能量之源──光與光合作用

1、五年后五年后1642年，海爾蒙特(J.B. van Helmont)74.470.06水分水分是建造植物體的是建造植物體的唯一唯一原料原料1.1.光合作用的探究歷程：光合作用的探究歷程：2.5 Kg 1771年，普里斯特利(Joseph Priestley) 綠色植物在光照下產(chǎn)生了綠色植物在光照下產(chǎn)生了氧氣氧氣1864年，薩克斯(Julius von Sachs) 綠葉在光合作用中產(chǎn)生了綠葉在光合作用中產(chǎn)生了淀粉淀粉 1880年，恩吉爾曼(C.Engelmann)葉綠體葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所是綠色植物進行光合作用的場所 ？光合作用 ？光H2O(CH2O)O2CO21941年，魯賓(

2、S.Ruben)和卡門M.Kamen)1818 C18O2+H2O CO2+H218OO2 18O2光合作用釋放的光合作用釋放的O2全部全部來自于來自于H2O 用氧的同位素用氧的同位素18O分別標記分別標記H2O和和CO2,使它使它分別成為分別成為H218O和和C18O2。進行兩組光合作用的實。進行兩組光合作用的實驗：驗：20世紀40年代，卡爾文(M.Calvin) 用14C標記的CO2供小球藻實驗，追蹤檢測其放射性。探明CO2中的C的轉(zhuǎn)移途徑?？栁难h(huán)：CO2 C3 (CH2O)實驗實驗綠葉中色素的提取和分離綠葉中色素的提取和分離實驗原理：提取(無水乙醇)、分離(層析液)目的要求：綠葉中色

3、素的提取和分離及色素的種類材料用具：新鮮的綠葉、定性濾紙等、無水乙醇等方法步驟： 1.提取綠葉中的色素 2.制備濾紙條 3.畫濾液細線 4.分離綠葉中的色素 5.觀察和記錄討論： 1.濾紙條上色帶的數(shù)目、排序、寬窄？ 2.濾紙條上的濾液細線，為什么不能觸及層析液？( (三三) )方法與步驟方法與步驟稱取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 (中和細胞中的酸，防止鎂從葉綠素分子中移出)與10ml無水乙醇。在研缽中快速研磨。將研磨液進行過濾。討論：討論：1.1.用這種方法有什么好處？不同顏色的光照對用這種方法有什么好處？不同顏色的光照對植物的光合作用會有什么影響？植

4、物的光合作用會有什么影響？2.2.為什么不使用綠色的塑料薄膜或補充綠色光為什么不使用綠色的塑料薄膜或補充綠色光源？源？用紅色或藍色的塑料薄膜掛紅色或藍色的燈管問題探討:1.用這種方法可以提高光合作用強度。因為葉綠素吸收最多的是光譜中的藍紫光和紅光。不同顏色的光照對植物的光合作用會有影響。2.因為葉綠素對綠光吸收最少，所以不使用綠色的塑料薄膜或補充綠色光源。色素色素基?；ｎ惸翌惸殷w體的的薄膜薄膜上上酶酶基?；ｎ惸殷w類囊體的的薄膜薄膜上和上和基質(zhì)基質(zhì)中中2.2.葉綠體的結(jié)構(gòu)：葉綠體的結(jié)構(gòu)：二、光合作用的原理和應用：二、光合作用的原理和應用： 光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利光合作用是指綠色植

5、物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存能量的有用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。機物，并且釋放出氧氣的過程。 CO2 + H2O* (CH2O) + O2* 光能光能葉綠體葉綠體光合作用的原料、產(chǎn)物、場所和條件光合作用的原料、產(chǎn)物、場所和條件是什么？請用一個化學反應式表示出是什么？請用一個化學反應式表示出來。來。色素分子色素分子可見光可見光C52C3ADP+PiATP2H2OO24H多種酶多種酶酶酶(CH2O)CO2吸收吸收光解光解能能固定固定還還原原酶酶光反應光反應暗反應暗反應2.2.光合作用的過程：光合作用的過程：H2O 2 H + 1/2O2+

6、Pi+光能光能ATP酶酶ADP水的光解：光合磷酸化：CO2的還原： 2C2C3 3 + H (CH+ H (CH2 2O) + CO) + C5 5CO2的固定： CO2 + C5 2C3原料和產(chǎn)物的對應關系：原料和產(chǎn)物的對應關系：（CH2O）CHOCO2CO2H2OO2H2O能量的轉(zhuǎn)移途徑：能量的轉(zhuǎn)移途徑：碳的轉(zhuǎn)移途徑：碳的轉(zhuǎn)移途徑：光能光能中活躍中活躍的化學能的化學能(CH2O)中中穩(wěn)定穩(wěn)定的化學能的化學能CO2C3（CH2O）光、色素、酶等ATP、H、多種酶等類囊體的薄膜上基質(zhì)中水光解成H和O2ADP+Pi+光能ATP CO2的固定 CO2的還原光能活躍化學能活躍化學能穩(wěn)定化學能 光反應

7、暗反應條件場所物質(zhì)變化能量變化聯(lián) 系3)光反應和暗反應的比較物質(zhì)聯(lián)系：光反應階段產(chǎn)生的H，在暗反應階段用于還原C3；能量聯(lián)系：光反應階段生成的ATP，在暗反應階段中將其儲存的化學能釋放出來，幫助C3形成糖類，ATP中的化學能則轉(zhuǎn)化為儲存在糖類中的化學能。光反應為暗反映提供ATP和NADH，暗反應為光反應補充ADP和NADP+3.3.影響光合作用的因素：影響光合作用的因素：外界因素外界因素1 1）光照）光照2 2）CO23 3）溫度）溫度4 4）礦質(zhì)營養(yǎng)）礦質(zhì)營養(yǎng)5 5）水分）水分6 6）光合速率的日變化）光合速率的日變化內(nèi)部因素內(nèi)部因素1 1）不同部位）不同部位2 2）不同生育期）不同生育期原理：還原原理：還原CO2所需要的所需要的ATP和和H是通過是通過氧化無機物氧化無機物NH4+、NO2-、H2S、SO、H2、Fe2+等等而獲得的。而獲得的?；茏责B(yǎng)類型：硝化細菌、鐵細菌、硫細菌、氫細菌等光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用原料原料CO2、H2OO2、葡萄糖等有機物葡萄糖等有機物產(chǎn)物產(chǎn)物O2、葡萄糖等有機物葡萄糖等有機物CO2、H2O等等能量能量轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換貯藏能量的過程貯藏能量的過程光能光能活躍的化學能活躍的化學能穩(wěn)穩(wěn)定的化學能定的化學能釋放能量的過程釋放能量