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1、第2节 能量之源光与光合作用,俗话说：“万物生长靠太阳”，为什么呢？我们来看一组数据：地球表面上的绿色植物每年大约制造4400 亿吨有机物；地球表面上的绿色植物每年储存的能量约 为7111018kJ，这个数字大约相当于 240000个三门峡水电站所发出的电力。,光合作用探究历程,场所,作用原理,实战演练,太阳能,？,太阳的光能又是通过什么途径进入植物体内的呢,绿色植物储存在有机物中的能量来自哪呢？,1、1642年：比利时海尔蒙特的实验2、1771年：英普里斯特利的实验3、1864年：德萨克斯的实验4、1880年：美恩吉尔曼的实验5、20世纪30年代：美鲁宾和卡门的实验,一、光合作用探究历程,五
2、年后,海尔蒙特的实验,柳树增重 74.47 kg土壤减少 0.06 kg,水分是建造植物体的原料,2.5 Kg,普里斯特利实验,绿色植物在光照下产生了氧气,1、蜡烛燃烧和小白鼠呼吸需要 的是什么气体？2、这个实验说明什么问题？,萨克斯的实验,在暗处放置几小时,碘蒸气,一半曝光，一半遮光,1、为什么对天竺葵先进行暗处理？2、为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢？,绿叶在光合作用中产生了淀粉,恩吉尔曼的实验,1、为什么选用水绵做为实验材料？2、为什么选用黑暗并且没有空气的环境？,氧气是叶绿体产生的叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所,返回,光合作用氧来源的探究,最后,由美国科学家卡尔文利用14C做试
3、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，最终探明了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。,在1961年获得诺贝尔化学奖,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？,因为绿叶中所含的色素主要是叶绿素，但也有其它的一些色素。,试验回顾及问题探讨,绿叶中的色素有哪些、其颜色各怎样？为什么叶绿素呈绿色？,二、捕获光能的色素,方法与步骤：称取5g左右的鲜叶，剪碎，放入研钵中。加少许的石英砂（充分研磨）和碳酸钙(防止色素被破坏)与10ml无水乙醇（溶解色素）。在研钵中快速研磨。将研磨液进行过滤。,2.制备滤纸条：将干
4、燥的定性滤纸剪成滤纸条，将滤纸条的一端剪去一个角，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，随后用棉塞塞紧试管口。注意：不能让滤液细线接触层析液,实验结果：,吸收可见光，用于光合作用,2.色素的功能：,色素的吸收光谱图,叶绿素：吸收蓝紫光和红光,类胡萝卜素：吸收蓝紫光,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,吸收蓝紫光和红光,吸收蓝紫光,与光合作用
5、有关的这些色素都存在于叶绿体中类囊体的薄膜上,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.这种方法的好处是？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？,可以提高光合作用强度；不同颜色的光会影响植物的光合作用。,不能；因为叶绿素基本上不吸收绿光,外膜,内膜,基粒,基质,每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成。这些囊状结构称为类囊体。吸收光能的四种色素就分布在类囊体的薄膜上。,而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。,三、叶绿体的结构,结论:,叶
6、绿体是进行光合作用的场所，它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。,巩固练习,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，光能的吸收发生在叶绿体的（）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原因是（）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透速度不同D.四种色素随层析液在滤纸条上渗透速度不同,A,4.在叶绿体提取和分离试验中，特别要注意不
7、能让层析液没及滤液细线，原因是（）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,巩固练习,5.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述正确的是（）A.叶绿体的色素都分布在囊状结构的膜上B.叶绿体的色素分别在外膜和内膜上C.光合作用的酶只分布在叶绿体基质中D.光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上,A,6.把绿叶的色素溶液放在自然光源和三棱镜之间，从镜的另一侧观察连续光谱中变暗的主要区域是（）A.红光和蓝紫光区 B.黄光和蓝紫光区 C.绿光和红光区 D.黄光和绿光区,A,7.为证实叶绿体有放
8、氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是（）A.光照，有空气，临时装片中无碳酸氢钠稀溶液B.光照，无空气，临时装片中有碳酸氢钠稀溶液C.黑暗，有空气，临时装片中无碳酸氢钠稀溶液D.黑暗，无空气，临时装片中有碳酸氢钠稀溶液,B,8.下列关于叶绿体中色素的提取和分离实验原理的叙述，正确的是（）A.加入少许二氧化硅可防止在研磨时叶绿体中的色素受到破坏B.用无水乙醇将叶绿体中的色素进行分离C.滤纸条上的最上面色素带呈黄绿色D.溶解度越高的色素随层析液在滤纸上扩散越快,D,思考与讨论：,1.光合作用的原料、产物、场所和条件是什么？其化学反应式是？,原料 CO
9、2和H2O；产物 糖类和O2；,场所叶绿体；条件光 酶；,光合作用的反应式是：,CO2+H2O,（CH2O）+O2,4、光合作用化学反应式：,5、光合作用过程,（1）光合作用分为哪几个阶段？分类依据是什么？,（2）每个阶段反应的条件、场所、物质变化、能量变化如何？,四、光合作用的过程,光 反 应,条件：,水在光下分解,O2,H,光、酶、色素,过程：,场所：,类囊体的薄膜上,物质,能量,光能,暗 反 应,C5,固 定,2c3,场所：,条件：,过程：,叶绿体基质,酶,多种酶参加催化,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,色素分子,可见光,C5,2C3,ADP+Pi,AT
10、P,2H2O,O2,4H,多种酶,酶,(CH2O),CO2,吸收,光解,能,固定,还原,酶,光反应,暗反应,光合作用总过程：,光合作用的第一阶段，必须有光才能进行,光合作用的第二阶段，有没有光都可以进行,光合作用动画,光反应和暗反应的比较,场所,条件,物质变化,能量变化,光反应,暗反应,联系,基粒类囊体薄膜上,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、光反应为暗反应准备了还原剂H和能量ATP；,2、暗反应为光反应补充消耗掉的ADP和Pi。
11、,光反应,H2O 2 H+1/2O2,水的光解：,光合磷酸化：,暗反应,总结：,原料和产物的对应关系：,（CH2O）,C,H,O,CO2,CO2,H2O,O2,H2O,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,CO2,C3,（CH2O）,from,from,from,from,6、光合作用的实质,把二氧化碳和水合成糖类等有机物。,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、适当提高CO2的浓度（温室大棚）；2、增加光照时间和光照强度；3、白天适当增加温度，夜间适当降
12、低温度；4、农作物间距合理，选择适当的光源等；5、合理施肥，提供必要的矿物质元素；6、合理灌溉，提供适当水分。,增加农作物产量的几点做法：,五、光合作用原理的应用,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,只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。例如人、动物、真菌及大多数的细菌。,化能合成作用,利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收的光能，用于_ 和_;形成
13、的_和_ 提供给暗反应。,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,ATP,CO2,H2O,光能,化学能,暗反应,光反应,光反应,暗反应,练一练,下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：,图中A是_,B是_,它来自于_的分解。图中C是_，它被传递到叶绿体的_部位，用于_。图中D是_，在叶绿体中合成D所需的能量来自_图中G_,F是_,J是_图中的H表示_，I表示_，H为I提供_,2,水,H,基质,用作还原剂，还原C3,ATP,光
14、能,光反应,H和ATP,色素,C5化合物,C3化合物,糖类,暗反应,将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的C02条件下。如果将环境中C02含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况依次是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,某科学家用含有14C的CO2来追踪光合作用中的C原子，14C的转移途径是（）A、CO2 叶绿体 ATP B、CO2 叶绿素 ATP C、CO2 乙醇 糖类 D、CO2 三碳化合物 糖类,D,在光合作用过程中，能量的转移途径是A、光能 ATP 叶绿素 葡萄糖 B、光能 叶绿素 ATP
15、葡萄糖 C、光能 叶绿素 CO2 葡萄糖D、光能 ATP CO2 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 A.昼夜恒温25 B.白天温度15，夜间温度15 C.昼夜恒温15 D.白天温度25，夜间温度15,D,用下述容积相同的玻璃罩分别罩住大小、生长状况相同的天竺葵，光照相同的时间后，罩内O2最少的是 A绿色罩 B红色罩C蓝色罩 D紫色罩,A,下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是（）A、增大O2浓度 B、增大CO2浓度 C、增强光照 D、调节室温,A,1、在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉的是（）A、H B、C5化合物 C、ATP D、CO2,B,2、与光合作用光反应有关的是（）H2O ATP ADP CO2A.B.C.D.,A,4、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（）A.叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应 B.叶绿体类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应 C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应 D.叶绿体基质中进行暗反应,不进行光反应,D,5、光合作用过程中，产生ADP和消耗ADP的 部位在叶绿体中依次为()外膜 内膜 基质 类囊体膜 A B C D,B,6、光合作用过程的正确顺序是（）二氧化碳的固定 氧气的释放 叶绿素吸收光能水的光解三碳化合物被还原A.B.C.D.7、在暗反应中，固定二氧化碳的物质是（）三碳化合物五碳化合物氧气,
