《能量之源-光與光合作用》

第4節(jié)能源之源—光與光合作用第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用有些蔬菜大棚內(nèi)懸掛發(fā)紅色或藍(lán)色的燈管。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？

一捕獲光能

二利用光能

三利用其它形式能量

一捕獲光能

（一）捕獲光能的色素

實(shí)驗(yàn)：綠葉中色素的提取和分離1實(shí)驗(yàn)原理

2實(shí)驗(yàn)步驟

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果1綠葉中色素的種類葉綠素類胡蘿卜素（含量約3/4）（含量約1/4）葉綠素a（藍(lán)綠色）葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）綠葉中的色素

一捕獲光能

（一）捕獲光能的色素色素濾液吸收可見光，用于光合作用2色素的功能：?jiǎn)栴}：這四種色素對(duì)光的吸收有什么差別呢？1綠葉中色素的種類

一捕獲光能

（一）捕獲光能的色素

一捕獲光能

（一）捕獲光能的色素外膜內(nèi)膜基?；|(zhì)類囊體

（二）捕獲光能的結(jié)構(gòu)——葉綠體

一捕獲光能

（一）捕獲光能的色素外膜內(nèi)膜基粒基質(zhì)類囊體

（二）捕獲光能的結(jié)構(gòu)——葉綠體1葉綠體的結(jié)構(gòu)2葉綠體的功能播放動(dòng)畫

一捕獲光能

（一）捕獲光能的色素

（二）捕獲光能的結(jié)構(gòu)——葉綠體

二光合作用的原理和應(yīng)用

（一）光合作用的探究過(guò)程

得出這一認(rèn)識(shí)，科學(xué)家們用了200多年的時(shí)間，經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的實(shí)驗(yàn)。目前，對(duì)光合作用更深層次的探索還在進(jìn)行。現(xiàn)在我們就沿著科學(xué)家們探尋的足跡，去體驗(yàn)他們認(rèn)識(shí)問(wèn)題的思維過(guò)程和科學(xué)探索的樂(lè)趣。植物為什么會(huì)生長(zhǎng)？古希臘亞里士多德認(rèn)為：根吸收土壤中的養(yǎng)分，土壤減少的重量=植物增加的重量

二光合作用的原理和應(yīng)用

（一）光合作用的探究過(guò)程17世紀(jì)比利時(shí)的海爾蒙特實(shí)驗(yàn)五年后

二光合作用的原理和應(yīng)用

（一）光合作用的探究過(guò)程1771年，英國(guó)的科學(xué)家普利斯特利實(shí)驗(yàn)

（一）光合作用的探究過(guò)程普利斯特利的實(shí)驗(yàn)看似簡(jiǎn)單，但后人做時(shí)很多時(shí)候不能成功，這是為什么呢？

（一）光合作用的探究過(guò)程1779年，荷蘭科學(xué)家英格豪斯做了500多次植物更新空氣的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了其中的秘密。1、只有在光下植物才能更新空氣。2、植物體只有綠葉在光下才能更新空氣。

（一）光合作用的探究過(guò)程植物究竟更新了空氣中的什么成分？

直到1785年，由于發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，人們才明確：在光下放出的是氧氣，吸收的是二氧化碳

（一）光合作用的探究過(guò)程1845年，德國(guó)科學(xué)家梅耶

據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律明確指出：植物進(jìn)行光合作用時(shí)，將光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)。那么光能哪兒去了呢？

（一）光合作用的探究過(guò)程1864年，德國(guó)植物學(xué)家薩克斯實(shí)驗(yàn)天竺葵

（一）光合作用的探究過(guò)程在暗處放置2-3天1864年薩克斯的實(shí)驗(yàn)暗處理光照酒精脫色碘蒸汽處理

（一）光合作用的探究過(guò)程思考1．暗處理的目的是什么？這一步是否可以省略？2．本實(shí)驗(yàn)是否存在對(duì)照？若有請(qǐng)指出并指出單一變量。3．這個(gè)實(shí)驗(yàn)可得出什么結(jié)論？歷史發(fā)展到這兒，我們知道植物利用光能，吸收二氧化碳和水，釋放氧氣，并且在這個(gè)過(guò)程中將能量?jī)?chǔ)存在了淀粉中。那么，這一過(guò)程到底在葉的哪一部位進(jìn)行的呢？

（一）光合作用的探究過(guò)程光合作用利用和合成了儲(chǔ)存能量的有機(jī)物并釋放出了O2,那么氧氣中的氧來(lái)自于誰(shuí)呢？

1939年，美國(guó)科學(xué)家魯賓和卡門用同位素標(biāo)記法回答了這一問(wèn)題

（一）光合作用的探究過(guò)程

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（一）光合作用的探究過(guò)程光合作用的探究到此結(jié)束了嗎？

20世紀(jì)40年代，美國(guó)的科學(xué)家卡爾文發(fā)現(xiàn)了卡爾文循環(huán)，探明了二氧化碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中碳的途徑6CO2+12H218OC6H12O6+6H2O+618O2光能葉綠體

（一）光合作用的探究過(guò)程

一捕獲光能

二光合作用的原理和應(yīng)用

（一）光合作用的探究過(guò)程

（二）光合作用的過(guò)程CO2+H2O(CH2O)+O2光能葉綠體

二光合作用的原理和應(yīng)用

（二）光合作用的過(guò)程色素分子可見光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[H]多種酶酶CO2吸收光解能固定還原酶光反應(yīng)暗反應(yīng)(CH2O)1、光反應(yīng)階段與暗反應(yīng)階段的比較

基粒(囊狀結(jié)構(gòu)的薄膜上)葉綠體基質(zhì)中需光,色素和酶不需光和色素;需多種酶快速項(xiàng)目光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段1、場(chǎng)所較緩慢3、條件4、原料H2OADP+PiCO2[H]ATPC52、時(shí)間

二光合作用的原理和應(yīng)用

（二）光合作用的過(guò)程

5、物質(zhì)變化１、H2O的光解：２Ｈ２Ｏ光能４［Ｈ］＋Ｏ22、ATP的生成：ADP+Pi＋能量酶ATP1、CO2固定：CO2

＋C52C3酶2、CO2還原即C3還原：2C3+[H](CH2O)+C5

酶、ATPATP酶水解3、ADP+Pi＋能量6、能量變化

(ATP)活躍的化學(xué)能

光能ATP(CH2O)（穩(wěn)定的化學(xué)能）（活躍的化學(xué)能）7、產(chǎn)物ATP[H]O2C5、(CH2O)、ADP、Pi等項(xiàng)目光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段

二光合作用的原理和應(yīng)用

（二）光合作用的過(guò)程(1)光反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ)，光反應(yīng)階段為暗反應(yīng)階段提供能量（ATP）和還原劑[H]；(2)暗反應(yīng)階段產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應(yīng)階段合成ATP提供原料；2、光反應(yīng)與暗反應(yīng)之間的聯(lián)系總結(jié)：光反應(yīng)與暗反應(yīng)是一個(gè)統(tǒng)一的整體，二者緊密聯(lián)系、缺一不可。

二光合作用的原理和應(yīng)用

（二）光合作用的過(guò)程練習(xí)冊(cè)習(xí)題講解

一捕獲光能

二光合作用的原理和應(yīng)用

（一）光合作用的探究過(guò)程

（二）光合作用的過(guò)程

（三）光合作用原理的應(yīng)用探究：環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響

——能夠利用體外環(huán)境中的某些無(wú)機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來(lái)制造有機(jī)物的合成作用例如：硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌等少數(shù)種類的細(xì)菌三化能合成作用2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量硝化細(xì)菌2HNO2+O22HNO3+能量硝化細(xì)菌6CO2+6H2O2C6H12O6+6O2能量

一捕獲光能

二光合作用的原理和應(yīng)用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(guò)程光能→活躍的化學(xué)能→穩(wěn)定的化學(xué)能釋放能量的過(guò)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