能量之源光与光合作用

乳酸发酵C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量酶C6H12O62C3H6O3（乳酸）+少量能量酶细胞呼吸有氧呼吸无氧呼吸C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶酒精发酵复习俗话说：“万物生长靠太阳”，为什么这么说呢？我们来看一组数据：①地球表面上的绿色植物每年大约制造4400亿吨有机物；②地球表面上的绿色植物每年储存的能量约为7．11×1018kJ，这个数字大约相当于240000个三门峡水电站所发出的电力。绿色植物储存在有机物中的能量来自哪里呢？太阳的光能又是通过什么途径进入植物体内的？第4节能量之源——光与光合作用太阳光中有能量，我们制造出太阳能电池板可以捕获其中的能量并转化为电能。绿色植物也能捕获并转化太阳光中的能量，那么，绿叶中通过什么物质或结构捕获并转化光能呢？正常苗白化苗正常幼苗能进行光合作用制造有机养料白化苗不能进行光合作用，无法制造有机养料因为有能捕获光能的色素绿叶中的色素有哪些、其颜色各怎样？为什么叶绿素呈绿色？一、捕获光能的色素绿叶中色素的提取与分离实验主要目的是探究绿叶中含有几种色素和学习对色素进行提取和分离的方法，并设法将这些色素分离开。一、实验原理1.叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以用无水乙醇可提取叶绿体中色素。2.色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得快，溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得慢，因而可用层析液将不同的色素分离。纸层析法方法与步骤：1.提取色素：称取5g左右的绿叶，剪碎，放入研钵中。加少许的二氧化硅（充分研磨）和碳酸钙(中和细胞中的有机酸，防止色素被破坏)与10ml无水乙醇。在研钵中快速研磨。将研磨液进行过滤。2.制备滤纸条铅笔线画铅笔细线减去两角的目的：防止层析液从边缘扩散速度太快。实验步骤：3.画滤液细线实验步骤：滤液细线的要求：细、直、齐（使色素处于同一起跑线）；待滤液线干燥后，重复2—3次（防止色素太少分离现象不明显）。4.分离绿叶中的色素层析液培养皿滤液细线注意:滤液细线不能触到层析液（防止色素溶解在层析液中）烧杯要盖上培养皿、试管要塞上棉塞（层析液易挥发且有毒）捕获光能的色素类胡萝卜素叶绿素胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b(占1/4)(占3/4)5、观察与记录实验结果滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？（橙黄色）（黄色）（蓝绿色）（黄绿色）胡萝卜素叶黄素叶绿素ａ叶绿素ｂ小结：色素色素颜色含量溶解度扩散速度橙黄色黄色蓝绿色黄绿色最少较少最多较多最大较大较小最小最快较快较慢最慢2、色素的吸收光谱叶绿素溶液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类胡萝卜素溶液叶绿素：吸收蓝紫光和红光类胡萝卜素：吸收蓝紫光叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱注：因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片才呈现绿色。问题探讨有些蔬菜大棚内悬挂发红色或蓝色光的灯管，并且在白天也开灯。讨论1.这种方法的好处是？不同颜色的光照对植物的光合作用会有影响吗？2.能否用绿光灯管来补充光源？为什么？可以提高光合作用强度；不同颜色的光会影响植物的光合作用。不能；因为叶绿素基本上不吸收绿光这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位呢？二、叶绿体的结构1817年，两位法国科学家首次从植物中分离出叶绿素，当时并不清楚叶绿素在植物细胞中的分布情况。1865年，德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光合作用中的功能时，发现叶绿素并非普遍分布在植物的整个细胞中，而是集中在一个更小的结构里，后来人们称之为叶绿体。（二）叶绿体的结构结构：外膜、内膜、基粒、基质形态：扁平的椭球形基粒的类囊体的薄膜上色素的分布：类囊体恩格尔曼实验的结论是什么？氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。结论:叶绿体是进行光合作用的场所，它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。[巩固练习]1、叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述正确的是（）A．叶绿体中的色素都分布在囊状结构的膜上B．叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上C．光合作用的酶只分布在叶绿体基质中D．光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上A2．在一定时间内，同一株绿色植物在哪种光的照射下，放出的氧气最多（）A．红光和绿光B．红光和蓝紫光C．蓝紫光和绿光D．蓝紫光和橙光B3、把新鲜叶绿素溶液放在光源与分光镜之间，可以看到光谱中吸收最强的是A红光部分B红橙光与蓝紫光部分C绿光部分D紫光部分B1.下列标号各代表：①②________③_________④⑤________2.在④上分布有光合作用所需的和，在⑤中也分布有光合作用所需的。基质酶外膜内膜类囊体基粒色素酶①②③④⑤三、光合作用的原理和应用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，并且释放出氧气的过程。光合作用的概念光合作用的实质合成有机物，储存能量阅读教材（101~102），并回答下列问题：1.英国的普利斯特利的意义和不足之处分别是？3.德国植物学家萨克斯的实验过程及结果证明了什么？4.鲁宾和卡门的同位素标记法的探究实验的过程及所证明的问题是什么？三、光合作用的探究历程2.荷兰科学家英格豪斯的实验结果是什么？德国科学家梅耶得出了什么结论？五年后1642年，海尔蒙特(J.B.vanHelmont)柳树增重74.47kg土壤减少0.06kg水分是建造植物体的唯一原料结论：植物可以更新空气有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结果，所以有人认为植物也能使空气变污浊？普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功；植物体只有绿叶才能更新空气。1779年，荷兰的英格豪斯直到1785年，发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的是O2，吸收的是CO2。1845年，德国的梅耶光能化学能储存在什么物质中？问题2：吸收光能哪里去了？黑暗处理一昼夜用碘蒸气处理这片叶，发现曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半则没有颜色变化。让一张叶片一半曝光一半遮光1864年，德国萨克斯半叶法实验绿叶在光下制造淀粉。问题3：光合作用释放的O2来自CO2还是H2O？1864年，德国萨克斯半叶法实验4.鲁宾和卡门的同位素标记法的探究实验的过程及所证明的问题是什么？实验过程证明的问题光合作用释放的氧气来自于水。问题4：光合作用产生的有机物又是怎样合成的？用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C的去向，最终探明了CO2中C在光合作用中转化成有机物中C的途径，这一途径称为卡尔文循环。思考与讨论：1.光合作用的原料、产物、场所和条件是什么？其化学反应式是？原料—CO2和H2O；产物—糖类和O2；场所—叶绿体；条件—光酶；光合作用的反应式是：CO2+H2O光能叶绿体（CH2O）+O24、光合作用化学反应式：5、光合作用过程光能叶绿体CO2+H2*O（CH2O)+*O2（1）光合作用分为哪几个阶段？分类依据是什么？（2）每个阶段反应的条件、场所、物质变化、能量变化如何？四、光合作用的过程H2O类囊体膜酶Pi＋ADPATP光反应阶段光、色素、酶叶绿体内的类囊体薄膜上水的光解：H2O[H]+O2光能（还原剂）ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能）ATP酶光能转变为ATP中活跃的化学能[H]场所：条件：物质变化能量变化进入叶绿体基质，参与暗反应供暗反应使用CO2五碳化合物C5CO2的固定三碳化合物2C3C3的还原叶绿体基质多种酶H2O类囊体膜酶Pi＋ADPATP[H]糖类卡尔文循环暗反应阶段暗反应阶段CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的还原：ATP[H]、ADP+Pi叶绿体的基质中ATP中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能2C3(CH2O)+C5酶糖类[H]、ATP、酶场所：条件：物质变化能量变化CO2五碳化合物C5CO2的固定三碳化合物2C3叶绿体基质多种酶糖类ATP[H]色素分子可见光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光合作用总过程：光合作用的第一阶段，必须有光才能进行光合作用的第二阶段，有没有光都可以进行光反应和暗反应的比较场所条件物质变化能量变化光反应暗反应联系类囊体薄膜叶绿体基质中光色素、酶、[H]、ATP、酶、水的光解ATP的生成CO2的固定、C3的还原光能→ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能1、光反应为暗反应准备了还原剂[H]和能量ATP；2、暗反应为光反应补充消耗掉的ADP和Pi。原料和产物的对应关系：（CH2O）CHOCO2CO2H2OO2H2O能量的转移途径：碳的转移途径：光能ATP中活跃的化学能(CH2O)中稳定的化学能CO2C3（CH2O）fromfromfromfrom1、光下的植物突然停止光照后，C5化合物和C3化合物的含量如何变化？停止光照光反应停止2、光下的植物突然停止CO2的供应后，C5化合物和C3化合物的含量如何变化？[H]↓ATP↓还原受阻C3↑C5↓CO2↓固定停止C3↓C5↑思考与讨论：增加减少减少或没有减少或没有减少增加增加增加减少增加增加减少或没有增加减少减少增加增加减少增加减少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。水的光解形成ATP[H]ATPCO2H2O光能化学能暗反应光反应光反应暗反应下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：①图中A是______,B是_______,它来自于______的分解。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G________,F是__________,J是_____________⑤图中的H表示_______，I表示________，H为I提供__________光H2OBACDE+PiFGCO2JHIＯ2水[H]基质用作还原剂，还原C3ATP光能光反应[H]和ATP色素C5化合物C3化合物糖类暗反应某科学家用含有14C的CO2来追踪光合作用中的C原子，14C的转移途径是（）A、CO2叶绿体ATPB、CO2叶绿素ATPC、CO2乙醇糖类D、CO2三碳化合物糖类D在光合作用过程中，能量的转移途径是A、光能ATP叶绿素葡萄糖B、光能叶绿素ATP葡萄糖C、光能叶绿素CO2葡萄糖D、光能ATPCO2葡萄糖B4、光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是（）A.叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应B.叶绿体类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应D.叶绿体基质中进行暗反应,不进行光反应D5、光合作用过程中，产生ADP和消耗ADP的部位在叶绿体中依次为()①外膜②内膜③基质④类囊体膜A．③②B．③④C．①②D．④③B6、光合作用过程的正确顺序是（）①二氧化碳的固定②氧气的释放③叶绿素吸收光能④水的光解⑤三碳化合物被还原A.④③②⑤①B.④②③⑤①C.③②④①⑤D.③④②①⑤7、在暗反应中，固定二氧化碳的物质是（）Ａ．三碳化合物Ｂ．五碳化合物Ｃ．［Ｈ］Ｄ．氧气ＤＢ1、在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉的是（）A、[H]B、C5化合物C、ATPD、CO2B2、与光合作用光反应有关的是（）①H2O②ATP③ADP④CO2A.①②③B.②③④C.①②④D.①③④A光合作用有氧呼吸场所条件物质变化能量变化实质联系比较光合作用、呼吸作用光、色素、酶、H2O和CO2叶绿体细胞质基质、线粒体O2、酶、H2O、C6H12O6无机物转变成有机物有机物氧化分解成无机物A