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第四节能量之源—光与光合作用1648范•海尔蒙特（V.Helmont）实验——研究植物的营养来源结论：植物生长需要的养料来自于水。(一)1771年普利斯特利（英）结论：绿色植物可以更新空气（二）1779英格豪斯实验结论：只有在光下植物才能更新空气。（三）1864年萨克斯实验暗处放置24小时光照2小时酒精脱色碘蒸汽处理1864年萨克斯（德）结论：光合作用的产物除氧气外还有淀粉。问题1：萨克斯的实验目的是什么？问题2：为什么对植物进行一昼夜的暗处理？问题3：为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光？验证光合产物为了将叶片中原有的淀粉耗尽进行对照（四）1880德国恩格尔曼实验•结论：叶绿体可释放O2。——光合作用的场所1、为什么选用水绵做为实验材料？2、为什么选用黑暗并且没有空气的环境？选材好。水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可确定释放氧多的部位。设计妙。没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰；用极细的光束照射，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验。恩格尔曼实验的巧妙之处？（五）1939年鲁宾、卡门（美）这个实验可以得出什么结论？同位素标记实验：结论：光合作用释放的氧气来自水。（六）20世纪40年代卡尔文（美）用小球藻做实验（同位素标记法）：结论：光合作用中有机物的碳来自CO2。14CO2+H2O叶绿体(14CH2O)+O2光卡尔文循环：CO2→C3→(CH2O)你能试着写出光合作用的反应方程式吗？CO2+H2O(CH2O)+O2光能叶绿体实质:物质变化：把无机物（CO2和H2O）转变为有机物能量变化：把光能转变为化学能，储存在有机物中•为什么有些植物的叶片在不同时期颜色不同呢？•植物叶片中到底含有哪些色素？•为什么有些植物叶片不是绿色的?称取5g左右的鲜叶，剪碎，放入研钵中。加少许的石英砂（充分研磨）和碳酸钙(中和细胞中的酸，防止镁从叶绿素分子中移出)与10ml无水乙醇(为了溶解色素)在研钵中快速研磨。将研磨液进行过滤。二、捕获光能的色素色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。★扩散速度与色素在层析中的溶解度的关系：溶解度大，扩散速度快溶解度小，扩散速度慢原理：提取和分离叶绿体中的色素哪种色素含量多，能否看出来？★色素的种类叶绿素a(蓝绿色)类胡萝卜素叶绿素胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶绿素b（黄绿色）1/43/4作用：叶绿体色素具有吸收、传递和转化光能的作用叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光400500600700波长/nm光合色素吸收光谱叶绿色a叶绿色b类胡萝卜素类胡萝卜素主要吸收蓝紫光类胡萝卜素主要吸收蓝紫光叶绿素主要吸收蓝紫光和红光叶绿素主要吸收蓝紫光和红光为什么说叶绿体是进行光合作用完整单位？色素：基粒类囊体的薄膜上酶：基粒类囊体的薄膜上和叶绿体基质中（1）叶片呈现绿色的原因是什么？（2）为什么许多植物到了秋天叶子就变黄了？红叶是怎么回事呢？（叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色。）（到了秋天，气温降低，叶绿素易分解，消失得很快，而胡萝卜素和叶黄素则比较稳定，所以叶子呈现黄色。黄栌和枫树等的叶子，气温下降，叶子里面的糖分转变成红色的花青素，叶子就变红了。）（3）温室的顶棚用什么颜色的玻璃？较快较高较少黄色叶黄素蓝紫光最快最高最少橙黄胡萝卜素类胡萝卜素（占总量的1/4）最慢最低较多黄绿叶绿素b吸收传递转化光能红橙光蓝紫光较慢较低最多蓝绿叶绿素a叶绿素（占总量的3/4）作用吸收光的颜色扩散速度溶解度含量颜色色素的种类较快较高较少黄色叶黄素蓝紫光最快最高最少橙黄胡萝卜素类胡萝卜素（占总量的1/4）最慢最低较多黄绿叶绿素b吸收传递转化光能红橙光蓝紫光较慢较低最多蓝绿叶绿素a叶绿素（占总量的3/4）作用吸收光的颜色扩散速度溶解度含量颜色色素的种类叶绿体是进行光合作用的场所。CO2+H2O光能叶绿体C6H12O6+H2O+O2光合作用反应式(1)配平(2)CHO三种元素的去向66126CO2+H2O（CH2O）+O2光能叶绿体色素可见光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[H]多种酶酶(CH2O)CO2吸收光解能固定还原酶光反应暗反应二.光合作用的过程：（1）单位时间内光合作用产生糖类的量。（2）单位时间内光合作用吸收CO2的量。（3）单位时间内光合作用释放O2的量。（4）净光合速率和真正光合速率的关系三.光合作用强度的表示方法OA：植物呼吸速率OD：植物净光合速率OA+OD：真正光合速率真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。四、影响光合作用的因素（1）光对光合作用的影响光照时间长，光合作用时间长，有利于植物的生长发育。2.光照时间植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加而增加，但光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增加3.光照强度叶绿体中色素的吸收光波主要在红光和蓝紫光。1.光的波长当植物叶片缺水时，气孔会关闭，影响CO2进入叶内，暗反应受阻，光合作用下降。（4）水分的供应生产上使田间通风良好，供应充足CO2在一定范围内，植物光合作用强度随着CO2浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度不再增加。（3）CO2浓度温度低，光合速率低。随着温度升高，光合速率加快，温度过高时会影响酶的活性，光和速率降低。生产上白天升温，增强光合作用，晚上降温，抑制呼吸作用，以积累有机物。（2）温度自养生物:以CO2和H2O（无机物）为原料合成糖类（有机物），储存能量。异养生物:只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。能量来源：化学能光能自养生物绿色植物硝化细菌化能自养生物例如人、动物、真菌及大多数的细菌。五、化能合成作用：能量来源：光能1．研磨绿叶时要加入碳酸钙，其目的是()A．使各种色素溶解在丙酮中B．使研磨充分C．防止色素分子被破坏D．加速研磨2．对“叶绿体中色素的提取和分离”实验中，下列描述正确的是()A．将5g新鲜完整的菠菜叶，放入研钵中，加入丙酮、石英砂、CaCO3以后，迅速研磨B．用毛细吸管吸取少量滤液；沿铅笔线处小心均匀地划出一条滤液细线，并连续迅速地重复划2～3次C．把划好细线的滤纸条插入层析液中，并不断摇晃，以求加快色素在滤纸条上的扩散D．色素分子是有机物，不溶于水，所以研磨过程中加入酒精是为了溶解色素CD4．下图所示“叶绿体中色素的提取和分离”实验的装置正确的是()5．纸层析法分离叶绿体色素时,滤纸上最下端的色素名称和颜色分别是()A．橙黄色的胡萝卜素B．黄色的叶黄素C．蓝绿色的叶绿素aD．黄绿色的叶绿素b6．在圆形滤纸的中央，滴上叶绿体的色素滤液进行色素分离，会看到近似同心的四圈色素环，排在最外圈的色素是()A．橙黄色的胡萝卜素B．黄色的叶黄素C．蓝绿色的叶绿素aD．黄绿色的叶绿素bBDA7．阳光通过三棱镜能显示出七种颜色的连续光谱。如果将一瓶叶绿素提取液放在光源和三棱镜之间，连续光谱中就会出现一些黑色条带，这些条带应位于A．绿光区B．红橙光区和绿光区()C．蓝紫光区和绿光区D．红橙光区和蓝紫光区DH2OBACDE+PiFGCO2J光8.下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：①图中B是—，它来自于——的光解。②图中C是——，它被传递到叶绿体的——部位，用于——。③图中D是——，在叶绿体中合成D所需的能量来自——④图中的H表示——，H为I提供——⑤当突然停止光照时，F——，G——。（填增加或减少）HIＯ2水[H]基质还原C3ATP色素吸收的光能增加减少光反应[H]、ATP9．分别在A、B、C三个研钵中加2克剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按下表所示添加试剂，经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液，即：深绿色、黄绿色（或褐色），几乎无色。注：“＋”表示加；“－”表示不加。试回答：（1）A处理得到的溶液颜色是，原因是________________。（2）B处理得到的溶液颜色是_____，原因是_______________。（3）C处理得到的溶液颜色______，原因是________________。处理ABCSiO2（少量）＋＋＋CaCO3（少量）－＋＋95％乙醇（10毫升）＋－＋蒸馏水（10毫升）－＋－黄绿色未加CaCO3，色素被破坏无色未加乙醇，色素没有被提取出来深绿色色素被提取出来而未被破坏叶绿体的作用仅仅是吸收光能吗？•水绵是常见的淡水藻类•每条水绵由许多个结构相同的长筒状细胞连接而成。•水绵很明显的特点是：叶绿体呈带状，螺旋排列在细胞里。能量变化物质变化条件进行部位光反应阶段类囊体薄膜光、色素和酶光能→ATP中活跃的化学能水的光解：H2O[H]+O2酶光能合成ATP：ADP+PiATP酶光能主要产物O2、[H]、ATP能量变化物质变化条件进行部位暗反应阶段主要产物叶绿体基质中ATP、[H]、酶ATP中活跃的化学能→稳定的化学能CO2的固定CO2+C52C3酶2C3+[H]（CH2O）ATPADP+Pi酶酶C3的还原ATP分解（CH2O）