能量之源 光和光合作用

光合作用是生物界獲得能量、食物和氧氣的根本途徑。

全球40個(gè)國家糧食短缺非洲饑餓的孩子們等待著聯(lián)合國的救濟(jì)糧

韭黃韭菜缺少葉綠素在植物綠葉中是不是只有葉綠素呢？思考一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)葉片中的葉肉細(xì)胞綠葉

葉肉細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖

葉綠體亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖實(shí)驗(yàn):光合色素的提取和分離一、實(shí)驗(yàn)原理:1、提取原理：色素能溶解在有機(jī)溶劑（95%的乙醇）中，使色素從生物組織中脫離出來。2、分離原理：各種色素都能溶解在層析液中，但溶解度不同。溶解度大的色素隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快；溶解度小的色素隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得慢。（一）提取色素：(1).研磨材料:5g鮮葉藥品(二氧化硅)SiO2——有助于研磨充分(碳酸鈣)CaCO3

——防止色素被破壞無水酒精(10mL)——溶解色素一、綠葉中色素的提取和分離(2).過濾：獲取綠色濾液在一小玻璃漏斗基部放一塊單層尼龍布，將研磨液迅速倒入漏斗中。收集濾液到一個(gè)試管中，及時(shí)用棉塞將試管中塞緊（防止揮發(fā)）。二.準(zhǔn)備濾紙條鉛筆線畫鉛筆細(xì)線濾液細(xì)線畫濾液細(xì)線三、畫濾液細(xì)線：細(xì)、直、齊。用毛細(xì)吸管，吸取少量濾液，沿著鉛筆線均勻地畫，待濾液干燥后再畫2—3次。四.分離綠葉中的色素：插濾紙條層析液培養(yǎng)皿★層析液不能沒及濾液線胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b

層析液沿著干燥的濾紙由下而上擴(kuò)散，當(dāng)擴(kuò)散到細(xì)線時(shí)，色素便溶解在層析液中，并隨著層析液一起向上擴(kuò)散，而不同的色素溶解不同，擴(kuò)散速度也不同，所以將不同色素分離開。1、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析色素種類色素顏色色素含量溶解度擴(kuò)散速度胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b橙黃色黃色藍(lán)綠色黃綠色最少較少最多較多最高較高較低最低最快較快較慢最慢葉綠體中的色素葉綠素（含量約占總量的3/4）類胡蘿卜素（含量約占總量的1/4）葉綠素a（藍(lán)綠色）葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光2、色素的吸收光譜三棱鏡葉綠體色素吸收可見的太陽光類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光為什么植物的葉片呈現(xiàn)綠色？

光照到物體表面后，該物體又將這種顏色的光反射出來，就是我們所見到的顏色。對(duì)植物而言，除了部分橙光、黃光和大部分綠光被反射外，其他的基本上都被葉綠素分子等所吸收了，所以植物的葉片呈現(xiàn)綠色。鞏固練習(xí)一株綠色植物在單位時(shí)間內(nèi)，使光合作用產(chǎn)物最少的光照是A、紅橙光B、藍(lán)紫光C、綠光D、白光葉綠體中的色素葉綠素（含量約占總量的3/4）類胡蘿卜素（含量約占總量的1/4）主要吸收藍(lán)紫光和紅光主要吸收藍(lán)紫光葉綠素a（藍(lán)綠色）葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）

1817年兩位法國科學(xué)家首次從植物中分離出葉綠素，當(dāng)時(shí)并不清楚葉綠素在植物細(xì)胞中的分布情況。

1865年德國植物學(xué)家薩克斯研究葉綠素在光合作用中的功能時(shí)，發(fā)現(xiàn)葉綠素并非普遍分布在植物的整個(gè)細(xì)胞中，而是集中在一個(gè)個(gè)更小的結(jié)構(gòu)里，后來人們稱之為葉綠體。2023/2/1201.下列標(biāo)號(hào)各代表： ①

②________③_________

④

⑤________2.在④上分布有光合作用所需的

和

，在⑤中也分布有光合作用所需的

。

基質(zhì)酶

外膜內(nèi)膜類囊體膜基粒色素

酶①②③

④⑤6葉綠體的結(jié)構(gòu)外膜內(nèi)膜基?；|(zhì)類囊體吸收光能的色素分布在___________類囊體的薄膜上分布：主要存在綠色植物的葉肉細(xì)胞里以及幼嫩莖稈的皮層細(xì)胞里。結(jié)論:氧氣是葉綠體產(chǎn)生的;葉綠體是光合作用的場所。光合作用需要光照。1880年美國科學(xué)家恩格爾曼現(xiàn)象：分析：在沒有空氣的黑暗環(huán)境中好氧細(xì)菌只集中在被光線照射的葉綠體附近。光線照射部位進(jìn)行光合作用產(chǎn)生了氧氣。水綿和好氧細(xì)菌的裝片極細(xì)的光束1880年，美國科學(xué)家恩格爾曼黑暗處用極細(xì)光束照射暴露在光下結(jié)論：氧是由

葉綠體釋放出來的，

葉綠體是光合作用的場所。

光合作用需要光照。恩吉爾曼實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析：這一巧妙的實(shí)驗(yàn)說明了什么？葉綠體中的色素主要吸收紅光與藍(lán)紫光，幾乎不吸收綠光積極思維依賴光合作用人類面臨四大問題人口急增糧食短缺能源匱乏環(huán)境污染

關(guān)注世界糧食日關(guān)注并拯救饑餓的孩子呼吁！5.觀察和記錄討論：1.濾紙條上有幾條不同顏色的色帶？其排序怎樣？寬窄如何？這說明了什么？不同顏色的藻類吸收不同波長的光。藻類本身的顏色是反射出來的光。到達(dá)深水層的光線是相對(duì)富含短波長的光，所以吸收紅光和藍(lán)紫光較多的綠藻分布于海水的淺層，吸收藍(lán)紫光和綠光較多的紅藻分布于海水深的地方二、光合作用的原理和應(yīng)用2000多年前亞里士多德(Aristotle)問題：植物生長所需的物質(zhì)來自何處？認(rèn)為：構(gòu)成植物

體的原料是土壤植物增加的重量=土壤減少的重量光合作用的探究歷程

海爾蒙特實(shí)驗(yàn)五年后1648年比利時(shí)海爾蒙特的實(shí)驗(yàn)柳樹增重80kg土壤只減少0.06kg結(jié)論：植物增重主要來自水分一段時(shí)間后一段時(shí)間后1771年英國普利斯特利實(shí)驗(yàn)普利斯特利實(shí)驗(yàn)結(jié)論：植物可以更新空氣為什么蠟燭不會(huì)熄滅呢？已知材料：丁香蠟燭玻璃鐘罩

環(huán)境因素：陽光

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：夕照下玻璃罩丁香旁的蠟燭依然燃燒結(jié)論：綠色植物可以更新空氣請(qǐng)指出一個(gè)明顯的漏洞。沒有設(shè)置對(duì)照組,排除光照對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。1779年，荷蘭的英根豪斯結(jié)論1：只有在光下植物才能更新空氣。結(jié)論2：植物體的綠葉在光下才能更新空氣。普利斯特利的實(shí)驗(yàn)只有在陽光照射下才能成功光合作用的探究歷程

1785年，發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，科學(xué)家在明確綠葉在光下放出的氣體是氧氣，吸收的是二氧化碳

1845年，德國的科學(xué)家梅耶指出：植物光合作用時(shí)，把光能轉(zhuǎn)換成化成化學(xué)能儲(chǔ)存起來。光合作用的探究歷程依據(jù)：能量轉(zhuǎn)換和守恒定律一半曝光，一半遮光在暗處放置幾小的葉片1864年薩克斯的實(shí)驗(yàn)暗處理光照酒精脫色碘蒸汽處理結(jié)論：綠色葉片光合作用產(chǎn)生淀粉同位素標(biāo)記法研究C18O2

CO2H2OH218O光照下的球藻懸液O218O2AB同位素18O分別標(biāo)記H2O和CO2H218O和C18O2光合作用的探究歷程結(jié)論：光合作用釋放的氧來自水光合作用釋放的O2到底是來自H2O

，還是CO2

?20世紀(jì)40年代，卡爾文(M.Calvin)用14C標(biāo)記的CO2供小球藻進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)，追蹤檢測其放射性。探明CO2中的C

在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物的轉(zhuǎn)化途徑。卡爾文循環(huán)：CO2→C3→(CH2O)謝謝大家！二、光合作用的原理和應(yīng)用1.色素分布在葉綠體的什么部位？2.與光合作用有關(guān)的酶在什么地方？3.ATP的來源途徑有哪些？復(fù)習(xí)類囊體薄膜上類囊體和葉綠體基質(zhì)中細(xì)胞呼吸和光合作用二、光合作用的過程光反應(yīng)暗反應(yīng)劃分依據(jù):反應(yīng)過程是否需要光能新課葉綠體色素H2O水的光解葉綠體色素O2[H]ADP＋Pi酶ATP光反應(yīng)色素光能條件：光、色素、酶場所：物質(zhì)變化水的光解：ATP的合成：類囊體薄膜上H2O[H]+O2光色素ADP＋PiATP光酶光能1.光反應(yīng)階段吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換光能能量轉(zhuǎn)變：ATP中活躍的化學(xué)能產(chǎn)物：O2、[H]、ATP葉綠體色素H2O水的光解葉綠體色素O2[H]ADP＋Pi酶ATP2C3多種酶參加催化供氫供能還原（CH2O）暗反應(yīng)光反應(yīng)CO2C5固定色素光能條件：有光無光都可，需多種酶場所：葉綠體基質(zhì)物質(zhì)變化CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的還原：ATP中活躍的化學(xué)能2.暗反應(yīng)階段2C3+[H](CH2O)+C5酶ATPADP+Pi能量轉(zhuǎn)變：有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能產(chǎn)物：（CH2O）

、ADP、Pi光合作用的實(shí)質(zhì)光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程。場所條件產(chǎn)物原料光合作用實(shí)質(zhì)能量變化：最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝物質(zhì)變化：整個(gè)光合作用過程中的物質(zhì)變化和能量變化分別是什么？

把簡單的無機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)雜的有機(jī)物把光能轉(zhuǎn)變成儲(chǔ)存在有機(jī)物中的化學(xué)能你能寫出光合作用的反應(yīng)式嗎？光合作用的反應(yīng)式：CO2+H2*O（CH2O）+*O2光能葉綠體6CO2+12H2*OC6H12O6+6H2O+6*O2光能葉綠體光合作用的重要意義完成了自然界巨大規(guī)模的物質(zhì)轉(zhuǎn)變：無機(jī)物有機(jī)物完成了自然界巨大規(guī)模的能量轉(zhuǎn)變：光能化學(xué)能維持大氣中二氧化碳含量的相對(duì)穩(wěn)定對(duì)生物的進(jìn)化具有重要作用光合作用與呼吸作用的區(qū)別：光合作用呼吸作用原料CO2、H2OO2、葡萄糖等有機(jī)物產(chǎn)物O2、葡萄糖等有機(jī)物CO2、H2O等能量轉(zhuǎn)換貯藏能量的過程光能→活躍的化學(xué)能→穩(wěn)定的化學(xué)能釋放能量的過程穩(wěn)定的化學(xué)能→活躍的化學(xué)能發(fā)生場所葉綠體線粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)條件光照下才可發(fā)生光下、暗處都可發(fā)生硝化細(xì)菌化能合成作用2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量

2HNO2+O22HNO3+能量

能量硝化細(xì)菌的化能合成作用6CO2+6H2O(CH2O)+6O2化能合成作用細(xì)菌利用體外環(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，這種合成作用叫化能合成作用。除了硝化細(xì)菌外，自然界還有鐵細(xì)菌、硫細(xì)菌屬于進(jìn)行化能合成作用的自養(yǎng)生物。自養(yǎng)生物：光能自養(yǎng)型（例如綠色植物）異養(yǎng)生物：人、動(dòng)物、真菌、大多數(shù)細(xì)菌人、動(dòng)物和植物最大的區(qū)別是什么？化能自養(yǎng)型（例如硝化細(xì)菌）希望各位老師批評(píng)指正！有陽光的天氣真好！因?yàn)槲覀円M(jìn)行光合作用三、影響光合作用的因素和化能合成作用光能CO2+H2O葉綠體（CH2O）+O2光合作用強(qiáng)度表示方法1、單位時(shí)間內(nèi)光合作用產(chǎn)生有機(jī)物的量2、單位時(shí)間內(nèi)光合作用吸收CO2的量3、單位時(shí)間內(nèi)光合作用放出O2的量植物自身因素環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響1）光照2）溫度3）二氧化碳濃度4）水分5）礦質(zhì)元素實(shí)驗(yàn)原理：利用真空滲入法排除葉內(nèi)細(xì)胞間隙的空氣，充以水分，使葉片沉于水中。在光合作用過程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的溶解度很小，而在細(xì)胞間積累，結(jié)果使原來下沉的葉片上浮，根據(jù)上浮所需的時(shí)間長短，即能比較光合作用的強(qiáng)弱。探究環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響觀察與記錄燒杯光照（日光燈）距離光照強(qiáng)度葉子圓片上浮所需時(shí)間第一片第二片第三片第四片140W5CM強(qiáng)√√√√240W30CM中√√340W50CM弱√結(jié)論：在一定光照強(qiáng)度范圍內(nèi)，光合作用隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而增強(qiáng)①光照強(qiáng)度真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率光合