高中生物必修一 能量之源-光与光合作用

叶绿素b
叶绿体色素具有吸收光能、 传递光能、转化光能的作用
胡萝卜素 类胡萝卜素 蓝紫光 这些捕获光能的色素存在于细胞中的 叶黄素 什么部位呢？
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为什么说叶绿体是进行 光合作用完整单位？
含光合色素
位于基粒上
叶 绿 体
含光合酶
位于基粒上 （少量）
位于基质中 （大量）
叶绿体的功能
恩格尔曼实验的结 论是什么？
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。例如人、动物、真菌及大多数的细菌。
化能合成作用
化能自养生物
利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量来 制造有机物。少数的细菌，如硝化细菌。
所需的能量来源不同（光能、化学能）
水的光解 1.叶绿体中的色素所吸收的光能，用于_______ ATP 形成ATP 和____________; 形成的________ 和__________ [H] 提供给暗反应。
实质 联系
合成有机物，储存 能量
分解有机物，释放 能量
光合作用为呼吸作用提供物质（有机物、O2）； 呼吸作用为光合作用提供原料（CO2）
光合作用原理的应用
影响光合作用强度的因素？
光照的长短与强弱；光的成分； CO2的浓度；温度 的高低、必需矿物质元素（N、P、Mg）、水分等。
增加农作物产量的几点做法： 1、适当提高CO2的浓度（温室大棚）； 2、增加光照时间和光照强度； 3、白天适当增加温度，夜间适当降低温度； 4、农作物间距合理，选择适当的光源等； 5、合理施肥，提供必要的矿物质元素； 6、合理灌溉，提供适当水分。
光合作用释放的O2来自CO2还是H2O？
美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）
CO2
18O 2
C18O2
O2
第 一 组
H218O
H2O
第 二 组
光合作用产生的O2来自于H2O。
光合作用产生的有机物又是怎样合成的？
美国卡尔文
用14C标记14CO2，供小球藻 进行光合作用，探明了 CO2中的C转化成有机物中 的碳，称为卡尔文循环。
6、光合作用过程的正确顺序是（ Ｄ）
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.④③②⑤① B.④②③⑤① C. ③②④①⑤ D.③④②①⑤
7、在暗反应中，固定二氧化碳的物质是（ Ｂ ）
Ａ．三碳化合物 Ｃ．［Ｈ］ Ｂ．五碳化合物 Ｄ．氧气
CO2 和_______ H2O 转变 2.光合作用的实质是：把______ 光能 转变成_______, 化学能 贮藏在有 为有机物，把_______ 机物中。 暗反应 中形成 3.在光合作用中，葡萄糖是在________ 光反应 的，氧气是在_________ 中形成的，ATP是在 光反应 暗反应 固定的。 _______中形成的，CO2是在_______
1、在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉 的是（ B ） A、[H] B、C5化合物 C、ATP D、CO2 2、与光合作用光反应有关的是（ A ） ① H 2O ②ATP ③ADP ④CO2 A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③④
4、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（ D ） 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 5、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 ( B ) ①外膜 ②内膜 ③基质 ④类囊体膜 A．③② B．③④ C．①② D．④③
光合作用过程
划分依据:反应过程是否需要光能
光反应
有光才能反应
暗反应
有光、无光都能反应
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 类囊体膜
H2O
酶
[H]
光反应阶段
进入叶绿 体基质， 参与暗反 应
ATP 供暗反 Pi ＋ADP 应使用 场所： 叶绿体内的类囊体薄膜上 条件： 光、色素、酶、H2O 光能 （还原剂） [H] + O2 水的光解：H2O 物质变化 酶 ATP ATP的合成： ADP＋Pi 光
ATP [H] 、
能量变化
ATP中活跃的化学能转变为糖类等 有机物中稳定的化学能 三碳化合物 2C3
叶绿体基质
ATP
[H]
CO2
五碳化合物
CO2的 多种酶 固定
C5
糖类
光反应过程 类囊体膜
H2O
酶
[H]
暗反应过程
Pi ＋ADP
ATP
C3 的 还原
三碳化合物 2C3
叶绿体基质
CO2
五碳化合物
CO2的 多种酶 固定
• 为什么大多植物的叶片是绿色的，而有些 植物的叶片不是绿色的?
• 哪植物叶片中到底含有哪些色素？
一、绿叶中色素的提取和分离
（一）提取色素：
原理：色素能溶解在丙酮或酒精等有机 溶剂中，所以可用无水酒精提取色素。 材料:5g鲜叶 1.研磨
SiO2——使研磨充分
药品 CaCO3 ——防止色素破坏 无水酒精——溶解色素
2.过滤：获取绿色滤液
（二）分离色素
原理： 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
1.准备滤纸条
铅笔线 画铅笔细线
滤液细线
画滤液细线
★要求：细而齐 重复2—3次
2.分离色素：
胡萝卜素 培养皿 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b
①图中A点含义：光照强度为0，只进行呼吸作用 ；
②B点含义：
光合作用与呼吸作用强度相等
；
；
③C点表示：光合作用强度不再随光照强度增强而增 ____ 强，称为光饱和点
化能合成作用
自养生物 光能自养生物
以光为能源，以CO2和H2O（无机物）为原料合成 糖类（有机物），糖类中储存着由光能转换来的能量。 例如绿色植物。
下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：
H2O 光 A B F CO2 G J I
C
D
E+Pi
H
色素 水 的分解。 Ｏ2 ①图中A是______,B 是_______, 它来自于______ [H] ，它被传递到叶绿体的______ ②图中C是_______ 基质 部位，用 用作还原剂，还原 于_________ 。 C3 光能 ATP，在叶绿体中合成D所需的能量来自______ ③图中D是____ C3化合物 糖类 ④图中G________,F 是_____________ C5化合物 是__________,J 光反应 ， I表示________ 暗反应 ，H为I提供 ⑤图中的H表示_______ [H]和ATP __________
能量变化 光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中
类囊体膜
H2O
酶
[H] Pi ＋ADP ATP
C3 的 还原
三碳化合物 2C3
叶绿体基质
CO2
五碳化合物
CO2的 多种酶 固定
C5
糖类
卡尔文循环
暗反应阶段
场所： 叶绿体的基质中 2C3 (CH2O)＋C5
糖类
条件： [H] 、ATP、酶、CO2 酶 CO2的固定：CO2＋C5 物质变化 酶 2C3 C3的还原：
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。
光 能
德国 梅耶
化 学 能
储存在什 么物质中？
1864年，德国萨克斯实验
黑暗处理 一昼夜 让一张叶片一半 曝光一半遮光
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。
绿叶在光下能制造淀粉。
C5
糖类
光合作用的探究历程（P101－102） 17世纪海尔蒙特栽培的柳 树实验
结论：水分是 植物建造自身 的原料。
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？
1779年，荷兰的英格豪斯
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。
层析液
插滤纸条
★层析液不能没 及滤液线
★说明色素的种类
胡萝卜素（橙黄色）
类胡萝卜素
1 /4
叶黄素（黄色） 叶绿素a (蓝绿色)
叶绿素
3 /4
叶绿素b（黄绿色）
二、色素的作用
实验表明：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。
色素的功能 叶绿素a
叶绿素
红光和 蓝紫光
叶 绿 体 色 素
O2是由叶绿体产生的
叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的 巨大膜表面上，分布了许多吸收光能的色素分 子，还有许多进行光合作用的酶。
二、光合作用的原理和应用
光能 叶绿体 绿色植物通过_____，利用_____， CO2和H2O 把_________________ 转化成储存能量的 O2 的过程。 _______ 有机物 ，并释放出_______
将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的C02条件下。 如果将环境中C02含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞 内的C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况依次是C A. 上升；下降；上升 B. 下降；上升；下降 C. 下降；上升；上升 D. 上升；下降；下降
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（ D ） A、CO2 叶绿体 ATP B、CO2 叶绿素 ATP C、CO2 乙醇 糖类 D、CO2 三碳化合物 糖类
反应物、条件、 场所、生成物 光能
CO2+H2O
叶绿体
（CH2O）+O2
比较光合作用、呼吸作用
场所 光合作用 叶绿体 有氧呼吸 细胞质基质、线粒体
条件 光、色素、酶、H2O和CO2 O2、酶、H2O、C6H12O6 物质变化 无机物转变成有机物 有机物氧化分解成无机物
能量变化 光能
ATP中活 C H O 等有机物稳 6 12 6 跃化学能 定的化学能 ATP中活 糖类等有机物中稳 跃化学能 定化学能 和热能
在光合作用过程中，能量的转移途径是
A、光能 B、光能 C、光能 D、光能 ATP 叶绿素 叶绿素 ATP 叶绿素 ATP CO2 CO2 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖
B
若白天光照充足，下列哪种条件对农作物增产有利 A.昼夜恒温25℃ D B.白天温度15℃，夜间温度15℃ C.昼夜恒温15℃ D.白天温度25℃，夜间温度15℃ 用下述容积相同的玻璃罩分别罩住大小、生长状况相 同的天竺葵，光照相同的时间后，罩内O2最少的是 [ A ] A．绿色罩 B．红色罩 C．蓝色罩 D．紫色罩 下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是（ A ） A、增大O2浓度 B、增大CO2浓度 C、增强光照 D、调节室温