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1、第四節(jié) 能源之源-光與光合作用,生物體內的主要能源物質是:,生物體內主要的儲能物質是:,糖類,脂肪,,溫故,生物體進行生命活動的直接 能源物質:,ATP,最終能量來源:,太陽的光能,,,,,,,,,,,,,,葉綠素a,葉綠素b,(藍綠色),(黃綠色),胡蘿卜素,葉黃素,(橙黃色),(黃色),,葉綠素 （約占3/4）,類胡蘿卜素 （約占1/4）,,,葉綠素a,葉綠素b,胡蘿卜素,葉黃素,,(橙黃色),(黃色),(藍綠色),(黃綠色),,1用紙層析法分離葉綠體中的色素，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a B.葉綠素a葉綠素b胡蘿卜素葉黃素 C.葉黃素葉綠素a葉

2、綠素b胡蘿卜素 D.胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b,D,鞏固與提高,因為葉綠素對綠光吸收最少，綠光被反射回來，所以葉片才呈現(xiàn)綠色。,葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍紫光,葉片為什么往往是綠色的呢？,葉綠素中的吸收光譜,0,400,500,600,700 nm,50,100,,,葉綠素b,葉綠素a,紫外光,紅外光,葉綠素a和葉綠素b 主要吸收藍紫光和紅光,討論： 為什么不使用綠色的塑料薄膜或補充綠色光源？,用紅色或藍色的塑料薄膜 掛紅色或藍色的燈管,1. 在光照強度相同的情況下,為綠色植物提供哪種光,對其光合作用最有利,光合作用的產物較多 A.紅光 B.藍紫光 C.白光 D.綠光,2.在光照強度相

3、同的情況下,為綠色植物提供哪種光,對其光合作用最有利,光合作用的產物較多,A.紅光 B.藍紫光 C.橙光 D.綠光,C,B,,,,,基粒,外膜,內膜,基質,,2、光合作用的場所,,類囊體,(有色素和酶),(含有酶),雙層膜,有與光合作用有關的酶 類囊體增大膜面積的結構 有少量的DNA和RNA,葉綠體,使用： 水綿,好氧菌,水綿結構,5、恩吉爾曼實驗1880年，(美）,5.恩吉爾曼實驗,黑暗、無 空氣 環(huán)境,完全暴光,光束,,完全暴光,極細光束照射,,,,,,氧氣是葉綠體釋放出來的。 葉綠體是光合作用的場所。 光合作用需要光能,結論:,恩吉爾曼實驗,1、為什么水綿是合適的實驗材料？ 2、他是如何

4、控制實驗條件的？,水綿具有細而長的葉綠體，便于觀察,A、選用黑暗、無空氣的環(huán)境：排除環(huán)境中光線和氧氣的影響,B、選用極細的光束，并用好氧細菌檢測，準確判斷釋放氧氣的部位,討論：此實驗在設計上有什么巧妙之處？分以下幾個問題：,光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉化成儲存能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。,光合作用的概念,,1864年，薩克斯(德)的實驗,（置于暗處幾小時） 思考：目的是什么？,,為了使綠葉中原有的有機物消耗殆盡,綠色葉片,,黑暗處理,,一半曝光,一半遮光,,,,,,變藍,沒有變藍,碘 蒸 汽 處 理,4、薩克斯的實驗（1864年）,過程：,,綠色葉片在光的

5、作用下產生了淀粉, 光合作用需要光,結論:,思考:薩克斯將綠色葉片先放在暗處幾小 時的目的是（） A.將葉片中的水分消耗掉 B.將葉片中原有的淀粉消耗掉或轉移 C.增加葉片的呼吸強度 D.提高葉片對光的敏感度,B,,,同位素 標記法？,用氧的同位素18O分別標記H2O和CO2,使它分別成為H218O和C18O2。進行兩組光合作用的實驗：,6、魯賓、卡門實驗,H2O,C18O2,H218O,CO2,光照下的小球藻懸浮液,,,,O2,18O2,,,,,光合作用釋放的O2全部來自于H2O,6、魯賓、卡門實驗,結論:,1、實驗綠葉中色素的提取和分離,實驗原理：提取色素（用無水乙醇或丙酮）、 分離色素（

6、用層析液） 目的要求：綠葉中色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,一 捕獲光能的色素和結構,,,,,提取色素：,分離:,研磨，加少許的石英砂和碳酸鈣,無水乙醇，快速研磨,將研磨液進行過濾,剪碎葉片，放入研缽中,,,,制備濾紙條,,,,,,,畫濾液細線,分離綠葉中的色素,,,層析液,,,,,,,,,,,1864年，薩克斯(德)的實驗,（置于暗處幾小時） 思考：目的是什么？,,為了使綠葉中原有的有機物消耗殆盡,綠色葉片,,黑暗處

7、理,,一半曝光,一半遮光,,,,,,變藍,沒有變藍,碘 蒸 汽 處 理,4、薩克斯的實驗（1864年）,過程：,,綠色葉片在光的作用下產生了淀粉, 光合作用需要光,結論:,同位素 標記法？,用氧的同位素18O分別標記H2O和CO2,使它分別成為H218O和C18O2。進行兩組光合作用的實驗：,6、魯賓、卡門實驗,H2O,C18O2,H218O,CO2,光照下的小球藻懸浮液,,,,O2,18O2,,,,,走近高考,在植物實驗室的暗室內，為了盡可能地降低植物光合作用的強度，最好安裝（ ） A、紅光燈 B、綠光燈 C、白熾燈 D、藍光燈,B,反應條件： 反應場所： 反應物： 生成物： 能量變化

8、：,光能等,葉綠體,CO2，H2O,有機物，O2,光能化學能,三、光合作用的過程,1、光反應階段,2、暗反應階段,光合作用的過程,請閱讀課文P103104頁有關光合作用過程的內容，思考： 1、光反應階段和暗反應階段在所需條件、進行場所、物質變化、能量轉換方面的區(qū)別； 2、兩個階段有何聯(lián)系？,,光反應階段,光能 酶 色素,在葉綠體類囊體的薄膜上進行,物質變化:,能量變化:,ATP的合成 ：,水的光解 ：,條件：,場所：,,酶、色素,暗反應階段,多種酶，還原劑H 能量ATP,葉綠體基質,物質變化：,,二氧化碳的固定：,三碳化合物被還原：,ATP中活躍化學能有機物中穩(wěn)定的化學能,能量變化：,場所：,

9、條件：,酶,2C3,,酶,ATP、 H,（CH2O） +C5 +H2O,4、光反應階段與暗反應階段的比較,葉綠體類囊體的薄膜上,葉綠體的基質中,需光、色素和酶,需多種酶、H、 能量ATP,光能轉變?yōu)锳TP中活躍的化學能,ATP中活躍的化學能轉化為糖類等有機物中穩(wěn)定的化學能,水的光解 ATP的合成,CO2的固定,C3的還原,請判斷下列日常食品與綠色植物之間的關系,,,,H2O,,,,,,,B,A,C,D,E+Pi,,F,G,CO2,,J,,光,,8.下 圖是光合作用過程圖解，請分析后回答下列問題：,圖中B是，它來自于的分解。 圖中C是，它被傳遞到葉綠體的 部位，用于。 圖中D是，在葉綠體中合成D

10、所需的能量來自 圖中的H表示， H為I提供 當 突然停止光照時，F(xiàn)，G。（填增加或減少）,,H,,I,2,水,H,基質,還原C3,ATP,色素吸收的光能,增加,減少,光反應,H、ATP,光合作用的過程,供氫,供能,還原,多種酶參加催化,,,2C3,C5,固定,,CO2,,,,,光反應階段,暗反應階段,場所：,葉綠體的類囊體薄膜,葉綠體基質,,,,討論： 條件變化時，各種物質合成量的動態(tài)變化。,增加,減少,減少,減少或沒有,減少,增加,增加,減少,,6、光合作用原理的應用,（1）影響光合作用的因素,光照強度 CO2 溫度 、水 、 礦質元素 等,（2）提高農作物光合作用強度的措施,3

11、、適當提高CO2濃度,4、白天適當提高溫度，夜晚適當降低溫度,5、適當增加植物體內的含水量,6、適當增加礦質元素的含量,2、合理密植,在生活中的應用,清晨或夜間不在密林中鍛煉,,,,,（增大晝夜溫差）,能夠利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物的合成作用,例如：硝化細菌、硫細菌、鐵細菌等少數(shù)種類的細菌,7、化能合成作用,能夠直接把從外界環(huán)境攝取的無機物轉變成為自身的組成物質，并儲存了能量的一類生物,不能直接利用無機物制成有機物，只能把從外界攝取的現(xiàn)成的有機物轉變成自身的組成物質，并儲存了能量的一類生物,,如：綠色植物，藍藻、硝化細菌、鐵細菌、硫細菌等,如：人、動物、真菌(如蘑

12、菇) 、多數(shù)的細菌（乳酸菌、大腸桿菌）等,自養(yǎng)生物：,異養(yǎng)生物：,綠色植物的光合作用與呼吸作用的比較：,含葉綠體的細胞,葉綠體,線粒體（主要場所）,光、色素、酶,氧氣、酶,無機物 有機物,活細胞,光能轉變?yōu)榛瘜W能儲存在有機物中,將有機物中的能量釋放出來，一部分轉移到ATP中,光合作用的產物為細胞呼吸提供了物質基礎有機物和氧氣；細胞呼吸產生的二氧化碳可被光合作用所利用,分解有機物,,光能轉換為生命動力的過程,光能,光 反應,ATP中活躍的化學能,有機物中穩(wěn)定的化學能,各項生命活動,ATP中活躍的化學能,利用,細胞呼吸,光合作用,暗 反應,,,,,,直接的能量來源：,ATP,最終的能量來源：,太陽

13、的光能,4綠色植物在暗處不能放出氧氣是因為 ACO2的固定受阻B三碳化合物的還原需要光C水的分解不能進行D五碳化合物的再生困難,C,5關于暗反應的敘述錯誤的是( ) A必須接受光反應產生的氫和ATP B將完成CO2的固定及三碳化合物的還原 C暗反應的主要產物是葡萄糖 D暗反應不需要光，只能在暗處進行,D,6、下列能正確表示光合作用整個過程中能量變化的是 A、光能ATP活潑的化學能葡萄糖穩(wěn)定的化學能 B、光能葡萄糖穩(wěn)定的化學能ATP活潑的化學能 C、光能ATP活潑的化學能 D、光能葡萄糖穩(wěn)定的化學能,A,7.某科學家用含碳的同位素14C的二氧化碳追蹤光合作用中碳原子在下列分子中的轉移,最可能

14、的途徑是 A.二氧化碳葉綠素ADP B.二氧化碳葉綠素ATP C.二氧化碳三碳化合物葡萄糖 D.二氧化碳酒精葡萄糖,C,,8、（04全國）離體的葉綠體在光照下進行穩(wěn)定的光合作用時，如果突然中斷CO2氣體的供應，短時間內葉綠體中C3化合物與C5化合物相對含量的變化是（ ） A、 C3化合物增加、 C5化合物減少 B、 C3化合物增加、 C5化合物減少 C、 C3化合物減少、 C5化合物增加 D、 C3化合物減少、 C5化合物減少,C,,9光合作用過程中，水的分解及三碳化合物形成葡萄糖所需能量分別來自 A呼吸作用產生的ATP和光能 B都是呼吸作用產生的ATP C光能和光反應產生

15、的ATP D都是光反應產生的ATP,C,2水稻在適宜的情況下生長，如改變下列哪一項會使產量增加 A氧的含量 BCO2的含量 C氮的含量 D水蒸氣的含量,B,3.在暗反應中，固定二氧化碳的物質是（ ） 三碳化合物 五碳化合物 氧氣,,4.下列有關光合作用的敘述中,正確的是 光合作用全過程都需要光 光合作用光反應和暗反應都需酶的催化 光合作用全過程完成后才有氧氣的釋放 光合作用全過程完成后才有化學能的產生,,5光合作用的暗反應中，三碳化合物轉變成葡萄糖，最起碼需要的條件是（ ） O2 葉綠素分子 ATP H 多種酶 五碳化合物 A. B. C. D.,,6光合作用不在葉綠體類囊

16、體膜上進行的是( ) A.ADP+Pi+能量 ATP B.氧氣的產生 C.二氧化碳的固定 D.H的產生,,,7.葉綠體中色素的作用是( ) A.固定二氧化碳 B.還原二氧化碳 C.形成葡萄糖 D.吸收、傳遞、轉化光能 8.與光合作用光反應有關的是（ ） H2O ATP ADP CO2 A. B. C. D.,D,A,9、 在光合作用實驗中，如果所用的水中有0.20%的水分子含有18O，CO2中有0.68%的CO2分子含有18O，那么，植物進行光合作釋放的O2中，含18O的比例為 （ ） A、0.20% B、0.44% C、0.64% D、

17、0.88%,A,,返回,光照強度與光合速率的關系,a點：光照強度為0，此時只進行細胞呼吸，釋放的CO2量可表示細胞呼吸的強度,ab段： 隨光照強度增強，光合作用強度也逐漸增強，CO2釋放量減少，這是因為細胞呼吸釋放的CO2有一部分用于光合作用，此時細胞呼吸強度大于光合作用強度,b點： 細胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，此時細胞呼吸強度等于光合作用強度,bc段： 隨光照強度增強，光合作用強度也逐漸增強，到C點以上不再增強,a點：,b點：,bc段：,ab段：,光補償點,光飽和點,下圖表示的是光照強度與光合作用強度之間關系的曲線，該曲線是通過實測一片葉子在不同光照強度條件下的CO2 吸收和釋放的

18、情況。你認為下列四個選項中，能代表細胞中發(fā)生的情況與 B點 相符的是,C,A點,B,措施：陽生植物應種植在陽光充裕的地方，陰生植物應種植在蔭蔽的地方；光強必須達到一定值。,,合理密植,立體種植,改變株形,大棚人工光照,一年一熟改為一年多熟,施用NH4HCO3（大田）,施用農家肥,,,,,合理密植,,（立體種植）套 種,,,,油 桃,,,,措施： 溫室：燃燒液化石油氣，使用二氧化碳發(fā)生器。 大田：確保良好通風；增施有機肥料；深施“碳銨” (NH4HCO3),空氣中CO2含量一般占330mg/L，與植物光合所需最適濃度（1000mg/L）相差太遠。,必須指出：增加CO2可以提高光合效率，但是無限制

19、地在全球范圍內提高CO2濃度，會產生“溫室效應”,,如何控制溫室內的溫度，有利于提高光合作用強度？,溫室栽培中，白天調到光合作用的最適溫度，晚上適當降低溫度。,,（增大晝夜溫差）,N：光合酶及NADP+和ATP的重要組分 P：NADP+和ATP的重要組分；維持葉綠體正常結構和功能 K：促進光合產物向貯藏器官運輸 Mg：葉綠素的重要組分 不足：光合作用不能順利進行 過量：危害農作物正常生長發(fā)育,,光合作用與葉齡的關系,,,,O,葉齡,光合速率,,農作物管理后期適當摘除老葉、殘葉及莖葉，蔬菜及時換新葉,光合作用的出現(xiàn)為有氧呼吸的出現(xiàn)創(chuàng)造了條件,為陸生生物的出現(xiàn)創(chuàng)造了條件(多余的游離氧變成了臭氧，阻

20、擋紫外線),在藍藻出現(xiàn)以前，地球的大氣并沒有氧。只是在距今3020億年以前，藍藻在地球上出現(xiàn)以后，地球的大氣中才逐漸含有氧，從而使地球球上其他進行有氧呼吸的生物得以發(fā)生和發(fā)展。,,,,葉綠素a 葉綠素b 葉黃素 胡蘿卜素,,,葉綠素a,,光合作用,,閱讀課本后思考：,1、葉綠體中的光合色素主要有哪些？ P98-99 2、它們分別主要吸收哪種光？,,9.下圖是小球藻進行光合作用示意圖，圖中物質A與物質B的分子量之比是（ ）,,,C18O2,A,H2O,CO2,B,H218O,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,光照射下的小球藻,,,A： B：

21、：：,,鞏固與提高,1進行光合作用完整的單位是 A葉肉細胞 B葉綠素 C綠色基粒 D葉綠體,A,需葉綠素、光、酶,多種酶、ATP和H,ATP的合成 ：,水的光解 ：,CO2的固定：,C3的還原：,ATP中的活躍化學能有機物中穩(wěn)定的化學能,光反應與暗反應的區(qū)別,葉綠體的基質中,葉綠體類囊體的薄膜上,1.光反應為暗反應提供:,2.暗反應為光反應補充消耗了的ADP和Pi。,光反應與暗反應的聯(lián)系,還原劑H和能量(ATP)；,1.下圖為用分光光度計測定葉片中兩類色素吸收不同波長光波的曲線圖,請判定A和B分別為何種色素（ ） 或者問：對葉綠體中的某色素進行光譜分析，發(fā)現(xiàn)光譜中的藍紫光區(qū)和紅光區(qū)呈黑色，

22、則此色素可能是,A.葉綠素、類胡蘿卜素 B.類胡蘿卜素、葉綠素 C.葉黃素、葉綠素 D.葉綠素a、葉綠素b,D,,,,H2O,,,,,,,B,A,C,D,E+Pi,,F,G,CO2,,J,,光,,8.下 圖是光合作用過程圖解，請分析后回答下列問題：,圖中B是，它來自于的分解。 圖中C是，它被傳遞到葉綠體的 部位，用于。 圖中D是，在葉綠體中合成D所需的能量來自 圖中的H表示， H為I提供 當 突然停止光照時，F(xiàn)，G。（填增加或減少）,,H,,I,2,水,H,基質,還原C3,ATP,色素吸收的光能,增加,減少,光反應,H、ATP,光反應和暗反應的比較,,,,,,,,,,,場所,條件,物質變化

23、,能量變化,光反應,暗反應,基粒片層膜上,基質中,有光,光反應、多種酶,水的光解ATP的生成,CO2的固定C3的還原ATP的水解,,光能 活躍化能,活躍化能 穩(wěn)定化能,,,,,8、劍橋大學的希爾將分離出來的葉綠體加到草酸高鐵鉀鹽溶液中，經過光照以后放出氧氣，同時草酸高鐵被還原 4Fe3+ + 2H2O 4Fe2+ + 4H+ + O2 請問希爾實驗的重要意義是什么？它是否就是光反應？,【答案】 希爾反應不能說就是光反應。它主要是說明了光合作用的氧氣的來源是水分子的分解。,9下圖是驗證綠色植物進行光合作用的實驗裝置。先將這個裝置放在暗室24小時，然后移到陽光下；瓶子內盛有NaOH溶液，瓶口

24、封閉。,(1)數(shù)小時后摘下瓶內的葉片，經處理后加碘液數(shù)滴而葉片顏色無變化，證明葉片中___________________，這說明_______________________ 。 (2)瓶內放NaOH溶液的作用是________。 (3)將盆栽植物先放在暗處24小時的作用是____________________。,無淀粉,光合作用需要CO2作原料,除去CO2,消耗體內原有的淀粉,延長光合作用時間,增加光合作用面積,提高農作物的光合作用效率,光照強弱的控制,二氧化碳的供應,必需礦質元素的供應,,提高農作物對光能的利用率,,如：如合理密植、 套種,如：補充人工光照、 多季種植,植物在能

25、量相等的不同單色光下，紅光和藍紫光有利于提高光合作用效率，而黃綠光則不利于提高光合作用效率； 在紅光下，光合產物中糖類含量較多，在藍紫光下，光合產物中蛋白質和脂肪較多。,,措施：在塑料大棚或人工光照的溫室中，給綠色植物開“光吧”,,1光合作用過程的正確順序是（） 二氧化碳的固定 氧氣的釋放 葉綠素吸收光能 水的光解三碳化合物被還原 A. B. C. D.,,光合作用的反應式:,從反應式中能獲得那些信息？,,三、光合作用的過程,,右圖是一個研究光合作用過程的實驗，實驗前溶液中加入ADP，Pi，葉綠體等，實驗過程中有機物的合成如下圖。請分析回答：,AB段：,無CO2，所以沒有有機物

26、合成,BC段：,因為AB段提供了充足的H和ATP，暗反應進行，有機物合成率迅速上升。,CD段：,因為無光照，隨著H和ATP的不斷消耗，暗反應減弱,有機物合成率下降,有機物合成率,時間,光照 無CO2,黑暗 有CO2,CO2濃度對光合作用強度的影響,,,,光合速率,CO2的濃度,B,A,C,,3提取葉綠體中的色素，最常用的溶劑是 _________ A.蒸餾水 B.甲醇 C.丙酮 D.乙醇,,,葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍紫光,,,,,,,,,,,,,,三棱鏡,三棱鏡,綠葉色素提取液,特別說明：光合作用的產物除糖類和氧外，還有氨基酸、脂肪等有機物,H2O + CO2 （CH2O）+O2

27、,光能,葉綠體,12H2O + 6CO2 C6H12O6+6H2O +6O2,光能,葉綠體,,,3、光合作用中H、C、能量的轉移途徑： H2O中H的轉移途徑： CO2中C的轉移途徑： 能量的轉移途徑：,H2O,,H,,（CH2O）,CO2,,C3,,（CH2O）,光能,,ATP中活躍的化學能,,（CH2O）中穩(wěn)定的化學能,1、光合作用將太陽能轉化為化學能并儲存有機物； 2、光合作用釋放氧氣； 3、為生物進化起了重要推動作用,光合作用的意義：,,a b： b c： c d： d e：,CO2濃度超過一定限度，將引起原生質體 中毒或氣孔關閉，抑制光合作用。,CO2濃度對光合作用強度的影響,C

28、O2濃度再增加，光合作用強度保持不變；,隨CO2的濃度增加，光合作用強度增強；,CO2太低，農作物消耗光合作用產物；,下圖表示的是光照強度與光合作用強度之間關系的曲線，該曲線是通過實測一片葉子在不同光照強度條件下的CO2 吸收和釋放的情況。你認為下列四個選項中，能代表細胞中發(fā)生的情況與 B點 相符的是,C,A點,B,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，即紅藻反射出了紅光，綠藻反射出綠光，褐藻反射出黃色的光。水層對光波中的紅、橙部分吸收顯著多于對藍、綠部分的吸收，即到達深水層的光線是相對富含短波長的光，所以吸收紅光和藍紫光較多的綠藻分布于海水的淺層，吸收藍紫光和綠光較多的紅藻分布于海水深的地方,,,,