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下列能量转变需经哪些生理过程才能实现？光能糖类等有机物中稳定的化学能ATP中活跃的化学能直接用于各种生命活动②③光合作用呼吸作用ATP水解①★说明色素的种类、功能和分布★说明光合作用的原理和本质★区别光反应和暗反应★列举说明影响光合作用的因素第4节能量之源——光与光合作用★区别光合作用和呼吸作用★简述化能合成作用第五章细胞的能量供应和利用地球上最重要的化学反应第4节能量之源——光与光合作用二、光合作用的探究历程一、光合作用的概念：光合作用是绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化为贮藏能量的有机物，并且释放出氧气的过程。2000多年前亚里士多德植物增重来自土壤一、光合作用的探究历程五年后17世纪40年代，海尔蒙特(荷兰)柳树增重80kg土壤减少0.1kg植物增重主要来自水分一、光合作用的探究历程1771年，[英]普里斯特利一、光合作用的探究历程B组:植物可以更新空气A组:一、光合作用的探究历程1779年,荷兰科学家英格豪斯确定植物净化空气依赖于光。1785年,证明参与光合作用气体是CO2。一、光合作用的探究历程光合作用过程需要CO2参与1845年，德国科学家梅耶指出，植物光合作用时，把光能转化成化学能储存起来。根据是?一、光合作用的探究历程1864年，[德]萨克斯一、光合作用的探究历程光合作用生成淀粉叶绿体1880年，[德]恩吉尔曼（C.Engelmann）:寻找光合作用的场所一、光合作用的探究历程水绵特点：由许多个结构相同的长筒状细胞连接而成，叶绿体呈带状，螺旋排列在细胞里。1880年，[德]恩吉尔曼（C.Engelmann）一、光合作用的探究历程1880年，[德]恩吉尔曼（C.Engelmann）叶绿体是进行光合作用的场所恩吉尔曼实验设计的巧妙之处2.条件控制及对照设置好:没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰；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；临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果，等等。水绵实验的巧妙之处：1.实验材料好:水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察;好氧细菌,用好氧细菌可确定释放氧气多的部位.原料/条件场所产物•海尔蒙特(vanHelmont)•普里斯特利（J.Priestley）•英格豪斯（J.Ingen-housz）•拉瓦锡（Laroisier,A.L.）•萨克斯（J.vonSachs）•恩吉尔曼（C.Engelmann）H20淀粉叶绿体（阳光）O2CO2CO2+H2O光能叶绿体（CH2O）+O218H2OCO2氧的同位素OH2O18CO218一、光合作用的探究历程20c30s，[美]鲁宾(S.Ruben)和卡门（M.Kamaen)光照射下的小球藻悬液H2OH218OCO2C18O2O218O2结论：光合作用产生的O2全部来自于H2O20世纪４0年代,美国科学家卡尔文(M.Calvin)碳的同位素C14CO214(CH2O)+O214CO2+H2O14光能叶绿体一、光合作用的探究历程发现卡尔文循环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（CH2O），并且释放出氧的过程CO2+H2O光能叶绿体（CH2O）+O2一、光合作用的探究历程光能叶绿体CO2+H2O*（CH2O）+O*2一、光合作用的探究历程光合作用的实质上把CO2和H2O转变成有机物、释放O2上把光能转变成有机物中的化学能能量物质最基本的物质代谢和能量代谢时间发现者实验过程实验现象实验结论1771普利斯特利（英国）点燃蜡烛与绿色植物，密闭鼠与绿色植物，密闭蜡烛不熄灭鼠不易窒息1864萨克斯（德国）绿叶1880恩格尔曼（德国）20世纪30年代鲁宾和卡门（美国）植物可以更新空气黑暗十几小时曝光遮光碘碘呈深蓝色无颜色变化绿叶在光合作用中产生淀粉水绵和好氧菌黑暗无空气极细光束照射完全曝光好氧菌只向叶绿体被光束照的集中好氧菌分布在叶绿体所有受光周围叶绿体是光合作用的场所，氧是叶绿体释放的向植物提供H218O、CO2H2O、C18O2释放18O2释放O2光合作用释放的氧全部来水自二、捕获光能的色素和结构光合作用的场所叶绿体叶绿体色素的提取和分离1、实验原理：①色素能溶解在无水乙醇（丙酮）中②不同色素在层析液中的溶解度不同而扩散速度不同2、实验步骤：提取色素→制滤纸条→滤液划线→纸上层析→观察结果叶绿体色素的提取和分离3、实验结果4、如果实验结果看不清4条色素带，可能的原因是什么？5、如果看到4条不整齐的色素带，可能的原因是什么？叶绿素类胡萝卜素叶绿素b叶黄素（含量占3/4）（含量占1/4）外膜内膜基质基粒叶绿体中的色素叶绿体结构模式图(色素)功能:吸收光能,用于光合作用胡萝卜素叶绿素a色素吸收可见的太阳光叶绿素主要吸收红光和蓝紫光类胡萝卜素主要吸收蓝紫光叶绿素a表现为蓝绿色叶绿素b表现为黄绿色胡萝卜素表现为橙黄色叶黄素表现为黄色恩格尔曼的第二个水绵实验你能得出什么结论？叶绿体主要吸收红光和蓝光用于光合作用，放出氧气。好氧细菌水绵二、捕获光能的色素和结构白光↓↓红光红色玻璃A白光↓↓绿光绿色玻璃B哪一株植物生长状况更好?白光↓↓白光无色玻璃C思考：为什么秋天的树叶会变黄？常见的几种叶子枫叶变红的原因？叶绿素形成和破坏的原因温度Mg2+等光照1．从叶绿体中提取色素，选取下列哪一种叶片效果最好（）A．厚硬似革质的绿色叶片B．衰老、黄绿色的叶片C．新鲜、幼嫩、色浓绿的叶片D．多浆汁或有特殊气味的绿色叶片2．在叶绿体色素的提取实验中，研磨绿叶时要加入无水乙醇,其目的是（）A．防止叶绿素被破坏B．为了使叶绿素溶解在无水乙醇里C．使各种色素充分溶解在无水乙醇里D．使叶片充分磨碎3．在圆形滤纸的中央点上粘叶绿体的色素滤液，进行色素分析，会得到近似同心环状的四个色素圈，排在外圈的色素呈（）A．橙黄色B．黄色C．蓝绿色D．黄绿色4．叶绿体中的色素能够在滤纸上彼此分离的原因是（）A．色素提取液中色素已经分层B．阳光的照射使不同色素彼此分开C．丙酮有使色素溶解并彼此分离的特性D．各种色素在滤纸上的扩散速度不同实验习题:CCAD5．对绿色植物光合作用最有效的一组光是（）A、红光和黄绿光B、黄光和蓝紫光C、红光和橙光D、红光和蓝紫光6.（1996上海高考题）关于叶绿体和线粒体的共同叙述中，不正确的是（）A、都是双层膜结构的细胞器B、所含酶的功能都相同C、都有基质和基粒D、都不存在于原核细胞中DB三、光合作用的过程•根据是否需要光能，光合作用的过程可以分为两个阶段：•光反应•进行部位:叶绿体的类囊体的薄膜上•暗反应•进行部位：叶绿体基质色素分子可见光吸收2H2OO24[H]光解ADP+PiATP酶光反应暗反应C52C3固定CO2多种酶能还原酶(CH2O)再生三、光合作用的过程光反应阶段与暗反应阶段的比较项目光反应阶段暗反应阶段场所条件物质变化能量变化基粒(类囊体薄膜上)叶绿体基质中需光,色素和酶不需光,色素;需多种酶ATP和[H]2H2O光4[H]+O2CO2的固定：CO2+C52C3C3的还原：2C3（CH2O）[H]，ATP酶光能转变为活泼的化学能，储存在ATP中光ADP+PiATP酶ATP中活泼的化学能转化为糖类等有机物中稳定的化学能C5的再生：2C3C5[H]，ATP酶四、光合作用的意义为一切生物生命活动的进行提供所必需的营养物质；为一切生物生命活动的进行提供所必需的能量；维持大气中氧气和二氧化碳的平衡。缓解温室效应总之，从物质转变和能量转变的过程来看，光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。形成臭氧，保护地球生物五、呼吸作用与光合作用的联系ABCDCO2O2CO2O2ECO2O2植物叶肉细胞五、光合作用与呼吸作用的联系光合作用呼吸作用（有氧呼吸、无氧呼吸）场所条件物质转变能量转变联系主要在绿色植物的叶绿体中活细胞中的细胞质基质和线粒体中光照，色素，光合作用有关的酶酶无机物有机物有机物无机物光能ATP活跃化学能有机物稳定化学能有机物稳定化学能ATP活跃化学能（同化作用）（异化作用）光合作用为呼吸作用提供物质基础（有机物和O2）呼吸作用为光合作用提供物质基础（CO2、H2O）小结1.叶绿体中的色素所吸收的光能，用于和；形成的和提供给暗反应。2.光合作用的实质是：把和转变为有机物，把转变成，贮藏在有机物中。3.在光合作用中，葡萄糖是在中形成的，氧气是在中形成的，ATP是在中形成的，CO2是在固定的。水的光解[H]ATPCO2H2O光能化学能暗反应光反应光反应暗反应ATP合成1.光照增强，光合作用增强。但夏季的中午却又因叶表面气孔关闭而使光合作用减弱。这是由于（）A、水分产生的[H]数量不足B、叶绿体利用的光能合成的ATP不足C、空气中CO2量相对增多，而起抑制作用D、暗反应中三碳化合物产生的量太少•2.(2006年江苏)有人设计实验探究有机肥是否能提高土壤肥力并优于化肥。实验分为两组，一组农田实施有机肥，一组农田施化肥。该实验设计缺少•A．施用有机肥和适量化肥的对照田•B．既不施用有机肥也不施用化肥的对照田•C．施用大量化肥和少量有机肥的对照田•D．施用少量化肥和大量有机肥的对照田DB习题（2006年上海）一个长着大量绿藻的池塘，一天内池水中CO2浓度变化正确的是（2006年上海）将酵母菌研磨成匀浆，离心后得上清液(细胞质基质)和沉淀物(含线粒体)，把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的匀浆分别放入甲、乙、丙三个试管中，各加入等量葡萄糖溶液，然后置于隔绝空气的条件下。下列叙述正确的是A．甲试管中最终产物为CO2和H2OB．乙试管中不发生反应C．丙试管中有大量的ATP产生D．丙试管中无CO2产生DB习题:(06年广东)下表是探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用实验设计及结果。根据实验结果，以下结论正确的是A.蔗糖被水解成非还原糖B．淀粉在淀粉酶的作用下水解成还原糖C淀粉酶活性在60℃比40℃高D．淀粉酶对蔗糖的水解具有专一性BC（2006年江苏理综卷3题）在开展生物学实践活动时，对照实验设计应遵循单一变量的原则．为了研究光对大豆生长的影响，某小组设计了如下实验：在两只花盆里分别种相同数量的大豆苗，并进行如下处理．在这一实验设计中，有一处不正确，需要改正为（）A．乙花盆放在光亮处B．甲花盆放在黑暗处C．甲花盆的温度高于20℃D．乙花盆浇充足的水（2006年江苏理综卷4题）光合作用的过程包括光反应和暗反应．光反应能够为暗反应提供的物质是（）A．[H]和ATPB．C5化合物C．H2O和O2D．O2和C3化合物花盆光温度水甲光亮处20℃充足乙黑暗处20℃不足DA光合作用1、光照强度4、CO2浓度5、温度6、矿质元素（合理施肥）7、水（合理灌溉）2、光质六、说明影响光合作用的因素3、光照面积一天的时间光合作用速率O光照强度121410光合作用速率与光照强度、时间的关系夏天一天中日照强度与光合作用速率的关系光合作用速率O光照强度121410一天的时间光合作用速率与光照强度、时间的关系夏天一天中日照强度与光合作用速率的关系春天一天中日照强度与光合作用速率的关系光照强度CO2吸收量O呼吸作用光补偿点（光合作用吸收的CO2＝呼吸作用放出的CO2）受CO2、酶限制受光影响光饱和点CO2释放量n影响光合作用的因素——光照强度AB光照强度0吸收CO2阳生植物阴生植物B：光补偿点C：光饱和点•应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。C光补偿点、光饱和点：阳生植物阴生植物释放CO2影响光合作用的因素——光照强度真正光合速率=净光合速率+呼吸速率影响光合作用的因素——光照强度白光↓↓红光红色玻璃A白光↓↓绿光绿色玻璃B哪一株植物生长状况更好?白光↓↓白光无色玻璃C影响光合作用的因素——光质最大总光合量/%总光合量净光合量叶面指数呼吸量影响光合作用的因素——光照面积套种、复种：延长光合作用时间间种、合理密植：增加光合作用面积合理利用光能的方法光合作用是在酶的催化下进行的，温度直接影响酶的活性。一般植物在10℃～35℃下正常进行光合作用。影响光合作用的因素——温度当CO2浓度过小时，植物不能进行光合作用。CO2浓度增大时，光合