修一第4節(jié)-光與光合作用

光能ATP中活躍的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能ATP中活躍的化學(xué)能生命活動(dòng)需要能量？？？？呼吸作用ATP水解光合作用光合作實(shí)驗(yàn)——綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)原理：提取(無水乙醇)、分離(層析液)目的要求：綠葉中色素的提取和分離及色素的種類材料用具：新鮮的綠葉、定性濾紙等、無水乙醇等方法步驟：

1.提取綠葉中的色素2.制備濾紙條

3.畫濾液細(xì)線4.分離綠葉中的色素

5.觀察和記錄討論：

1.濾紙條上色帶的數(shù)目、排序、寬窄？

2.濾紙條上的濾液細(xì)線，為什么不能觸及層析液？(三)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(中和細(xì)胞中的酸，防止鎂從葉綠素分子中移出)與10ml無水乙醇（溶解色素）。在研缽中快速研磨。將研磨液進(jìn)行過濾。色素的作用:捕獲光能葉綠體中葉綠素的吸收光譜圖問題探討討論：1.用這種方法有什么好處？不同顏色的光照對(duì)植物的光合作用會(huì)有什么影響？2.為什么不使用綠色的塑料薄膜或補(bǔ)充綠色光源？用紅色或藍(lán)色的塑料薄膜掛紅色或藍(lán)色的燈管光合作用的場所——葉綠體類囊體色素德國科學(xué)家恩吉爾曼的實(shí)驗(yàn)德國科學(xué)家恩吉爾曼的實(shí)驗(yàn)1．為什么選用水綿做為實(shí)驗(yàn)材料？2．為什么選用黑暗并且沒有空氣的環(huán)境？3．為什么先用極細(xì)光束照射水綿，而后又讓水綿完全曝露在光下？因?yàn)樗d不僅有細(xì)而長的帶狀葉綠體，而且螺旋分布于細(xì)胞中，便于進(jìn)行觀察和分析研究。

先選極細(xì)光束，用好氧細(xì)菌檢測(cè)，能準(zhǔn)確判斷水綿細(xì)胞中釋放氧的部位；而后用完全曝光的水綿與之做對(duì)照，從而證明了實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是光照引起的，并且氧是由葉綠體釋放出來的。

先選用黑暗并且沒有空氣的環(huán)境，是為了排除實(shí)驗(yàn)前環(huán)境中光線和氧的影響，確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。光合作用的探索歷程1642年，比利時(shí)海爾蒙特的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)1771年，英國科學(xué)家普里斯特利的發(fā)現(xiàn)1779年,荷蘭科學(xué)家英格豪斯實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)1785年,發(fā)現(xiàn)空氣的組成1845年,德國梅耶的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)1864年,德國薩克斯研究有機(jī)物的合成1939年,美國魯賓、卡門,同位素標(biāo)記研究成功證明綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉。證明光合作用中釋放的氧全部來自水。漫長的探索之路——植物可以更新污濁的空氣水分是建造植物體的唯一原料在陽光照射下,只有綠葉才能更新污濁的空氣綠葉在光下放出氧氣,吸收二氧化碳植物在進(jìn)行光合作用時(shí),將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能CO2+H2O（CH2O）+O2光能葉綠體原料——產(chǎn)物——場所——條件——葉綠體光能CO2、H2O糖類、O2圖解2光合作用動(dòng)畫光反應(yīng)1、為什么此階段稱作光反應(yīng)階段？2、光反應(yīng)發(fā)生的場所？3、光反應(yīng)的原料和產(chǎn)物分別是什么？4、光反應(yīng)階段與下一階段（暗反應(yīng)）在物質(zhì)、能量上有何聯(lián)系？光反應(yīng)H20[H]+O2光ADP+Pi+光能ATP1、條件：需光才能進(jìn)行2、場所：類囊體的薄膜3、物質(zhì)變化：4、能量變化：光能ATP中活潑的化學(xué)能酶光合作用動(dòng)畫暗反應(yīng)1、為什么此階段稱作暗反應(yīng)階段？2、暗反應(yīng)發(fā)生的場所？3、暗反應(yīng)的原料和產(chǎn)物分別是什么？4、暗反應(yīng)階段與光反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系？暗反應(yīng)1、條件：有光無光均可進(jìn)行2、場所：葉綠體內(nèi)的基質(zhì)3、物質(zhì)變化：4、能量變化：暗反應(yīng)C3的還原：

2C3+[H](CH2O)+C5酶ATPCO2的固定：

CO2+C5→2C3酶ATP中活躍的化學(xué)能(CH2O)中穩(wěn)定的化學(xué)能比較光反應(yīng)和暗反應(yīng)進(jìn)行場所光反應(yīng)暗反應(yīng)類囊體的薄膜葉綠體基質(zhì)必須條件光,水色素、酶[H],ATP,CO2酶物質(zhì)變化H2O[H]+O2ADP+PiATPC5+CO22C3（CH2O）能量變化光能ATP中活躍化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能ADP+PiATP聯(lián)系：光反應(yīng)暗反應(yīng):暗反應(yīng)光反應(yīng):ATP和[H]ADP和Pi光合作用與呼吸作用的聯(lián)系光合作用原理的運(yùn)用

影響光合作用強(qiáng)度植物自身因素環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響1）光照:光照強(qiáng)度;光照時(shí)間2）溫度3）二氧化碳濃度4）水分5）礦質(zhì)元素提高光合作用強(qiáng)度的措施有哪些？4.化能合成作用：原理：還原CO2所需要的ATP和[H]是通過氧化無機(jī)物NH4+、NO2-、H2S、SO、H2、Fe2+等而獲得的?；茏责B(yǎng)類型：硝化細(xì)菌、鐵細(xì)菌、硫細(xì)菌、氫細(xì)菌等NH3+O2→HNO2+能量HN02+O2→HNO3+能量

C02+H2O→(CH2O)+O26.葉綠體和線粒體：都是雙層膜都有基粒和酶都有增大膜面積的結(jié)構(gòu)都有少量的DNA和RNA都與能量轉(zhuǎn)換有關(guān)都是半自主復(fù)制細(xì)胞器5.光合作用與呼吸作用的區(qū)別：光合作用呼吸作用原料CO2、H2OO2、葡萄糖等有機(jī)物產(chǎn)物O2、葡萄糖等有機(jī)物CO2、H2O等能量轉(zhuǎn)換貯藏能量的過程光能→活躍的化學(xué)能→穩(wěn)定的化學(xué)能釋放能量的過程穩(wěn)定的化學(xué)能→活躍的化學(xué)能發(fā)生部位有葉綠體的細(xì)胞、葉綠體活細(xì)胞、線粒體、細(xì)胞質(zhì)發(fā)生條件光照下才可發(fā)生光下、暗處都可發(fā)生五年后1642年，海爾蒙特(J.B.vanHelmont)柳樹增重74.47

kg土壤減少0.06

kg水分是建造植物體的唯一原料2.5Kg

1771年，普里斯特利(JosephPriestley)

光照

1771年，普里斯特利(JosephPriestley)

植物可以更新污濁的空氣光照1779年,荷蘭科學(xué)家英格豪斯光照在陽光照射下,只有綠葉才能更新污濁的空氣1864年,德國薩克斯AB德國科學(xué)家薩克斯的實(shí)驗(yàn)1．為什么對(duì)綠色葉片先進(jìn)行暗處理？2．為什么讓葉片的一半曝光，另一半遮光呢？3．這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果說明什么問題？暗處理是為了將葉片內(nèi)原有的淀粉運(yùn)走耗盡。部分遮光部分曝光，是為了進(jìn)行對(duì)照。碘遇淀粉變藍(lán)，結(jié)果證明綠葉在光下制造了淀粉1939年，魯賓(S.Ruben)和卡門M.Kamen)

2、同位素標(biāo)記進(jìn)行光合作用的實(shí)驗(yàn)，是為了弄清楚在光合作用中產(chǎn)生的氧到底是來自水還是二氧化碳？還是兩者兼而有之？同學(xué)們考慮一下，應(yīng)標(biāo)記哪一種元素？如何設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)兀?、同位素標(biāo)記法2、第二組向同種綠色植物提供H218O和CO2

1、第一組向綠色植物提供C18O2和H2O

。

C18O2+H2O

CO2+H218O光照光照O218O2光合作用釋放的O2全部來自于H2O用氧的同位素18O分別標(biāo)記H2O