光合作用精制

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(guó)家糧食短缺非洲饑餓的孩子們等待著聯(lián)合國(guó)的救濟(jì)糧

依賴(lài)光合作用人類(lèi)面臨四大問(wèn)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！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)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）提取色素：(1).研磨材料:5g鮮葉藥品SiO2——有助于研磨充分CaCO3

——防止色素被破壞無(wú)水酒精——溶解色素原理：色素能溶解在丙酮或酒精等有機(jī)溶劑中，所以可用無(wú)水酒精提取色素。利用它們?cè)趯游鲆褐械娜芙舛炔煌?，在濾紙上分開(kāi)。一、綠葉中色素的提取和分離(2).過(guò)濾：獲取綠色濾液二.準(zhǔn)備濾紙條鉛筆線畫(huà)鉛筆細(xì)線濾液細(xì)線畫(huà)濾液細(xì)線★要求：細(xì)而齊重復(fù)2—3次三、畫(huà)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(huà)，待濾液干燥后再畫(huà)2—3次。四.分離色素：插濾紙條層析液培養(yǎng)皿★層析液不能沒(méi)及濾液線胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b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(lái)，就是我們所見(jiàn)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。春夏的樹(shù)葉秋冬的樹(shù)葉二、色素的作用實(shí)驗(yàn)表明：葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類(lèi)胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。葉綠體中的色素葉綠素（含量約占總量的3/4）類(lèi)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(guó)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(guó)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(lái)人們稱(chēng)之為葉綠體。三、葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能葉綠體含色素位于類(lèi)囊體薄膜上含光合酶位于類(lèi)囊體上（少量）位于基質(zhì)中（大量）1880年德國(guó)科學(xué)家恩吉爾曼現(xiàn)象：分析：在沒(méi)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。1880年，美國(guó)科學(xué)家恩格爾曼黑暗處用極細(xì)光束照射暴露在光下選材：水綿具有細(xì)長(zhǎng)的帶狀葉綠體，易于觀察現(xiàn)象。好氧細(xì)菌的利用，準(zhǔn)確顯示出氧氣產(chǎn)生的部位。設(shè)計(jì)：黑暗無(wú)空氣的設(shè)計(jì)，排除了氧氣和光的干擾。 暴露光下，再一次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果。極細(xì)的光束，葉綠體上可分為光照多和光照少的部位，相當(dāng)于一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)。恩吉爾曼實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析：這一巧妙的實(shí)驗(yàn)說(shuō)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不同顏色的藻類(lèi)吸收不同波長(zhǎng)的光。藻類(lèi)本身的顏色是反射出來(lái)的光。到達(dá)深水層的光線是相對(duì)富含短波長(zhǎng)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(wèn)題：植物生長(zhǎng)所需的物質(zhì)來(lái)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(shù)增重80kg土壤只減少0.06kg結(jié)論：植物增重主要來(lái)自水分一段時(shí)間后一段時(shí)間后1771年英國(guó)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(yáng)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(méi)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(yáng)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(guó)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(lái)。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(lái)自水光合作用釋放的O2到底是來(lái)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(cè)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?？栁难h(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(lái)源途徑有哪些？復(fù)習(xí)類(lèi)囊體薄膜上類(lèi)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(guò)程光反應(yīng)暗反應(yīng)劃分依據(jù):反應(yīng)過(guò)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(chǎng)所：物質(zhì)變化水的光解：ATP的合成：類(lèi)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(wú)光都可，需多種酶場(chǎng)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(guò)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(guò)程。場(chǎng)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(guò)程中的物質(zhì)變化和能量變化分別是什么？

把簡(jiǎn)單的無(wú)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(xiě)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(wú)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(guò)程光能→活躍的化學(xué)能→穩(wěn)定的化學(xué)能釋放能量的過(guò)程穩(wěn)定的化學(xué)能→活躍的化學(xué)能發(fā)生場(chǎng)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(wú)機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來(lái)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(yáng)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(guò)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(lái)下沉的葉片上浮，根據(jù)上浮所需的時(shí)間長(zhǎng)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+呼吸速率光合作用速率CO2濃度2.二氧化碳的供應(yīng)對(duì)光合效率的影響規(guī)律:在一定的濃度范圍內(nèi),光合作用速率隨CO2的濃度增大而加快，超過(guò)一定濃度光合作用速率趨于穩(wěn)定。光合作用是在酶的催化下進(jìn)行的，溫度直接影響酶的活性。一般植物在10℃～35℃下正常進(jìn)行光合作用。

3.影響光合作用的因素——溫度應(yīng)用：增加晝夜溫差溫度光合作用呼吸作用t吸收或釋放量CO2N：光合酶及NADP+和ATP的重要組分P：NADP+和ATP的重要組分；維持葉綠體正常結(jié)構(gòu)和功能K：促進(jìn)光合產(chǎn)物向貯藏器官運(yùn)輸Mg：葉綠素的重要組分

4.影響光合作用的因素——礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)4綜合因素二、影響光合作用速率的環(huán)境因素溫度、光強(qiáng)、CO