1、俗话说：“万物生长靠太阳”为什么这么说呢？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。,绿色植物储存在有机物中的能量来自哪里呢？,第4节 能量之源光与光合作用,一 捕获光能的色素和结构,二 光合作用的原理和应用,太阳的光能又是通过什么途径进入植物体内的？,植物细胞为什么能捕获光能呢？,捕获光能的色素叶绿体的结构,一 捕获光能的色素和结构,为什么有些植物的叶片不是绿色的?,为什么有些植物的叶片在不同时期颜色不同呢？,绿叶中会有哪些种类的色素呢？它们分别
2、是什么颜色的？各种色素在绿叶的含量相同吗？,捕获光能的色素,实验：绿叶中色素的提取和分离,操作步骤：,提取色素,制备滤纸条,画滤液细线,分离色素,观察与记录,实验步骤 提取色素：称量5 g绿色叶片并剪碎,捕获光能的色素,实验：绿叶中色素的提取和分离,1、色素的提取原理： 2、色素的分离原理： 3、二氧化硅的作用： 4、碳酸钙的作用： 5、无水乙醇的作用： 6、层析液的作用：,依据相似相溶原理,使研磨充分。,防止叶绿体中的色素受到破坏。,不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的在滤纸条上扩散地快,溶解并提取色素,分离色素,注意事项：,操作要点 叶片要新鲜、颜色要深绿，含有较多色素。 研磨要迅速
3、、充分。叶绿素不稳定，易被活细胞内的叶绿素酶水解。充分研磨使叶绿体完全破裂，提取较多的色素。 滤液细线不仅要求细、直、齐，而且要求含有较多的色素，所以要求待滤液干后再画23次。 滤液细线不能触及层析液、否则色素溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带。,一、捕获光能的色素和结构,捕获光能的色素,类胡萝卜素,叶绿素,胡萝卜素,叶黄素,叶绿素a,叶绿素b,(占1/4),(占3/4),滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？,（橙黄色）,（黄色）,（蓝绿色）,（黄绿色）,想一想,1、韭黄和蒜黄是怎样培养出来的？ 2、叶绿素的形成需要哪些条件？,叶绿素占到叶绿体中色素总量的3/4，是光合作用中的主要
4、色素。,为什么植物的叶片呈现绿色？,光照到物体表面后，该物体又将这种颜色的光反射出来，就是我们所见到的颜色。对植物而言，除了部分橙光、黄光和大部分绿光被反射外，其他的基本上都被叶绿素分子吸收了，所以植物的叶片呈现绿色。,叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光,叶片为什么往往是绿色的呢？,叶绿素中的吸收光谱,0,400,500,600,700 nm,50,100,叶绿素b,叶绿素a,这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位呢？,叶绿体的结构,1880年，恩格尔曼的实验,隔绝空气,黑暗，用极细光束照射,完全暴露在光下,水绵和好氧细菌的装片,结论：氧是由 叶绿体释放出来的， 叶绿体是光合作用的场所。光合
5、作用需要光照。,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。叶绿体是进行光合作用的场所，它内部巨大膜表面上，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。,光合作用在叶绿体中是怎样进行的呢？,光合作用的探究历程,结论：水分是植物建造自身的原料。,17世纪海尔蒙特栽培的柳树实验,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，所以有人认为植物也能使空气变污浊？,1779年，荷兰科学家英格豪斯的实验； 1785年，明确绿叶在光下放出的是氧气，吸收的是二氧化碳； 1845年，梅耶指出，植物在进行光合作用时，把光能转变成化学能储存起来；,
6、1864年，萨克斯(德)的实验,（置于暗处几小时） 思考：目的是什么？,1864年，（德）萨克斯的实验,绿色叶片中光合作用中产生了淀粉；,20世纪30年代，鲁宾和卡门（美）的同位素标记实验：,结论：光合作用产生的氧气全部来自水，而不是来自CO2。,光合作用的概念：是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。,什么是光合作用呢？,光合作用的原理和应用,（一）光合作用的过程,CO2+H2O* (CH2O)+O2*,总反应式:,包括两个阶段:,1.光反应,2.暗反应,叶绿体,光,暗反应,色素分子,可见光,C5,2C3,ADP+Pi,ATP,2H2O
7、,O2,4H,多种酶,酶,(CH2O),CO2,吸收,光解,能,固定,还原,酶,光反应,暗反应,光合作用的过程,过程：光反应阶段和暗反应阶段的比较,光能转换成电能 再变成活跃的化学能 （ATP、NADPH中）,活跃的化学能变成稳定的化学能,光反应为暗反应提供NADPH和ATP,暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料,水的光解2H2O4H+O2合成ATP ADP+Pi ATP,光,酶 光能,CO2的固定CO2+C5 2C3三碳的还原2C3 C6H12O6,酶,酶 ATP H,光,光合作用的重要意义,包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源维持大气中氧气和二氧化碳含量的
8、相对稳定促进生物进化 从物质转变和能量转变的过程来看，光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢,影响光合作用的因素,光照强度,真正光合速率=净光合速率+呼吸速率,温度,CO2浓度,b:CO2的补偿点,c:CO2的饱和点,ab: CO2太低，农作物消耗光合产物；bc: 随CO2的浓度增加，光合作用强度增强；cd: CO2浓度再增加，光合作用强度保持不变；de: CO2深度超过一定限度，将引起原生质体中毒或气孔关闭，抑制光合作用。,N：光合酶及NADP+和ATP的重要组分 P：NADP+和ATP的重要组分；维持叶绿体正常结构和功能 K：促进光合产物向贮藏器官运输 Mg：叶绿素的重要组分,矿质营养
9、,影响光能利用率的因素在生产中的应用：,延长光合作用时间,增加光合作用面积,光能利用率,光合作用效率,( 轮作 ),( 合理密植：间种、套种 ),1、光照强度、光质,2、CO2浓度,3、温度,4、矿质元素（ 合理施肥）,5、水（ 合理灌溉）,图中A点含义： ； B点含义： ； C点表示： ； 若甲曲线代表阳生植物，则乙曲线代表 植物。,光照强度为0，只进行呼吸作用,光合作用与呼吸作用强度相等，称为光补偿点,光合作用强度不再随光照强度增强而增强，称为光饱和点,阴生,A,B,光照强度,0,阳生植物,阴生植物,B：光补偿点,C：光饱和点,应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。,C,光补偿点、光饱和
10、点 ： 阳生植物 阴生植物,图中A点表示： 。,CO2浓度达到植物所需的最大值，光合速率不再上升,光合作用是在 的催化下进行的，温度直接影响 ； B点表示： ； BC段表示： ；,酶的活性,酶,此温度条件下，光合速率最高,超过最适温度，光合速率随温度升高而下降,1、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25，夜间温度15C.昼夜恒温15 D.白天温度30，夜间温度15,D,2、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,3、下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是（
11、）A、增大O2浓度 B、增大CO2浓度C、增强光照 D、调节室温,A,五、光合作用和呼吸作用中的化学计算,光合作用反应式： 6CO212H2OC6H12O66O26H2O,呼吸作用反应式： 有氧：C6H12O66O26H2O 6CO212H2O 无氧：C6H12O62C2H5OH2CO2 (植物),实测CO2吸收量 光合作用CO2吸收量-呼吸作用CO2释放量 实测O2释放量 光合作用O2释放量-呼吸作用O2消耗量,【例题1】测定植物光合作用的速率，最简单有效的方法是测定：A.植物体内葡萄糖的氧化量B.植物体内叶绿体的含量C.二氧化碳的消耗量D.植物体内水的消耗量,【例题2】如果做一个实验测定藻
12、类植物是否完成光反应,最好是检测其:A.葡萄糖的形成B.淀粉的形成C.氧气的释放D.CO2的吸收量,例3将某一绿色植物置于密闭的玻璃容器内，在一定条件下不给光照，CO2的含量每小时增加8mg，给予充足光照后，容器内CO2的含量每小时减少36mg，若上述光照条件下光合作用每小时能产生葡萄糖30mg，请回答：（1）比较在上述条件下，光照时呼吸作用的强度与黑暗时呼吸作用的强度差是 mg。（2）在光照时，该植物每小时葡萄糖净生产量是 mg。（3）若一昼夜中先光照4小时，接着放置在黑暗情况下20小时，该植物体内有机物含量变化是（填增加或减少） 。（4）若要使这株植物有更多的有机物积累，你认为可采取的措施
13、是: 。,0,24.5,减少,延长光照时间； 降低夜间温度；增加CO2浓度。,化能合成作用,自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有色素，不能进行光合作用，但是能够体外环境中某些无机物释放的能量来制造有机物，这种合成作用，叫做化能合成作用。,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
14、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
15、的H表示_， H为I提供_,2,水,H,基质,用作还原剂，还原C3,ATP,色素吸收的光能,光反应,H和ATP,色素,C5化合物,C3化合物,糖类,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 CO2 A. B. C. D.,A,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 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
16、；下降,C,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 BC 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,8、在光照充足的环境里，将黑藻放入含有18O的水中，过一段时间后，分析18O放射性标记，最先（ ） A、在植物体内的葡萄糖中发现 B、在植物体内的淀粉中发现 C、在植物体内的淀粉、脂肪、蛋白质中均可发现 D、在植物体周围的空气中发现,D,9、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 ATPB、CO2 叶绿素 ATPC、CO2 乙醇 糖类D、CO2 三碳化合物 糖类,D,10、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 葡萄糖 C、光能 叶绿素 CO2 葡萄糖 D、光能 ATP CO2 葡萄糖,B,
