能量之源光与光合作用全

CO2 和_______ H2O 转变 2.光合作用的实质是：把______ 光能 转变成_______, 化学能 贮藏在有 为有机物，把_______ 机物中。 暗反应 中形成 3.在光合作用中，葡萄糖是在________ 光反应 的，氧气是在_________ 中形成的，ATP是在 光反应 暗反应 固定的。 _______中形成的，CO2是在_______
实质 联系
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）
五、光合作用原理的应用
影响光合速率的因素
1、光照强度 2、CO2浓度 3、温度 4、水和矿质元素 例：适当提高CO2的浓度（温室大 棚），增加光照时间和光照强度， 农作物间距合理，选择适当的光源 等。
第4节 能量之源——光与光合作用
地球上生物能量的最终来源：
太阳能
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。 1.这种方法的好处是？不同颜色的
讨 光照对植物的光合作用会有影响吗？ 论 2.能否用绿光灯管来补充光源？
为什么？
太阳光中有能量， 我们制造出太阳能电 池板可以捕获其中的 能量并转化为电能。 绿色植物也能捕 获并转化太阳光中的 能量，那么，绿叶中 通过什么物质或结构 捕获并转化光能呢？
CO2的 多种酶 固定
C5
糖类
光合作用总过程：
2H2O
光解
O2 4[H]
酶
2C3
固定
可见光
吸收
CO2
色素分子
ATP 酶 ADP+Pi
能
还 多种酶 C5 原
(CH2O)
光反应 暗反应 光合作用的第一阶段， 光合作用的第二阶段， 必须有光才能进行 有没有光都可以进行
光反应和暗反应的比较
光反应 场所 叶绿体类囊体薄膜上 光 色素、酶 条件 暗反应
叶绿体基质中
多种酶
物质 水的光解 ATP的生成 CO2的固定 C3的还原 变化
ATP中活跃的化学能 能量 光能→ATP中活跃的化学能 →有机物中稳定的 变化 化学能
1、光反应为暗反应准备了还原剂[H]和 联系 2、暗反应为光反应补充消耗掉的ADP和Pi。 能量ATP；
原料和产物的对应关系： CO2 from C H2O （CH2O） H from O from CO2
实验结果：
胡萝卜素（橙黄色）
绿 叶 中 的 色 素
类胡萝卜素
（含量约1/4）
叶黄素（黄色） 叶绿素a（蓝绿色）
叶绿素
（含量约3/4）
叶绿素b（黄绿色）
2、色素对光吸收的特点
叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱
叶绿素：主要吸收红光和蓝紫光 类胡萝卜素：主要吸收蓝紫光
问题探讨
有些蔬菜大棚内悬挂发红色或蓝色光的
基 质
基粒
资料分析：叶绿体的功能
没有 空气 黑暗
极 细 光 束
完 全 光 照
1 现象： 2 现象： 装片中好氧细菌向叶绿体被 装片中好氧细菌分布在叶绿 光束照射到的部位集中。 体所有受光部位的周围。 结论： 结论： 被光束照射到的部位叶绿 氧是由叶绿体释放出来的， 体是光合作用的场所 叶绿体是光合作用的场所。
实验
绿叶中色素的提取和分离
• 操作步骤： 1、提取色素 2、制备滤纸条 3、画滤液细线 4、分离色素 5、观察与记录
方法与步骤： 1.提取色素：称 取5g左右的绿叶，剪 碎，放入研钵中。加 少许的二氧化硅（充 分研磨）和碳酸钙 (中和细胞中的有机 酸，防止色素被破坏) 与10ml无水乙醇。在 研钵中快速研磨。将 研磨液进行过滤。
类囊体膜
光反应阶段 Pi ＋ADP
H2 O
酶
[H] ATP
场所： 叶绿体内的类囊体薄膜上 条件： 光、色素、酶 光能 [H] + O2 水的光解：H2O 物质变化 酶 ADP＋Pi ＋能量（光能） ATP ATP的合成：
供暗反应 使用
进入叶 绿体基 质，参 与暗反 应
能量变化 光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中
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。
比较光合作用、呼吸作用
光合作用 场所 有氧呼吸
叶绿体
细胞质基质、线粒体
O2、酶、H2O、C6H12O6
条件 光、色素、酶、H2O和CO2
物质变化 无机物→有机物 能量变化 光能
有机物→无机物
ATP中活 C H O 等有机物稳 6 12 6 ATP中活 跃化学能 定的化学能 跃化学能 糖类等有机物中稳 和热能 定化学能
O2 from ATP中活跃 的化学能 C3 H2O (CH2O)中稳定 的化学能
能量的转移途径：
光能 CO2
碳的转移途径：
（CH2O）
自养生物
1.光能自养生物
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。
2.化能自养生物
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。
产物— 糖类和O2； 条件—光
光合作用的反应式是：
酶；
CO2 + H2O
光能
（CH2O） + O2
叶绿体
四、光合作用的过程
1、光合作用化学反应式：
CO2 + H2 O叶绿体 （CH2O)+ O2 2、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？
*
光能
*
（2）每个阶段反应的条件、场所、物质 变化、能量变化如何？
在1961年获得 诺贝尔化学奖
三、光合作用
光合作用的概念
指绿色植物通过叶绿体，利用光 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。
光合作用的实质
合成有机物，储存能量
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— CO2和H2O； 场所—叶绿体；
1、在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉 的是（ B ） A、[H] B、C5化合物 C、ATP D、CO2 2、与光合作用光反应有关的是（ A ） ① H 2O ②ATP ③ADP ④CO2 A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③④
3、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 C 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
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两个 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。（画线一定 要细、直、齐）
4.分离绿叶中的色 素： 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（防止色 素溶解到层析液中 而得不到清晰的色 素带）
叶 绿 体 结 构 模 式 图
外膜
内膜
而每个基粒都含有两 个以上的类囊体，多 者可达100个以上。 各基粒间通过膜状结 构相连。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。 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。
H2180
H20
第 二 组
光合作用产生的O2来自于H2O。
光合作用产生的有机物又是怎样合成的？
最后由美国科学家卡尔文利用14C做试验研 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。
正常幼 苗能进 行光合 作用制 造有机 养料
正常苗
白化苗 白化苗
不能进 行光合 作用， 无法制 造有机 养料
因为有能捕获光能的色素
一、捕获光能的色素
绿叶中的色素有哪些、其 颜色各怎样？为什么叶绿 素呈绿色？
实验：绿叶中色素的 提取和分离
一、实验原理
1.叶绿体中的色素能溶解在有机 溶剂无水乙醇中，所以用无水 乙醇可提取叶绿体中色素。 2.根据色素在层析液中溶解度不 同，进而随层析液在滤纸上的 扩散速度不同，可用层析液将 不同的色素分离。
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（ D ） 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 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 ( B ) ①外膜 ②内膜 ③基质 ④类囊体膜 A．③② B．③④ C．①② D．④③
灯管，并且在白天也开灯。
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？ 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。
2.能否用绿光灯管来补充光源？为什么？ 不能；因为叶绿素基本上不吸收绿光
一、捕获光能的色素
叶绿素
叶绿素a 蓝绿色 叶绿素b 黄绿色
吸收蓝紫光 和红光 吸收蓝紫光
暗反应阶段
条件： [H] 、ATP、酶 酶 CO2的固定：CO2＋C5 物质变化 酶 C3的还原： 2C3
ATP [H] 、
场所： 叶绿体的基质中
2C3
(CH2O)
ADP+Pi 糖类
能量变化 ATP中活跃的化学能转变为糖类等 有机物中稳定的化学能 三碳化合物 2C3
叶绿体基质
ATP
[H]
CO2
五碳化合物
• 叶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。
源自文库
结论:
没有叶绿体的生物都无法进行光合作 用吗？
三、光合作用的探究历程
17世纪海尔蒙特 栽培的柳树实验：
结论：水分是植物 建造自身的原料。
结论：植物可以更新空气
有人重复了普利斯特利的实验，得到 相反的结果，认为植物跟动物一样能使 空气变污浊。这一结论引起人们的注意。
类胡 胡萝卜素 橙黄色 萝卜素 叶黄素 黄 色
问题：这些捕获光能的色素存在 于细胞中的什么部位？
二、叶绿体的结构
1817年，两位法国科学家首次从 植物中分离出叶绿素，当时并不清楚 叶绿素在植物细胞中的分布情况。 1865年，德国植物学家萨克斯研 究叶绿素在光合作用中的功能时，发 现叶绿素并非普遍分布在植物的整个 细胞中，而是集中在一个更小的结构 里，后来人们称之为叶绿体。
增加农作物产量的几点做法：
1、增加光照时间和光照强度；
2、适当提高CO2的浓度（温室大棚）；
3、白天适当增加温度，夜间适当降低温 度； 4、合理施肥，提供必要的矿物质元素； 5、合理灌溉，提供适当水分。
6、农作物合理密植（间种、套种），增大 光合作用面积
水的光解 1.叶绿体中的色素所吸收的光能，用于_______ ATP 形成ATP 和____________; 形成的________ 和__________ [H] 提供给暗反应。
1864年，德国植物学家萨克斯的实验：
黑暗处理 一昼夜 让一张叶片一半 曝光一半遮光
用碘蒸气处理这片叶， 发现曝光的一半呈深 蓝色，遮光的一半则 没有颜色变化。
绿叶在光下制造淀粉。
光合作用释放的O2来自CO2还是H2O？
1941年美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）
C02
180
C18O2
2
02
第 一 组
1779年，荷兰的英格豪斯做了500多次植物 更新空气的实验，结果发现： 普利斯特 利的实验只有在阳光照射下才能成功；植 物体只有绿叶才能更新空气。
直到1785年，发现了空气 的组成，人们才明确绿叶在光 下放出的是O2，吸收的是CO2。 光 能 化 学 能
储存在什 么物质中？
1845 年德国 梅耶
下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：
H2O 光 A B F CO2 G J I
C
D
E+Pi
H
色素 水 的分解。 Ｏ2 ①图中A是______,B 是_______, 它来自于______ [H] ，它被传递到叶绿体的______ ②图中C是_______ 基质 部位，用 用作还原剂，还原C3 于____________________ 。 色素吸收 ATP，在叶绿体中合成D所需的能量来自的光能 ③图中D是____ ______ C3化合物 糖类 ④图中G________,F 是_____________ C5化合物 是__________,J 光反应 ， H为I提供__________ [H]和ATP ⑤图中的H表示_______