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第4节能量之源——光与光合作用捕获光能的色素和结构本节学习要点：1、捕获光能的色素种类、含量及功能2、色素的提取和分离实验3、光合作用的探究历程种各位科学家的实验技巧一、捕获光能的色素种类、含量及功能1、种类、含量：叶绿体中的色素叶绿素（色素总量的3/4）叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）类胡萝卜素（色素总量的1/4）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）2、色素功能：吸收光能叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光实验证明：二、色素的提取和分离实验实验目的：实验原理：实验材料：实验步骤：实验结果：实验结论：简要回顾叶绿体结构及含有物外膜：内膜：基粒：有色素及酶基质：有少量DNA和RNA、还有酶图：三、光合作用探究历程1、普利斯特利实验：2、英格豪斯实验：3、恩格尔曼实验：4、萨克斯实验：5、鲁宾和卡门实验：6、卡尔文实验：光合作用过程及物质、能量变化1、光合作用过程图解四、光合作用过程及物质、能量变化（1）水的光解：2H2O4[H]+O2↑光（1）光反应阶段的物质和能量变化（2）ATP的合成（又称光合磷酸化反应）：ADP+Pi+能量ATP酶光反应产物[H]（也可表达为NADPH，即还原态辅酶Ⅱ）O2↑ATP用于暗反应释放光反应阶段：光合作用第一阶段的反应，必须有光才能进行，这个阶段叫做光反应阶段。这一阶段的反应在叶绿体类囊体的薄膜上进行，因为吸收光能的叶绿体色素就分布在类囊体的薄膜上。（2）暗反应阶段的物质和能量变化①二氧化碳的固定CO2+C5（RuBP,即核酮糖二磷酸）2C3酶C3+[H](或用NADPH表达)②三碳化合物的还原CH2O（稳定的化学能）+C5酶ATP（活泼的化学能）暗反应阶段：是指发生在叶绿体基质中，二氧化碳转变为糖的一系列反应称为卡尔文循环。光合作用第二阶段中的化学反应,有没有光都能进行,因此称为暗反应阶段。项目光反应暗反应反应条件光、叶绿素、酶、水多种酶、ATP、[H]、CO2反应场所叶绿体的类囊体薄膜上叶绿体的基质物质变化（１）水的光解2H2O→4H++O2+4e－(2)ADP+Pi→ATP（光合磷酸化,需酶催化）(1)CO2的固定:CO2+C5→2C3(2)C3的还原：C3+[H]→C6H12O6+C5+H2O还原剂[H]，（或用NADPH表达）能量ATP和NADPH能量变化光能→电能→ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能→C6H12O6中稳定的化学能联系（１）光反应为暗反应提供NADPH和ATP；暗反应为光反应提供ADP和Pi（2）没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应有机物无法合成。总之，光反应是暗反应的物质和能量的准备阶段，暗反应是光反应的继续，是物质和能量转化的完成阶段。二者是光合作用全过程的两个阶段，既有区别又紧密联系，是缺一不可的整体。（3）光反应与暗反应的比较（1）概念：光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放氧气的过程。这个过程可用下面的化学反应式来表达。CO2＋H2O(CH2O)+O2光能叶绿体2、光合作用的概念和实质6CO2＋12H2OC6H12O6+6O2+6H2O光能叶绿体（2）实质：光合作用是叶绿体内进行的一个复杂的能量转换和物质变化的过程。从总体上看，光合作用实质上是一个氧化还原过程。在绿色植物体内，由于叶绿素吸收光能作为反应的推动力，使一个很难被氧化的水分子去还原一个很难被还原的二氧化碳分子，使一个基本不含能量的二氧化碳分子变成一个富含能量的有机物。6CO2＋12H218OC6H12O6+6H2O+618O2光能叶绿体（3）光合作用过程中元素的转移情况例题：根据下图回答：（１）图中编号所代表的物质名称分别是A，B，C，D。（２）暗反应中需要光反应提供的物质是。（３）三碳化合物在和作用下被NADPH还原。（４）光反应的场所在上,暗反应的场所在。(5)色素吸收的在光反应中部分转到中,再通过暗反应转变为中的能。光能叶绿素分子[H]CO2ATP、[H]酶ATP叶绿体基粒叶绿体基质光能ATP和[H]C6H12O6例题：右图为光合作用过程示意图，请据图回答：（1）此图应为下观察到的结构图。（2）在A中发生的反应称，参与此反应的特有物质有。电子显微镜A光反应色素和酶甲（3）CO2进入叶绿体后，在基质中经后形成甲物质。若突然停止光照，C3将会，原因是，用14C标记CO2进行光合作用，可在叶绿体结构的中测到放射性。光合作用产生的甲物质遇呈砖红色。固定和还原增加缺少[H]和ATPBB斐林试剂（4）能溶解于丙酮中的是存在于A结构的，其中决定叶片绿色的是。色素叶绿素（09安徽高考卷）叶绿体是植物进行光合作用的场所。下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是（）A、叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内B、H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在基质中C、CO2的固定过程发生在类囊题薄膜上D、光合作用的产物—淀粉是在基质中合成的解析：叶绿体中的色素主要分布在类囊体的薄膜上；H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在类囊题薄膜上；CO2的固定过程发生在叶绿体的基质中；所以A、B、C的叙述都是错误的。光合作用的产物—淀粉是暗反应过程中在叶绿体基质中合成的。D