5.4能量之源光與光合作用市公開課一等獎省賽課微課金獎?wù)n件

能量之源

——光與光合作用1/61

太陽光中有能量，我們制造出太陽能電池板能夠捕捉其中能量并轉(zhuǎn)化為電能。綠色植物也能捕捉并轉(zhuǎn)化太陽光中能量，那么，綠葉中經(jīng)過什么物質(zhì)或結(jié)構(gòu)捕捉并轉(zhuǎn)化光能呢？2/61

白化苗因為不能進行光合作用，待種子中貯存養(yǎng)分耗盡就會死亡?？梢姽夂献饔门c細胞中色素相關(guān)。綠葉中有哪些色素呢？3/61葉綠體中色素提取和分離【實驗】一、捕捉光能色素4/61一、試驗原理1.葉綠體中色素能溶解在有機溶劑無水乙醇中，所以用無水乙醇可提取葉綠體中色素。2.色素在層析液中溶解度不一樣，溶解度高色素分子隨層析液在濾紙條上擴散得快，溶解度低色素分子隨層析液在濾紙條上擴散得慢，因而可用層析液將不一樣色素分離。5/61方法與步驟：1.提取色素稱取5g左右鮮葉，剪碎，放入研缽中。加少許二氧化硅（使研磨充分）和碳酸鈣(中和細胞中酸，預(yù)防色素被破壞)與10ml無水乙醇（溶解綠葉中色素）。在研缽中快速研磨。將研磨液進行過濾。6/612.制備濾紙條：將干燥定性濾紙剪成濾紙條，將濾紙條一端剪去2個角（使層析液同時抵達濾液細線），并在距這端1cm處用鉛筆畫一條細橫線。3.畫濾液細線：用毛細吸管吸收少許濾液，沿鉛筆線均勻地畫出一條細線。等濾液干后再畫2-3次。4.分離綠葉中色素：將適量層析液倒入燒杯中，將濾紙條（有濾液細線一端朝下）輕輕插入層析液中，隨即用棉塞塞緊試管口。

注意：不能讓濾液細線接觸層析液！（假如觸及到層析液，細線上色素就會溶解到層析液中，而不會在濾紙上擴散開來

）7/618/61討論：濾紙條上有幾條不一樣顏色色帶？其排序怎樣？寬窄怎樣？這說明了什么？9/61葉綠素類胡蘿卜素（含量約3/4）（含量約1/4）葉綠素a（藍綠色）葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）綠葉中色素10/612、色素吸收光譜葉綠素溶液葉綠素主要吸收紅光和藍紫光類胡蘿卜素主要吸收藍紫光類胡蘿卜素溶液11/61葉綠素和類胡蘿卜素吸收光譜12/61葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍紫光和紅光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光。因為葉綠素對綠光吸收最少，綠光被反射回來，所以葉片才展現(xiàn)綠色。結(jié)論：13/61有些蔬菜大棚用紅色或藍色塑料薄膜代替普通塑料薄膜，有溫室內(nèi)懸掛發(fā)紅色或藍色燈管。1.用這種方法有什么好處？這么做對光合作用有影響嗎？2.為何是用紅色或藍色呢？用綠色能夠嗎？能夠提升光合作用強度；不一樣顏色光會影響植物光合作用。不能；因為葉綠素基本上不吸收綠光。14/611.在光照強度相同情況下,為綠色植物提供哪種光,對其光合作用最有利,光合作用產(chǎn)物較多

A.紅光B.藍紫光C.白光D.綠光

2.在光照強度相同情況下,為綠色植物提供哪種光,對其光合作用最有利,光合作用產(chǎn)物較多A.紅光B.藍紫光C.橙光D.綠光CB15/61二、葉綠體結(jié)構(gòu)1817年，兩位法國科學(xué)家首次從植物中分離出葉綠素，當(dāng)初并不清楚葉綠素在植物細胞中分布情況。1865年，德國植物學(xué)家薩克斯研究葉綠素在光合作用中功效時，發(fā)覺葉綠素并非普遍分布在植物整個細胞中，而是集中在一個更小結(jié)構(gòu)里，以后人們稱之為葉綠體。16/61葉綠體結(jié)構(gòu)模式圖外膜內(nèi)膜基?；|(zhì)吸收光能四種色素就分布在類囊體薄膜上。含有少許DNA和RNA；與光合作用相關(guān)酶分布在類囊體和基質(zhì)中。17/61水綿是常見淡水藻類。每條水綿由許多個結(jié)構(gòu)相同長筒狀細胞連接而成。水綿很顯著特點是：葉綠體呈帶狀，螺旋排列在細胞里。18/6119/61恩格爾曼試驗在設(shè)計上有什么巧妙之處？（1）用水綿作試驗材料，有細而長帶狀葉綠體，螺旋狀分布在細胞中，便于觀察和分析研究。（2）將暫時裝片置于黑暗且沒有空氣環(huán)境中，排除了環(huán)境中光線和O2影響，從而確保試驗?zāi)茼樌M行。（3）用極細光束照射，而且用好氧菌進行檢測，能準確判斷水綿細胞中放O2部位。（4）進行黑暗（局部光照）與曝光對比試驗，從而明確試驗結(jié)果完全是由光照引發(fā)。20/61結(jié)論：水分是植物建造本身原料。17世紀海爾蒙特栽培柳樹試驗三、光合作用探究歷程21/61一段時間后一段時間后1771年普利斯特利試驗22/61普利斯特利試驗23/61結(jié)論：植物能夠更新空氣有些人重復(fù)了普利斯特利試驗，得到相反結(jié)果，所以有些人認為植物也能使空氣變污濁？24/611779年荷蘭英格豪斯

普利斯特利試驗只有在陽光照射下才能成功；植物體只有綠葉才能更新空氣。

到1785年，發(fā)覺了空氣組成，人們才明確綠葉在光下放出是O2，吸收是CO2。水二氧化碳氧氣光？光能化學(xué)能儲存在什么物質(zhì)中？德國梅耶25/611864年，薩克斯(德)試驗（置于暗處幾小時）思索：目標(biāo)是什么？二分之一遮光二分之一曝光為了使綠葉中原有有機物消耗殆盡26/61酒精脫色27/611864年，（德）薩克斯試驗綠色葉片中光合作用中產(chǎn)生了淀粉。28/61

返回光合作用氧氣起源探究（１８３９年）29/61

用氧同位素18O分別標(biāo)識H2O和CO2,使它分別成為H218O和C18O2。進行兩組光合作用試驗：6、魯賓、卡門試驗H2OC18O2H218OCO2光照下小球藻懸浮液O218O2光合作用產(chǎn)生O2來自于H2O。結(jié)論30/61美國科學(xué)家卡爾文利用14C做試驗研究：用14C標(biāo)識14CO2，供小球藻進行光合作用，然后追蹤檢測其放射性，最終探明了CO2中碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機物中碳路徑，這一路徑稱為卡爾文循環(huán)。在1961年取得諾貝爾化學(xué)獎31/61年代科學(xué)家結(jié)論1664海爾蒙特水分是植物建造本身原料1771普利斯特利植物能夠更新空氣1779英格豪斯只有在光照下只有綠葉才能夠更新空氣1845R.梅耶植物在光合作用時把光能轉(zhuǎn)變成了化學(xué)能儲存起來1864薩克斯綠色葉片光合作用產(chǎn)生淀粉1880恩格爾曼氧由葉綠體釋放出來。葉綠體是光合作用場所。1939魯賓卡門光合作用釋放氧來自水。20世紀40代卡爾文光合產(chǎn)物中有機物碳來自CO232/61光合作用定義總結(jié)光合作用反應(yīng)式CO2＋H2O（CH2O）＋O2光能葉綠體糖類綠色植物經(jīng)過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量有機物，而且釋放出氧氣過程。33/614、光合作用化學(xué)反應(yīng)式：5、光合作用過程光能葉綠體CO2+H2*

O

（CH2O)+*O2（1）光合作用分為哪幾個階段？分類依據(jù)是什么？（2）每個階段反應(yīng)條件、場所、物質(zhì)改變、能量改變怎樣？四、光合作用過程34/61光合作用過程光反應(yīng)暗反應(yīng)劃分依據(jù):反應(yīng)過程是否需要光能光反應(yīng)在白天能夠進行嗎？夜間呢？暗反應(yīng)在白天能夠進行嗎？夜間呢？有光才能反應(yīng)有光、無光都能反應(yīng)35/61條件：葉綠體中色素光能H2O

水在光下分解O2[H]光、酶、色素過程：場所：類囊體薄膜上物質(zhì)H2O光酶[H]+O2ADP+Pi+光能酶ATP能量光能ATP中活躍化學(xué)能ADP+Pi酶ATP進入葉綠體基質(zhì)，參加暗反應(yīng)供暗反應(yīng)使用光反應(yīng)階段36/6137/6138/61暗反應(yīng)階段CO2固定：CO2＋C52C3酶C3還原：ATP[H]、ADP+Pi葉綠體基質(zhì)中

ATP中活躍化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惖?/p>

有機物中穩(wěn)定化學(xué)能2C3(CH2O)酶糖類[H]、ATP、酶場所：條件：物質(zhì)改變能量改變:CO2

五碳化合物

C5

CO2固定三碳化合物2C3葉綠體基質(zhì)各種酶糖類ATP[H]C5卡爾文循環(huán)39/61色素分子可見光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[H]各種酶酶(CH2O)CO2吸收光解能固定還原酶光反應(yīng)暗反應(yīng)光合作用總過程：光合作用第一階段，必須有光才能進行

光合作用第二階段，有

沒有光都能夠進行40/61光反應(yīng)H2O→2[H]+1/2O2+Pi+光能ATP酶ADP水光解：光合磷酸化：暗反應(yīng)CO2還原：

2C3+[H](CH2O)+C5酶ATPCO2固定：

CO2+C5→2C3酶總結(jié)：41/61原料和產(chǎn)物對應(yīng)關(guān)系：（CH2O）CHOCO2CO2H2OO2H2O能量轉(zhuǎn)移路徑：碳轉(zhuǎn)移路徑：光能ATP中活躍化學(xué)能(CH2O)中穩(wěn)定化學(xué)能CO2C3（CH2O）fromfromfromfrom42/61光合作用實質(zhì)（把二氧化碳和水合成糖類等有機物）（

光能ATP中化學(xué)能有機物中化學(xué)能）

合成有機物儲存能量43/61光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段進行部位條件物質(zhì)改變能量改變聯(lián)絡(luò)葉綠體類囊體薄膜上

葉綠體基質(zhì)中光、色素和酶不需光、各種酶、ATP、[H]光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供還原劑[H]和能量ATP暗反應(yīng)產(chǎn)生ADP和Pi為光反應(yīng)合成ATP提供原料水光解2H2O→4[H]+O2合成ATP

ADP+Pi

→ATP光

酶光能CO2固定CO2+C5→2C3C3還原2C3(CH2O)

酶

酶ATP[H]ATP中活躍化學(xué)能光能ATP中活躍化學(xué)能有機物中穩(wěn)定化學(xué)能比較光反應(yīng)、暗反應(yīng)44/61

光合作用有氧呼吸場所條件物質(zhì)改變能量改變實質(zhì)聯(lián)絡(luò)比較光合作用、呼吸作用光、色素、酶、H2O和CO2葉綠體細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體O2、酶、H2O、C6H12O6無機物轉(zhuǎn)變成有機物有機物氧化分解成無機物

ATP中活躍化學(xué)能光能糖類等有機物中穩(wěn)定化學(xué)能C6H12O6等有機物穩(wěn)定化學(xué)能ATP中活躍化學(xué)能和熱能合成有機物，儲存能量分解有機物，釋放能量光合作用為呼吸作用提供物質(zhì)（有機物、O2）；呼吸作用為光合作用提供原料（CO2）45/61

請分析光下植物突然停頓光照后，其體內(nèi)C5化合物和C3化合物含量怎樣改變？停頓光照光反應(yīng)停頓請分析光下植物突然停頓CO2供給后，其體內(nèi)C5化合物和C3化合物含量怎樣改變？[H]↓ATP↓還原受阻C3

↑C5↓CO2↓固定停頓C3↓C5↑

（CH2O）CO2C52C3[H]酶固定還原供氫供能ATP46/61下列圖是光合作用過程圖解，請分析后回答以下問題：①圖中A是______,B是_______,它來自于______分解。②圖中C是_______，它被傳遞到葉綠體______部位，用于____________________

。③圖中D是____，在葉綠體中合成D所需能量來自______④圖中G________,F是__________,J是_____________⑤圖中H表示_______，H為I提供__________光H2OBACDE+PiFGCO2JHIＯ2水[H]基質(zhì)用作還原劑，還原C3ATP色素吸收光能光反應(yīng)[H]和ATP色素C5化合物C3化合物糖類47/61化能合成作用自養(yǎng)生物

以光為能源，以CO2和H2O（無機物）為原料合成糖類（有機物），糖類中儲存著由光能轉(zhuǎn)換來能量。比如綠色植物。異養(yǎng)生物

只能利用環(huán)境中現(xiàn)成有機物來維持本身生命活動。比如人、動物、真菌及大多數(shù)細菌。化能合成作用

利用環(huán)境中一些無機物氧化時所釋放能量來制造有機物。少數(shù)細菌，如硝化細菌。光能自養(yǎng)生物化能自養(yǎng)生物所需能量起源不一樣（光能、化學(xué)能）48/611.葉綠體中色素所吸收光能，用于_______和____________;形成________和__________提供給暗反應(yīng)。2.光合作用實質(zhì)是：把______和_______轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物，把_______轉(zhuǎn)變成_______,貯藏在有機物中。3.在光合作用中，葡萄糖是在________中形成，氧氣是在_________中形成，ATP是在_______中形成，CO2是在_______固定。水光解形成ATP[H]ATPCO2H2O光能化學(xué)能暗反應(yīng)光反應(yīng)光反應(yīng)暗反應(yīng)練一練49/61將植物栽培在適宜光照、溫度和充分C02條件下。假如將環(huán)境中C02含量突然降至極低水平，此時葉肉細胞內(nèi)C3化合物、C5化合物和ATP含量改變情況依次是上升；下降；上升下降；上升；下降下降；上升；上升上升；下降；下降C50/61某科學(xué)家用含有14CCO2來追蹤光合作用中C原子，14C轉(zhuǎn)移路徑是（）

A、CO2

葉綠體ATPB、CO2

葉綠素ATPC、CO2

乙醇糖類

D、CO2

三碳化合物糖類D在光合作用過程中，能量轉(zhuǎn)移路徑是A、光能ATP葉綠素葡萄糖B、光能葉綠素ATP葡萄糖C、光能葉綠素CO2

葡萄糖D、光能ATPCO2葡萄糖B51/61若白天光照充分，以下哪種條件對農(nóng)作物增產(chǎn)有利

A.晝夜恒溫25℃B.白天溫度15℃，夜間溫度15℃C.晝夜恒溫15℃D.白天溫度25℃，夜間溫度15℃

D用下述容積相同玻璃罩分別罩住大小、生長情況相同天竺葵，光攝影同時間后，罩內(nèi)O2最少是[]A．綠色罩B．紅色罩C．藍色罩D．紫色罩A以下辦法中，不會提升溫室蔬菜產(chǎn)量是（）

A、增大O2濃度B、增大CO2濃度

C、增強光照D、調(diào)整室溫A52/611、在光合作用暗反應(yīng)過程中，沒有被消耗掉是（）

A、[H]B、C5化合物C、ATPD、CO2B2、與光合作用光反應(yīng)相關(guān)是（）①H2O②ATP③ADP④CO2A.①②③B.②③④C.①②④D.①③④A53/614、光合作用過程可分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段，以下說法正確是（）

A.葉綠體類囊體膜上進行光反應(yīng)和暗反應(yīng)

B.葉綠體類囊體膜上進行暗反應(yīng)，不進行光反應(yīng)

C.葉綠體基質(zhì)中可進行光反應(yīng)和暗反應(yīng)

D.葉綠體基質(zhì)中進行暗反應(yīng),不進行光反應(yīng)D5、光合作用過程中，產(chǎn)生ADP和消耗ADP部位在葉綠體中依次為()①外膜②內(nèi)膜③基質(zhì)④類囊體膜

A．③②B．③④

C．①②D．④③B54/616、光合作用過程正確次序是（）①二氧化碳固定②氧氣釋放③葉綠素吸收光能④水光解⑤三碳化合物被還原A.④③②⑤①B.④②③⑤①C.③②④①⑤D.③④②①⑤7、在暗反應(yīng)中，固定二氧化碳物質(zhì)是（）Ａ．三碳化合物Ｂ．五碳化合物Ｃ．［Ｈ］Ｄ．氧氣ＤＢ55/611．用紙層析法分離葉綠體中色素，在濾紙條上，色素帶從上至下，依次為：A.葉綠素b—胡蘿卜素—葉黃素—葉綠素aB.葉綠素a—葉綠素b—胡蘿卜素—葉黃素C.葉黃素—葉綠素a—葉綠素b—胡蘿卜素D.胡蘿卜素—葉黃素—葉綠素a—葉綠素bD