第4節(jié) 能量之源光與光合作用,一 捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu),第一課時(shí),問題探討,為什么植物的葉片大多是綠色的，但有時(shí)葉片也會發(fā)黃？,因?yàn)榫G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(yàn)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？,一、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(jìn)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(gè)角，并在距這端1cm處用鉛筆畫一條細(xì)的橫線。,3.畫濾液細(xì)線：用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻地畫出一條細(xì)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(xì)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(xì)線接觸層析液,實(shí)驗(yàn)結(jié)果：,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,葉綠素：吸收藍(lán)紫光和紅光,類胡蘿卜素：吸收藍(lán)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(lán)綠色,黃綠色,橙黃色,黃 色,占3/4,吸收藍(lán)紫光和紅光,吸收藍(lán)紫光,與光合作用有關(guān)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(lán)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(bǔ)充光源？為什么？,可以提高光合作用強(qiáng)度；不同顏色的光會影響植物的光合作用。,不能；因?yàn)槿~綠素基本上不吸收綠光,外膜,內(nèi)膜,基粒,基質(zhì),每個(gè)基粒都由一個(gè)個(gè)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(gè)基粒都含有兩個(gè)以上的類囊體，多者可達(dá)100個(gè)以上。葉綠體內(nèi)有如此多的基粒和類囊體，極大地?cái)U(kuò)大了受光面積。,二、葉綠體的結(jié)構(gòu),結(jié)論:,葉綠體是進(jìn)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(jìn)行光合作用所必需的酶。,鞏固練習(xí),藍(lán)綠色,黃綠色,橙黃色,黃色,較慢,較快,最慢,最快,藍(lán)紫光和紅光,藍(lán)紫光,2.葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的細(xì)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(xí),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(kuò)散速度不同 B.四種色素隨濾液在濾紙上擴(kuò)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,A,4.在葉綠體提取和分離試驗(yàn)中，特別要注意不能讓層析液沒及濾液細(xì)線，原因是（ ） A.濾紙條上的集中色素不能擴(kuò)散 B.色素沿濾紙條的擴(kuò)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(kuò)散,D,鞏固練習(xí),5.葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的細(xì)胞器，下面有關(guān)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,A,6.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(lán)紫光區(qū) B.黃光和藍(lán)紫光區(qū) C.綠光和紅光區(qū) D.黃光和綠光區(qū),A,7.為證實(shí)葉綠體有放氧功能，可利用含有水綿與好氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，裝片需要給予一定的條件，這些條件是（ ） A.光照，有空氣，臨時(shí)裝片中無碳酸氫鈉稀溶液 B.光照，無空氣，臨時(shí)裝片中有碳酸氫鈉稀溶液 C.黑暗，有空氣，臨時(shí)裝片中無碳酸氫鈉稀溶液 D.黑暗，無空氣，臨時(shí)裝片中有碳酸氫鈉稀溶液,B,8.下列關(guān)于葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)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(shí)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(jìn)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(kuò)散越快,D,二 光合作用的原理和應(yīng)用,第二課時(shí),俗話說：“萬物生長靠太陽”，為什么呢？我們來看一組數(shù)據(jù)： 地球表面上的綠色植物每年大約制造4400 億噸有機(jī)物； 地球表面上的綠色植物每年儲存的能量約 為7111018kJ，這個(gè)數(shù)字大約相當(dāng)于 240000個(gè)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(shí)戰(zhàn)演練,太陽能,？,太陽的光能又是通過什么途徑進(jìn)入植物體內(nèi)的呢,綠色植物儲存在有機(jī)物中的能量來自哪呢？,1、1771年：英普里斯特利的實(shí)驗(yàn) 2、1864年：德薩克斯的實(shí)驗(yàn) 3、1880年：美恩吉爾曼的實(shí)驗(yàn) 4、20世紀(jì)30年代：美魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn),一、光合作用探究歷程,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(gè)實(shí)驗(yàn)說明什么問題？,薩克斯的實(shí)驗(yàn),在暗處放置幾小時(shí),碘蒸氣,一半曝光，一半遮光,1、為什么對天竺葵先進(jìn)行暗處理？ 2、為什么讓葉片的一半曝光， 另一半遮光呢？,綠葉在光合作用中產(chǎn)生了淀粉,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？,氧氣是葉綠體產(chǎn)生的 葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場所,最后,由美國科學(xué)家卡爾文利用C做試驗(yàn)研究：用C標(biāo)記的CO2，供小球藻進(jìn)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(jī)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(xué)獎(jiǎng),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(xué)反應(yīng)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(yīng)式是：,CO2 + H2O,（CH2O） + O2,4、光合作用化學(xué)反應(yīng)式：,5、光合作用過程,（1）光合作用分為哪幾個(gè)階段？分類依據(jù)是什么？,（2）每個(gè)階段反應(yīng)的條件、場所、物質(zhì)變化、 能量變化如何？,二、光合作用的過程,光 反 應(yīng),條件：,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),能量,光能,暗 反 應(yīng),C5,固 定,2c3,場所：,條件：,過程：,葉綠體基質(zhì),酶,多種酶 參加催化,物 質(zhì),能量,ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為糖類中穩(wěn)定的化學(xué)能,色素分子,可見光,C5,2C3,ADP+Pi,ATP,2H2O,O2,4H,多種酶,酶,(CH2O),CO2,吸收,光解,能,固定,還原,酶,光反應(yīng),暗反應(yīng),光合作用總過程：,光合作用的第一階段，必須有光才能進(jìn)行,光合作用的第二階段，有沒有光都可以進(jìn)行,光反應(yīng)和暗反應(yīng)的比較,場所,條件,物質(zhì)變化,能量變化,光反應(yīng),暗反應(yīng),聯(lián)系,基粒類囊體薄膜上,葉綠體基質(zhì)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的還原,光能ATP中活躍的化學(xué)能,ATP中活躍的化學(xué)能 有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能,1、光反應(yīng)為暗反應(yīng)準(zhǔn)備了還原劑H和能量ATP；,2、暗反應(yīng)為光反應(yīng)補(bǔ)充消耗掉的ADP和Pi。,光反應(yīng),H2O 2 H + 1/2O2,水的光解：,光合磷酸化：,暗反應(yīng),總結(jié)：,原料和產(chǎn)物的對應(yīng)關(guān)系：,（CH2O）,C,H,O,CO2,CO2,H2O,O2,H2O,能量的轉(zhuǎn)移途徑：,碳的轉(zhuǎn)移途徑：,光能,ATP中活躍的化學(xué)能,(CH2O)中穩(wěn)定的化學(xué)能,CO2,C3,（CH2O）,from,from,from,from,6、光合作用的實(shí)質(zhì),把二氧化碳和水合成糖類等有機(jī)物。,影響光合作用強(qiáng)度的因素？,光照的長短與強(qiáng)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(dāng)提高CO2的濃度（溫室大棚）； 2、增加光照時(shí)間和光照強(qiáng)度； 3、白天適當(dāng)增加溫度，夜間適當(dāng)降低溫度； 4、農(nóng)作物間距合理，選擇適當(dāng)?shù)墓庠吹龋?5、合理施肥，提供必要的礦物質(zhì)元素； 6、合理灌溉，提供適當(dāng)水分。,增加農(nóng)作物產(chǎn)量的幾點(diǎn)做法：,三、光合作用原理的應(yīng)用,能夠利用體外環(huán)境中的某些無機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來制造有機(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,四、化能合成作用,能夠直接把從外界環(huán)境攝取的無機(jī)物轉(zhuǎn)變成為自身的組成物質(zhì)，并儲存了能量的一類生物,不能直接利用無機(jī)物制成有機(jī)物，只能把從外界攝取的現(xiàn)成的有機(jī)物轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì)，并儲存了能量的一類生物,如：綠色植物，藍(lán)藻、硝化細(xì)菌、鐵細(xì)菌、硫細(xì)菌等,如：人、動物、真菌(如蘑菇) 、多數(shù)的細(xì)菌（乳酸菌、大腸桿菌）等,自養(yǎng)生物：,異養(yǎng)生物：,1.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(yīng)。,2.光合作用的實(shí)質(zhì)是：把_和_轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物，把_轉(zhuǎn)變成_,貯藏在有機(jī)物中。,3.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,ATP,CO2,H2O,光能,化學(xué)能,暗反應(yīng),光反應(yīng),光反應(yīng),暗反應(yīng),練一練,4.下圖是光合作用過程圖解，請分析后回答下列問題：,圖中A是_,B是_,它來自于_的分解。 圖中C是_，它被傳遞到葉綠體的_部位，用于_ 。 圖中D是_，在葉綠體中合成D所需的能量來自_ 圖中G_,F是_,J是_ 圖中的H表示_， I表示_，H為I提供_,2,水,H,基質(zhì),用作還原劑，還原C3,ATP,光能,光反應(yīng),H和ATP,色素,C5化合物,C3化合物,糖類,暗反應(yīng),5.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(shí)葉肉細(xì)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,6.某科學(xué)家用含有C的CO2來追蹤光合作用中的C原子，C的轉(zhuǎn)移途徑是 A、CO2 葉綠體 ATP B、CO2 葉綠素 ATP C、CO2 乙醇 糖類 D、CO2 三碳化合物 糖類,D,7.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 ATP CO2 葡萄糖,B,8.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,9.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(shí)間后，罩內(nèi)O2最少的是 A綠色罩 B紅色罩 C藍(lán)色罩 D紫色罩,A,10.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(qiáng)光照 D、調(diào)節(jié)室溫,A,1、在光合作用的暗反應(yīng)過程中，沒有被消耗掉的是（ ） A、H B、C5化合物 C、ATP D、CO2,B,2、與光合作用光反應(yīng)有關(guān)的是（ ） H2O ATP ADP CO2 A. B. C. D.,A,當(dāng)堂檢測,4、光合作用的過程可分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段，下列說法正確的是（ ） A.葉綠體類囊體膜上進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng) B.葉綠體類囊體膜上進(jìn)行暗反應(yīng)，不進(jìn)行光反應(yīng) C.葉綠體基質(zhì)中可進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng) D.葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行暗反應(yīng),不進(jìn)行光反應(yīng),D,5、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 ( ) 外膜 內(nèi)膜 基質(zhì) 類囊體膜 A B C D,B,6、光合作用過程的正確順序是（ ） 二氧化碳的固定 氧氣的釋放 葉綠素吸收光能水的光解三碳化合物被還原 A. B. C. D. 7、在暗反應(yīng)中，固定二氧化碳的物質(zhì)是（ ） 三碳化合物 五碳化合物 氧氣,