第四節(jié)能量之源-光與光合作用

1、一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)對(duì)大多數(shù)生物，活細(xì)胞所需能量的最終源頭是對(duì)大多數(shù)生物，活細(xì)胞所需能量的最終源頭是_。太陽(yáng)能太陽(yáng)能綠葉中色素的提取和分離綠葉中色素的提取和分離1、提取的色素原理？、提取的色素原理？2、分離色素的原理？、分離色素的原理？3、二氧化硅的作用？、二氧化硅的作用？4、碳酸鈣的作用？、碳酸鈣的作用？色素能溶解在有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇色素能溶解在有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇各種色素在層析液中的溶解度不同，溶解度大的各種色素在層析液中的溶解度不同，溶解度大的則在濾紙上擴(kuò)散的快。則在濾紙上擴(kuò)散的快。使研磨更加充分使研磨更加充分防止色素被分解防止色素被分解一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)一、

2、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)捕捕獲獲光光能能的的色色素素類胡蘿類胡蘿卜素卜素葉綠素葉綠素胡蘿卜素胡蘿卜素葉黃素葉黃素葉綠素葉綠素a葉綠素葉綠素b(占占1/4)(占占3/4)濾紙上色帶的排列順序如何？寬窄如何？說(shuō)明什么？濾紙上色帶的排列順序如何？寬窄如何？說(shuō)明什么？（橙黃色）（橙黃色）（黃色）（黃色）（藍(lán)綠色）（藍(lán)綠色）（黃綠色）（黃綠色）葉綠體中的葉綠體中的色素提取液色素提取液四種色素對(duì)光的吸收四種色素對(duì)光的吸收葉綠素主要吸收葉綠素主要吸收_類胡蘿卜素主要吸收類胡蘿卜素主要吸收_藍(lán)紫光藍(lán)紫光藍(lán)紫光、紅藍(lán)紫光、紅光光1、樹葉為什么是綠色？、樹葉為什么是綠色？2、P97問(wèn)題探討？問(wèn)題探討？葉綠體的結(jié)構(gòu)葉綠

3、體的結(jié)構(gòu)外外膜膜內(nèi)內(nèi)膜膜基基粒粒基基質(zhì)質(zhì)類囊體類囊體捕獲光能的色素分布在捕獲光能的色素分布在_類囊體的薄膜上類囊體的薄膜上葉綠體的功能葉綠體的功能恩格爾曼實(shí)驗(yàn)的結(jié)恩格爾曼實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？論是什么？O2是由葉綠體產(chǎn)生是由葉綠體產(chǎn)生的的 葉綠體是進(jìn)行葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。光合作用的場(chǎng)所。它內(nèi)部的它內(nèi)部的巨大膜表面上，分布了許多巨大膜表面上，分布了許多吸收光能的色素分吸收光能的色素分子，子，還有許多進(jìn)行還有許多進(jìn)行光合作用的酶。光合作用的酶。 二、光合作用的原理和應(yīng)用二、光合作用的原理和應(yīng)用 綠色植物通過(guò)綠色植物通過(guò)_，利用，利用_，把把_轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存能量的轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存能量的_，并釋放出，并釋放

4、出_的過(guò)程。的過(guò)程。光合作用的探究歷程（光合作用的探究歷程（P101102）光能光能葉綠體葉綠體O2有機(jī)物有機(jī)物CO2和和H2O結(jié)論：植物可以更新空氣結(jié)論：植物可以更新空氣有人重復(fù)了普利斯特利的實(shí)驗(yàn)，得到相反的結(jié)有人重復(fù)了普利斯特利的實(shí)驗(yàn)，得到相反的結(jié)果，所以有人認(rèn)為植物也能使空氣變污濁？果，所以有人認(rèn)為植物也能使空氣變污濁？17791779年，荷蘭的英格豪斯年，荷蘭的英格豪斯 普利斯特利的實(shí)驗(yàn)只有在普利斯特利的實(shí)驗(yàn)只有在陽(yáng)光照射陽(yáng)光照射下才能成功；植物體下才能成功；植物體只有綠葉才能只有綠葉才能更新空氣更新空氣。 到到1785年，發(fā)現(xiàn)了空氣的組年，發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，人們才明確綠葉在光下放出成

5、，人們才明確綠葉在光下放出的是的是O2，吸收的是吸收的是CO2。光光能能化化學(xué)學(xué)能能儲(chǔ)存在什儲(chǔ)存在什么物質(zhì)中？么物質(zhì)中？德國(guó)德國(guó)梅耶梅耶18641864年，德國(guó)薩克斯實(shí)驗(yàn)?zāi)?，德?guó)薩克斯實(shí)驗(yàn)黑暗處理黑暗處理一晝夜一晝夜讓一張葉片一半讓一張葉片一半曝光一半遮光曝光一半遮光綠葉在綠葉在光光下能制造下能制造淀粉淀粉。用碘蒸氣處理這片葉，用碘蒸氣處理這片葉，發(fā)現(xiàn)曝光的一半呈深發(fā)現(xiàn)曝光的一半呈深藍(lán)色，遮光的一半則藍(lán)色，遮光的一半則沒(méi)有顏色變化。沒(méi)有顏色變化。光合作用釋放的光合作用釋放的O2來(lái)自來(lái)自CO2還是還是H2O？第一組第一組光合作用產(chǎn)生的光合作用產(chǎn)生的O2來(lái)自于來(lái)自于H2O。H218OCO2H2OC

6、18O2第二組第二組18O2O2美國(guó)魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)（同位素標(biāo)記法）美國(guó)魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)（同位素標(biāo)記法）光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物又是怎樣合成的？光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物又是怎樣合成的？美國(guó)卡爾文美國(guó)卡爾文用用1414C C標(biāo)記標(biāo)記1414COCO2 2，供小球，供小球藻進(jìn)行光合作用，探明了藻進(jìn)行光合作用，探明了COCO2 2中的中的C C轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中的碳，稱為卡爾文循環(huán)。的碳，稱為卡爾文循環(huán)。反應(yīng)物、條件、反應(yīng)物、條件、場(chǎng)所、生成物場(chǎng)所、生成物 CO2+H2O （CH2O）+O2光能光能葉綠體葉綠體光合作用過(guò)程光合作用過(guò)程光反應(yīng)光反應(yīng)暗反應(yīng)暗反應(yīng)劃分依據(jù)劃分依據(jù): :反應(yīng)過(guò)程反應(yīng)過(guò)程是否需

7、要光能是否需要光能有光才能反應(yīng)有光才能反應(yīng)有光、無(wú)光都能反應(yīng)有光、無(wú)光都能反應(yīng)CO2 2 五碳化合物五碳化合物 C5 CO2的的固定固定三碳化合物三碳化合物 2C3C C3 3的的還還原原葉綠體基質(zhì)葉綠體基質(zhì)多種酶多種酶糖類糖類H H2 2O O類囊體膜類囊體膜酶酶Pi ADPATPH光反應(yīng)過(guò)光反應(yīng)過(guò)程程暗反應(yīng)過(guò)暗反應(yīng)過(guò)程程 光合作用光合作用有氧呼吸有氧呼吸場(chǎng)所場(chǎng)所條件條件物質(zhì)變化物質(zhì)變化能量變化能量變化實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)聯(lián)系聯(lián)系比較光合作用、呼吸作用比較光合作用、呼吸作用光光、色素、酶、色素、酶、H2O和和CO2葉綠體葉綠體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體O2、酶、酶、H2O、C6H12O6無(wú)機(jī)物

8、轉(zhuǎn)變成有機(jī)物無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)變成有機(jī)物有機(jī)物氧化分解成無(wú)機(jī)物有機(jī)物氧化分解成無(wú)機(jī)物 ATP中活中活 躍化學(xué)躍化學(xué)能能光能光能糖類等有機(jī)物中穩(wěn)糖類等有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能定化學(xué)能C6H12O6等有機(jī)物穩(wěn)等有機(jī)物穩(wěn)定的化學(xué)能定的化學(xué)能 ATP中活中活 躍化學(xué)能躍化學(xué)能和熱能和熱能合成有機(jī)物，儲(chǔ)存合成有機(jī)物，儲(chǔ)存能量能量分解有機(jī)物，釋放分解有機(jī)物，釋放能量能量光合作用為呼吸作用提供物質(zhì)（有機(jī)物、光合作用為呼吸作用提供物質(zhì)（有機(jī)物、O2）；）；呼吸作用為光合作用提供原料（呼吸作用為光合作用提供原料（CO2）光合作用原理的應(yīng)用光合作用原理的應(yīng)用影響影響光合作用強(qiáng)度光合作用強(qiáng)度的因素？的因素？光照的長(zhǎng)短與強(qiáng)弱；光的成

9、分；光照的長(zhǎng)短與強(qiáng)弱；光的成分； COCO2 2的濃度；溫的濃度；溫度的高低、必需礦物質(zhì)元素（度的高低、必需礦物質(zhì)元素（N N、P P、MgMg）、水分）、水分等。等。1、適當(dāng)、適當(dāng)提高提高CO2的濃度（溫室大棚）；的濃度（溫室大棚）；2、增加增加光照時(shí)間和光照強(qiáng)度；光照時(shí)間和光照強(qiáng)度；3、白天適當(dāng)、白天適當(dāng)增加增加溫度，夜間適當(dāng)溫度，夜間適當(dāng)降低降低溫度；溫度；4、農(nóng)作物、農(nóng)作物間距間距合理，選擇適當(dāng)?shù)暮侠?，選擇適當(dāng)?shù)墓庠垂庠吹?；等?、合理、合理施肥施肥，提供必要的礦物質(zhì)元素；，提供必要的礦物質(zhì)元素；6、合理、合理灌溉灌溉，提供適當(dāng)水分。，提供適當(dāng)水分。增加農(nóng)作物產(chǎn)量的幾點(diǎn)做法：增加農(nóng)作物

10、產(chǎn)量的幾點(diǎn)做法：影響光合作用的環(huán)境因素：影響光合作用的環(huán)境因素： 光光 二氧化碳的濃度二氧化碳的濃度 溫度溫度 水水 礦質(zhì)元素等礦質(zhì)元素等圖中圖中A A點(diǎn)含義：點(diǎn)含義： ；B B點(diǎn)含義：點(diǎn)含義： ；C C點(diǎn)表示：點(diǎn)表示： _ _ ；光照強(qiáng)度為光照強(qiáng)度為0 0，只進(jìn)行呼吸作用，只進(jìn)行呼吸作用光合作用與呼吸作用強(qiáng)度相等光合作用與呼吸作用強(qiáng)度相等光合作用強(qiáng)度不再隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)而增光合作用強(qiáng)度不再隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)而增強(qiáng)，稱為光飽和點(diǎn)強(qiáng)，稱為光飽和點(diǎn)一天的時(shí)間一天的時(shí)間光合作用效光合作用效率率O光照強(qiáng)度光照強(qiáng)度12 1311光合作用效率與光照強(qiáng)度、時(shí)間的關(guān)系光合作用效率與光照強(qiáng)度、時(shí)間的關(guān)系A(chǔ)BCDE10

11、1514 已知某植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別已知某植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為為25250 0C C和和30300 0C C，下圖表示，下圖表示25250 0C C時(shí)光合作用與光照強(qiáng)時(shí)光合作用與光照強(qiáng)度的關(guān)系。若溫度升到度的關(guān)系。若溫度升到30300 0C C （原光照強(qiáng)度和（原光照強(qiáng)度和COCO2 2濃濃度不變），理論上圖中相應(yīng)點(diǎn)度不變），理論上圖中相應(yīng)點(diǎn)a a、b b、c c移動(dòng)方向分移動(dòng)方向分別為：別為：A A 下移、右移、下移下移、右移、下移B B 下移、左移、下移下移、左移、下移C C 上移、左移、上移上移、左移、上移D D 上移、右移、上移上移、右移、上移四、化能

12、合成作用四、化能合成作用2NH2NH3 3 + 3O+ 3O2 2 硝化硝化細(xì)菌細(xì)菌2HNO2HNO2 2 + 2H+ 2H2 2O + O + 能量能量2HNO2HNO2 2 + O+ O2 2硝化硝化細(xì)菌細(xì)菌2HNO2HNO3 3 + + 能量能量COCO2 2 + H+ H2 2O O硝化細(xì)硝化細(xì)菌菌（CHCH2 2O O ）+ O+ O2 2生物的同化作用類型生物的同化作用類型區(qū)別：能量來(lái)源不同區(qū)別：能量來(lái)源不同光合作用光合作用化化 能能 合合成成 作作 用用類型類型共同點(diǎn)：將無(wú)機(jī)物合成有共同點(diǎn)：將無(wú)機(jī)物合成有 機(jī)物，并儲(chǔ)存能量機(jī)物，并儲(chǔ)存能量生物：生物：綠色植物、光合細(xì)菌；硝化細(xì)菌、

13、鐵細(xì)菌、綠色植物、光合細(xì)菌；硝化細(xì)菌、鐵細(xì)菌、 硫細(xì)菌等硫細(xì)菌等異養(yǎng)型異養(yǎng)型動(dòng)物和人類；營(yíng)腐生、寄生生活的細(xì)動(dòng)物和人類；營(yíng)腐生、寄生生活的細(xì)菌和真菌等。菌和真菌等。自養(yǎng)型自養(yǎng)型1.1.葉綠體中的色素所吸收的光能，用于葉綠體中的色素所吸收的光能，用于_ _ 和和_;_;形成的形成的_和和_ _ 提供給暗反應(yīng)。提供給暗反應(yīng)。2.2.光合作用的實(shí)質(zhì)是：把光合作用的實(shí)質(zhì)是：把_和和_轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物，把為有機(jī)物，把_轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成_,_,貯藏在有貯藏在有機(jī)物中。機(jī)物中。3.3.在光合作用中，葡萄糖是在在光合作用中，葡萄糖是在_中形成中形成的，氧氣是在的，氧氣是在_中形成的，中形成的，ATPATP是在是在

14、_中形成的，中形成的，COCO2 2是在是在_固定的。固定的。水的光解水的光解形成形成ATPHATPCO2H2O光能光能化學(xué)能化學(xué)能暗反應(yīng)暗反應(yīng)光反應(yīng)光反應(yīng)光反應(yīng)光反應(yīng)暗反應(yīng)暗反應(yīng)下圖是光合作用過(guò)程圖解，請(qǐng)分析后回答下列問(wèn)題：下圖是光合作用過(guò)程圖解，請(qǐng)分析后回答下列問(wèn)題：圖中圖中A A是是_,B_,B是是_,_,它來(lái)自于它來(lái)自于_的分解。的分解。圖中圖中C C是是_，它被傳遞到葉綠體的，它被傳遞到葉綠體的_部位，部位，用于用于_ _ 。圖中圖中D D是是_，在葉綠體中合成，在葉綠體中合成D D所需的能量來(lái)自所需的能量來(lái)自_圖中圖中G_,FG_,F是是_,J_,J是是_圖中的圖中的H H表示表示

15、_， I I表示表示_，H H為為I I提供提供_光光H2OBACDE+PiFGCO2JHI2水水H基質(zhì)基質(zhì)用作還原劑，還原用作還原劑，還原C3ATP光能光能光反光反應(yīng)應(yīng)H和和ATP色素色素C5化合物化合物C3化合物化合物糖類糖類暗反暗反應(yīng)應(yīng)將植物栽培在適宜的光照、溫度和充足的將植物栽培在適宜的光照、溫度和充足的C0C02 2條件下。條件下。如果將環(huán)境中如果將環(huán)境中C0C02 2含量突然降至極低水平，此時(shí)葉肉細(xì)胞含量突然降至極低水平，此時(shí)葉肉細(xì)胞內(nèi)的內(nèi)的C C3 3化合物、化合物、C C5 5化合物和化合物和ATPATP含量的變化情況依次是含量的變化情況依次是A. A. 上升；下降；上升上升；

16、下降；上升 B. B. 下降；上升；下降下降；上升；下降 C. C. 下降；上升；上升下降；上升；上升 D. D. 上升；下降；下降上升；下降；下降C某科學(xué)家用含有某科學(xué)家用含有1414C C的的COCO2 2來(lái)追蹤光合作用中的來(lái)追蹤光合作用中的C C原原子，子，1414C C的轉(zhuǎn)移途徑是（的轉(zhuǎn)移途徑是（ ） A A、COCO2 2 葉綠體葉綠體 ATPATP B B、COCO2 2 葉綠素葉綠素 ATPATP C C、COCO2 2 乙醇乙醇 糖類糖類 D D、COCO2 2 三碳化合物三碳化合物 糖類糖類D在光合作用過(guò)程中，能量的轉(zhuǎn)移途徑是在光合作用過(guò)程中，能量的轉(zhuǎn)移途徑是A A、光能、光

17、能 ATP ATP 葉綠素葉綠素 葡萄糖葡萄糖 B B、光能、光能 葉綠素葉綠素 ATP ATP 葡萄糖葡萄糖 C C、光能、光能 葉綠素葉綠素 COCO2 2 葡萄糖葡萄糖D D、光能、光能 ATP COATP CO2 2 葡萄糖葡萄糖 B若白天光照充足，下列哪種條件對(duì)農(nóng)作物增產(chǎn)有利若白天光照充足，下列哪種條件對(duì)農(nóng)作物增產(chǎn)有利 A.A.晝夜恒溫晝夜恒溫25 25 B. B.白天溫度白天溫度1515，夜間溫度，夜間溫度1515 C. C.晝夜恒溫晝夜恒溫15 15 D. D.白天溫度白天溫度2525，夜間溫度，夜間溫度1515 D用下述容積相同的玻璃罩分別罩住大小、生長(zhǎng)狀況相用下述容積相同的玻

18、璃罩分別罩住大小、生長(zhǎng)狀況相同的天竺葵，光照相同的時(shí)間后，罩內(nèi)同的天竺葵，光照相同的時(shí)間后，罩內(nèi)O O2 2最少的是最少的是 A A綠色罩綠色罩 B B紅色罩紅色罩C C藍(lán)色罩藍(lán)色罩 D D紫色罩紫色罩A下列措施中，不會(huì)提高溫室蔬菜產(chǎn)量的是（下列措施中，不會(huì)提高溫室蔬菜產(chǎn)量的是（ ） A A、增大、增大O O2 2濃度濃度 B B、增大、增大COCO2 2濃度濃度 C C、增強(qiáng)光照、增強(qiáng)光照 D D、調(diào)節(jié)室溫、調(diào)節(jié)室溫A4 4、光合作用的過(guò)程可分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階、光合作用的過(guò)程可分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段，下列說(shuō)法正確的是（段，下列說(shuō)法正確的是（ ） A.A.葉綠體類囊體膜上進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng)葉綠體類囊體膜上進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng) B.B.葉綠體類囊體膜上進(jìn)行暗反應(yīng)，不進(jìn)行光反應(yīng)葉綠體類囊體膜上進(jìn)行暗反應(yīng)，不進(jìn)行光反應(yīng) C.C.葉綠體基質(zhì)中可進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng)葉綠體基質(zhì)中可進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng) D.D.葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行暗反應(yīng)葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行暗反應(yīng), ,不進(jìn)行光反應(yīng)不