能量之源——光与光合作用知识点
第五章 第4节 能量之源--光与光合作用2
光合作用过程
光合作用一系列化学反应中根据是否需要光能，可以概括 为为光反应和暗反应两个阶段。 光反应阶段：光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有 光才能进行。 暗反应阶段：光合作用第二个阶段中的化学反应，有光无 光都可以进行。
光合作用过程
H2O
水在光下分解
O2
[H] ATP 酶
ADP+Pi
光反应示意图解
英格豪斯
R.梅耶 萨克斯
只有在光照下只有绿叶才可以更新空气
植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来 绿色叶片光合作用产生淀粉
1880
1939 20世纪40年代
恩格尔曼
鲁宾 卡门 卡尔文
氧由叶绿体释放出来。叶绿体是光合作用的场所。
光合作用释放的氧来自水。 光合产物中有机物的碳来自CO2
分析了光合作用的探究历程，你有何感悟？
第五章
细胞的能量供应和利用
第4节 能量之源--光与光合作用
光合作用概念： 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
产 物
光合作用的实质：合成有机物，储存能量
光合作用的探究历程
1771年，英国普利斯特利（J.Priestly)
１、完成课本后练习Ｐ106 ２、预习Ｐ110－－Ｐ114页
矿质营养对光合作用影响
Mg离子是叶绿素的组成元素 K离子参与光合作用产物的运输等 N元素是组成蛋白质的原料，参与光合作用酶的合成。 P元素是ATP的组成元素，也是光合膜的组成元素
探究环境因素对光合作用的影响
实验原理： 利用真空渗入法排除叶内细胞间隙的空气，充以水分，使 叶片沉于水中。在光合作用过程中，植物吸收CO2放出O2，由 于O2在水中的溶解度很小，而在细胞间积累，结果使原来下沉 的叶片上浮，根据上浮所需的时间长短，即能比较光合作用的 强弱。 实验步骤：
光作用和光合作用
一、捕获光能的色素和结构
问题探讨
有些蔬菜在棚内悬挂发红 色或蓝色光的灯管,并且在 白天也开灯。
1、用这种方法有什么好处？ 不同颜色的光照对植物的光 合作用会有影响吗？ 可以提高光合作用强度。因 为光合作用吸收最多的是红 光和蓝紫光。
2、为什么不使用发绿色光的 灯管作补充光源？
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
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
1、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
[H] ↓ ATP↓
还原 受阻
C3 ↑ C5 ↓
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？
固定
C3 ↓
CO2 ↓
停止
C5 ↑
增加 减少
减少 减少或没有 减少或没有
增加 增加
例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等细菌。
2NH3+3O2 硝化细菌 2HNO2+2H2O+能量 2HNO2+O2硝化细菌 2HNO3+能量
6CO2+12H2O
能量 酶
C6H12O6+ 6O2+6H2O
基础巩固
1.叶绿体中的色素所吸收的光能，用于_水_的__光__解_ 和__形__成__A_T_P____;形成的_[_H_]_____和__A_T_P______ 提供给暗反应。
(完整word版)能量之源——光与光合作用知识点
5—4 能量之源——光与光合作用一、捕获光能的色素和结构1、光合色素（Ⅱ）2、叶绿体（1）分布：植物叶肉细胞（主要)（2）结构特点双层膜基粒：由类囊体组成,类囊体膜上有光和色素、酶基质:含与暗反应有关的酶3、光合色素的提取与分离（Ⅱ）二、光合作用探究历程（Ⅰ)见课本P100-102重点实验：恩格尔曼的水绵实验、鲁宾和卡门实验、卡尔文实验三、光合作用过程1、方程式2、过程（Ⅲ）常考：光照强度变化或CO2浓度变化，各物质的含量变化（如ATP、[H]、C3、C5等）。
3、光反应、暗反应比较四、影响光合作用强度的因素（Ⅲ）谨记谨记：总（真）光合速率＝净光合速率＋呼吸速率1、光照（1)光照强度A点:只进行光合作用AB段:呼吸＞光合B点：呼吸＝光合BC段:光合＞呼吸（2）光照时间（3）光质2、CO2浓度3、温度4、矿质元素N、P、K、Mg（叶绿素关键元素）五、光合作用原理的应用（Ⅰ)六、常考曲线图（Ⅲ）1、夏季晴朗的一天bc段下降的原因是，正午气温过高，气孔关闭，CO2吸收减少,使暗反应减缓. de段下降的原因是,光照强度降低。
6点、18点时，光合作用＝呼吸作用。
2、密闭容器中AB段：CO2不断增加，CO2释放较多。
呼吸作用＞光合作用。
BD段：CO2不断减少，CO2吸收较多。
呼吸作用＜光合作用DE段：CO2不断增加，CO2释放较多。
呼吸作用＞光合作用经过一昼夜，大棚内植物有机物的含量会增加。
E点的CO2含量低于A点，说明光合作用合成的有机物多于细胞呼吸消耗的有机物。
《能量之源——光与光合作用》
C
A．绿色罩 罩 B．黑色罩 C．无色罩 D．蓝紫色
场所： 叶绿体 动力：
光能
原料： 水、二 氧化碳
光能 CO2+H2 O (CH2O)+O2 叶绿体
产物： 有机物、 氧气
一、光合作用的发现
背景：公元前3世纪，古希腊学 者亚里士多德观点——植物生长 在土壤中，土壤是植物体的唯 一“食物”来源
1、海尔蒙特(1648年） 建造植物体的原料是水
CO2
浓 度
0 CO2的含量
生器等. 3.大田中还要注 意通风透气.
某学生为了证明植物呼吸时放出二氧化碳，设计了如图的实验 装置，其中绿色植物生长旺盛。将装置在黑暗中放置24小时后 观察结果。试分析：
1、该装置放在黑暗中的作用是 使植物只进行光合作用 该实验除了必须在黑暗中完成外，还应注意 密闭，防止空气进入 2、在实验中有同学提出，需要同时进行另一组其他条件相同但 不放植物的实验。你认为有没有意义？ 有 简述原因 具有对照作用，说明石灰水 浑浊是绿色植物呼吸作用所 致。
叶绿体 中的色 素
供氢 [H] 酶 ATP 酶 ADP+Pi
O2
2C3
CO2
多种酶参 加催化 C5
（CH2O）
光反应阶段
暗反应阶段
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 、水 光能 （还原剂） [H] + O2 水的光解：H2O 物质变化 酶 ADP＋Pi ＋能量（光能） ATP ATP的合成： 能量变化 光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中
能量之源——光与光合作用
叶绿素a（蓝绿色）
（3）提取的色素呈现不同颜色的原因是？ 叶绿素b（黄绿色）
色素吸收的光质不同，反射出吸收量 最少的光，即呈现出该颜色。
胡萝卜素（橙黄色）
绿 类胡萝卜素
叶 中
（含量约1/4）
叶黄素 （黄色）
的
色 素
叶绿素
叶绿素a（蓝绿色）
（含量约3/4）
叶绿素b（黄绿色）
四种色素对光的吸收有什么差别？
培养皿
插滤纸条
层析液
方法步骤 5.观察与记录
实验结果
滤纸条上有几条不同颜色的色带？ 其排序怎样？宽窄如何？这说明了什么？
（1）在层析液中溶解度最大的是哪种色素？
胡萝卜素
胡萝卜素（橙黄色）
胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a ＞叶绿素b
（2）色素带宽代表的意义是？
叶黄素 （黄色）
含量高 叶绿素a＞叶绿素b＞叶黄素＞胡萝卜素
防止色素被破坏 无水乙醇—— 溶解色素
（3）过滤：将研磨液迅速 倒入玻璃漏斗（基部放置单 层定尼性龙滤布纸 ），获取绿色滤液， 叶绿素氧化分解
方法步骤 2.制备滤纸条
将干燥的定性滤纸剪成稍小于试管长与直径的滤 纸条，将一端减去两角，并在距这一端1厘米处 用铅笔画一条细线。
CO2+H2O
光能 叶绿体
(CH2O)+O2
H2O
根 吸 收
1、光合作用的过程
O2
线粒体、空气
[H]
ATP
2C3
固定
还原
C5
CO2
ADP+Pi
(CH2O)
光反应阶段 暗反应阶段
思考：光合作用中 H、C、能量、 Pi的转移途径
H2O中 H 的转移途径：
高中生物能量之源——光与光合作用
第9讲能量之源——光与光合作用考点1捕获光能的色素和结构1．绿叶中色素的提取和分离实验(1)实验原理(2)实验步骤2．叶绿体中色素的吸收光谱分析由图可以看出：3．叶绿体的结构与功能(1)叶绿体的结构模式图(2)叶绿体的功能(必修1 P99“与社会的联系”改编)温室或大棚种植蔬菜时，最好选择______________的玻璃、塑料薄膜，理由是____________________________________________________。
答案：无色透明有色玻璃或塑料薄膜主要透过同色光，其他颜色光很少或不能透过，光照强度会减弱，不利于光合作用；而无色透明的玻璃或塑料薄膜能透过日光中各色光，光照强度较大，有利于光合作用的进行【真题例证·体验】(2019·高考江苏卷)如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。
下列叙述正确的是()A．研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素B．层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液C．在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作D．实验验证了该种蓝藻没有叶绿素b解析：选D。
研磨时加入CaCO3能防止叶绿素被破坏，A项错误；层析液由有机溶剂配制而成，B项错误；层析液易挥发，层析分离时烧杯上要加盖，C项错误；对照图示结果分析可知，该种蓝藻中没有叶黄素和叶绿素b，D项正确。
【考法纵览·诊断】(1)叶绿体中含氮的光合色素是叶绿素[2019·全国卷Ⅲ，T29节选](√)(2)高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的类囊体膜上，该物质主要捕获可见光中的蓝紫光和红光[2018·全国卷Ⅲ，T29节选](√)(3)类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成[2017·全国卷Ⅲ，T3A](×)(4)叶片在640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的[2017·全国卷Ⅲ，T3D](√)(5)用水作层析液观察花青苷的色素带[2017·天津卷，T5B](√)(6)若将叶绿体置于蓝紫光下，则不会有氧气产生[2017·海南卷，T10C](×)(7)通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用[2016·全国卷Ⅱ，T4C](×)(8)黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的[2016·全国卷Ⅱ，T4D](√)(9)层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失[2016·江苏卷，T17D](×) 【长句应答·特训】下面是光合作用探究历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图，请分析回答下列问题：(1)恩格尔曼实验在实验材料的选取上巧妙之处．．．．是_____________________________。
必修1 第3单元 第3讲 第2课时 影响光合作用的环境因素及其应用
光合作用曲线中的“关键点”移动
(1)A点：代表呼吸速率，细胞呼吸增强，A点下移；反之，A点上 移。
(2)B点与C点的变化(注：只有横坐标为自变量，其他条件不变)
B点(补偿点) C点(饱和点)
适当增大CO2浓度(光照强度) 适当减小CO2浓度(光照强度)
(2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶
增大 加快
2．外部因素 (1)CO2浓度
(2)光照强度
(3)温度
(4)水分和矿质元素
易错整合，判断正误。 (1)生长于较弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，其光合速率 未随之增加，主要限制因素是光反应。( √ ) (2)延长光照时间能提高光合作用强度。( × ) (3)植物体从土壤中吸收的水分主要用于光合作用。( × ) (4)白天与夜间适当提高温度，有利于增加大棚蔬菜的产量。( × ) (5)适时进行灌溉可以缓解作物的“光合午休”程度。( √ ) (6)作物合理间作套种，可充分利用光能。( √ )
率长期为零时会导致幼苗停止生长。( √ )
1．我们观测到的光合作用指标，如O2的产生量，不是植物光合作 用实际产生的总O2量，其原因是___植__物__在__进__行__光__合__作__用__的__同__时__，_______ _还__会__进__行__呼__吸__作__用_____。
2．给密闭玻璃瓶中的植物幼苗提供适宜的水、无机盐、光照强 度、温度等条件，幼苗的生存时间一般不会太长，原因可能是 _随__着__植__物__生__长__，__土__壤__的__水__分__会__减__少__，__土__壤__中__的__无__机__盐__含___量__会__下__降__，____ _空__气__中__C__O_2_含__量__减__少__等___。
5.4 能量之源——光与光合作用
。
②由于植物 的存在，使得蜡烛燃烧（小鼠存活呼吸）时间延长。 。
2、英格豪斯实验（1779年）
实验过程：重复进行普利斯特利实验500多次。
实验结论：证明普利斯特利实验只有在
光照 条件下才能成立。
3、萨克斯实验（1864年）
实验步骤： 将绿色植物（天竺葵）在黑暗中放置24小时。选择一片叶， 用遮光板从两面夹住部分叶片。将植物在光照条件下放置一段时间。将该 叶片取下，放在酒精中通过沸水浴处理一段时间。取出叶片，用清水漂洗 后，用碘蒸气熏蒸或滴加碘液。 ①实验中的自变量是什么？如何控制的？
四、光合作用的过程
光能
CO2+H2O
叶绿体
（CH2O）+O2
场所： 叶绿体 条件： 光能 原料： 二氧化碳、水 产物： 糖类等有机物、氧气
光合作用过程根据是否需要光，可以分
为两个阶段：光反应阶段、暗反应阶段
光反应
1、H2O的光解：2H2O
4[H] + O2 酶 2、ATP的合成：ADP + Pi + 能量
能量之源——光与光合作用
一、叶绿体的结构
（与暗反应有关的酶） （基粒的类囊体薄膜上 有与光反应有关的酶）
绿叶呈现绿色 的原因？
二、捕获光能的色素
实验——绿叶中色素的提取和分离
实验原理：提取(无水乙醇)、分离(层析液) 目的要求：绿叶中色素的提取和分离及色素的种类 材料用具：新鲜的绿叶、定性滤纸等、无水乙醇等 方法步骤： 1.提取绿叶中的色素 2.制备滤纸条 3.画滤液细线 4.分离绿叶中的色素 5.观察和记录 讨论： 1.滤纸条上色带的数目、排序、宽窄？ 2.滤纸条上的滤液细线，为什么不能触及层析液？
1642年，海尔蒙特实验
1-5-4-能量之源光与光合作用
方法与步骤：
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 (防止研磨中色素 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。
走向高考 ·高考一轮总复习 ·人教实验版 ·生物
2．色素的种类和吸收光谱 滤纸条上 色素种类 叶绿素 (约占 3 4 /) 类胡萝卜素 (约占 1 4 /) 叶黄素 _________ 颜色 吸收光谱 位置 主要吸收 中下层 最下层 最上层 中上层
四 、 光 合 作 用 过 程 1． 光 反 应 ( 1 ) 场 所 ： 叶 绿 体 的 ( 2 ) 条件： 光
类 囊 体 的 薄 膜
、 色 素 、 酶 等 。
上。
( 3 ) 物 质 变 化 ： 将 水 分 解 为 成A T P 。 ( 4 ) 能 量 变 化 ： 光 能 转 变 为
O2 和[ H ]
光和绿叶 在更新
必修一
第三单元 第三讲
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4．1864 年 ， 德 国 的 萨 克 斯 的 实 验 证 实 了 光 合 作 用 的 产 物有 淀粉 。
（置于暗处48小时）思考：目的是什么？ 使叶子里的淀粉消耗完，避免影响实验的准确性
必修一 第三单元 第三讲
叶绿体类囊体膜
水的光解；
叶绿体基质中
CO2的固定；
ATP的生成 C3的还原 ATP中活 ATP中活 有机物中稳 光能 能量变化 跃化学能 定化学能 跃化学能 光反应是暗反应的基础，为暗反应提供[H]和 联系 ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi 。
光能
CO2+H2O
叶绿体
（CH2O）+O2
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5-4 能量之源——光与光合作用
1.尝试探究影响光合作用强度的环境因素。
2.说出光合作用原理的应用。
3.简述化能合成作用。
光照强度影响光合作用强度的实验 (1)实验流程: 打孔器在生长旺盛的绿叶上打出小 打出小圆形叶片(30片):用_______ 圆形叶片(直径=1 cm) 注射器 内有清水、小圆形叶片)抽出叶片 抽出叶片内气体:用_______( 内气体 黑暗处 小圆形叶片沉水底:将抽出内部气体的小圆形叶片放入____ 沉到水底 盛有清水的烧杯中,小圆形叶片全部_________
实验处理及结果:
项目
烧杯 甲
乙 丙
小圆形 叶片 10片 10片 10片
加富含 CO2的清水 20 mL 20 mL 20 mL
光照 强度 强 中 弱
叶片浮起 的数量 最多 _____ 较多 _____ 较少
(2)实验结论:在一定范围内,随着光照强度不断增强,光合作用
O2越多,浮起的叶片越___) 不断增强 。(同一时间段内产生的__ 多 强度_________
能量变化：ATP中活跃的化学能 的化学能。
有机物中稳定
外界条件骤变对光合作用的影响
外界条件变化 CO2浓度不变,
光照变强 CO2浓度不变,
[H]和ATP
_____ 增多
C3
减少 _____
C5
增多 _____
光照变弱
光照不变, CO2浓度变大 光照不变, CO2浓度变小
减少 _____
增多 _____
3.画滤液细线：用毛细吸管吸取少量滤液，沿 铅笔线均匀地画出一条细线。等滤液干后再画 一两次。 4.分离绿叶中的色素：将适量的层析液（分离 色素）倒入烧杯中，将滤纸条（有滤液细线的 一端朝下）轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞 紧试管口。注意：不能让滤液细线接触层析液
5.4能量之源—光与光合作用
(2)二氧化碳浓度 ①曲线分析 在一定浓度范围内， 在一定浓度范围内， 随二氧化碳浓度的增 加，植物的光合作用 强度加强。 强度加强。 A点：表示进行光合作 用所需二氧化碳的最 低浓度。 低浓度。 B点：表示二氧化碳饱 和点，超过该浓度， 和点，超过该浓度，光 合强度不再增加。 合强度不再增加。
光 合 作 用 强 度
四、光合作用原理的应用 （1）影响光合作用的因素 光照、 温度、 光照、CO2、温度、水、矿质元素等 外界因素： 外界因素：
内部因素：不同部位、 内部因素：不同部位、不同生育期
（2）提高农作物光合作用强度的措施 适当提高光照强度、 1、适当提高光照强度、延长光照时间 2、合理密植 3、适当提高CO2浓度 适当提高CO 4、适当提高温度 5、适当增加植物体内的含水量 6、适当增加矿质元素的含量
条件
C3
O)合 C5 ［H］和ATP (CH2O)合 成量
停止光照 增加下降 减少或没有 减少或没有 CO2供应不变 光照不变 减少增加 增加 减少或没有 停止CO2供应 停止CO 光照不变 增加 减少 增加 减少 CO2供应不变 (CH2O)运输受阻 O)运输受阻
正常光照条件下进行光合作ห้องสมุดไป่ตู้的某植物，当 突然改变某条件后，发现其叶肉细胞内五 碳化合物含量突然上升，则改变的条件是 A 停止光照 B 停止光照并降低CO2的浓度 C 升高CO2的浓度 D 降低CO2浓度
三、影响光合作用的环境因素 (1)光照强度 光照强度 AB段：随光照强度不 AB段：随光照强度增 B 段光照强度为0 A点:光照强度为0此时 BC段 BC 细胞呼吸释放的二 强，光合作用强度增 只进行细胞呼吸， 氧化碳全部用于光合 只进行细胞呼吸，释 断加强， 断加强，光合作用强 强，二氧化碳释放量 作用， 作用，即光合作用强 放的二氧化碳量可表 度不断加强 逐渐减少， 逐渐减少，因细胞呼 度等于细胞呼吸强度。 度等于细胞呼吸强度。 示此时细胞呼吸的强 C点为光饱和点。 吸释放二氧化碳一部 B点称为光补偿点 度。 分用于光合作用， 分用于光合作用，细 胞呼吸强度大于光合 作用强度。 作用强度。 若甲曲线代表阳生植物，则乙曲线代表阴 若甲曲线代表阳生植物，则乙曲线代表阴 思考1：当温度升高时，各点如何移动 思考2 ：CO2浓度上升时各点如何变化 思考2 当温度升高时， 植物。 生植物。 点下移； 点右移； 点不变； A点下移；B点右移；C点向右上移 、B点不变；C点右上方移动
人教版必修一能量之源--光与光合作用(共14张PPT)
光合作用总过程：
可见光
O O2
光解
酶
吸收
4[H]
色素分子
ATP 酶
还 原
能
ADP+Pi
2C3 多种酶
固定 CO2 C5
(CH2O)
光反应 CO2+H2O
暗反应
糖类 光能
叶绿体 （CH2O)+O2
人教版必修一5.4能量之源--光与光合 作用 (共14张PPT)
人教版必修一5.4能量之源--光与光合 作用 (共14张PPT)
光合产物中有机物的碳来自CO2
人教版必修一5.4能量之源--光与光合 作用 (共14张PPT)
人教版必修一5.4能量之源--光与光合 作用 (共14张PPT)
光合作用的过程
阅读课本P:103—104,填写下表
项目 场所 条件
光反应
叶绿体的类囊体薄膜上 光、色素、酶
暗反应
叶绿体的基质上 酶
物质变化
H2O 酶 [H]+O2 ↑ ADP+Pi+能量 酶 ATP
练一练 测一测
1、如用14CO2示踪，在光合作用过程中，14C在下列分子中的转
移途径是 （ C ）
A、14CO2→叶绿素→ADP C、14CO2→三碳化合物→糖类
B、14CO2→ADP→糖类 D、14CO2→叶绿素→ATP
2、光合作用的实质是：把 二氧化碳 和 水 转变为有机物， 把 光能 转变成 化学能 ，贮藏在有机物中。
CO2+C5 酶 2C3 2C3 ATP、[H]、酶（CH2O）
ATP中活跃的化学能
能量变化 光能 ATP中活跃的化学能 有机物中稳定化学能
人教版必修一5.4能量之源--光与光合 作用 (共14张PPT)
能量之源—光与光合作用
180
C18O2
2
02
第 一 组
H2180
H20
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？
用14C标记14CO2，供小球藻 进行光合作用，追踪检测 其放射性，最终探明了 CO2中的碳的途径，称为 卡尔文循环。
美国卡尔文
4、光合作用化学反应式：
CO2 + H2 O叶绿体 （CH2O)+ O2
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 光 用碘蒸气处理这片叶， 发现曝光的一半呈深 遮光 蓝色，遮光的一半则 没有颜色变化。
绿叶在光下制造淀粉。
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）
第4节 能量之源 ——光与光合作用
一、捕获光能的色素和结构
1、实验：绿叶中色素的提取和分离
原理：①叶绿体中的色素可以溶解在无水乙 醇中，可以用来提取色素。色素在层析液中的溶 解度不同，在滤纸上的扩散速度有差别，可以 用来分离色素。
方法与步骤 1、提取色素：
尼龙网
二氧化硅： 研磨充分 碳酸钙：
无水乙醇
叶绿体的基质中 不需光、色素;需多种酶
CO2的固定：CO2+C5 2C3
[H]，ATP C3的还原：2C3 （CH2O） 酶
ATP的合成ADP+Pi 酶
4[H]+O2 光
ATP
ATP
酶
ADP+Pi
光能转变为ATP中活泼 的化学能
ATP中活泼的化学能转化为糖 类等有机物中稳定的化学能
第四节 能量之源——光与光合作用(捕获光能的色素)
第四节能量之源——光与光合作用（第一课时）【学习目标】（1）说出绿叶中色素的种类和作用（2）说出叶绿体的结构【学习重点】（1）绿叶中色素的种类和作用（2）如何提取色素【学习难点】（1）如何提取色素（2）叶绿体的结构与功能的对应【自主学习】【探究一】阅读教材P97问题探讨回答：1、用这种方法有什么好处？不同颜色的光照对植物的光合作用会有影响吗？2、为什么不使用发绿色光的灯管作补充光源？3、温室或大棚种植蔬菜时，应选用什么颜色的玻璃、塑料薄膜或补充光源？【知识点一】1、追根溯源，能量的最终源头是来自。
2、太阳光用分光棱镜可分为七色光、、、、、、。
思考：1、其中植物利用较多的是哪种光？利用较少或几乎不利用的是哪种光？2、进行光合作用的细胞首先要能够捕获光能，用什么捕获光能？在哪里捕获？【探究二】绿叶中色素的种类？（阅读教材P97——98页“绿叶中色素的提取和分离”实验，思考下列问题：）1、加入SiO2、CaCO3的作用是什么？研磨时为什么要迅速而充分？将滤液收集到试管中后，为什么要用棉塞将试管口塞严？2、滤纸条一端为什么要剪去两角？3、画滤液细线时应注意什么？4、为什么不能让滤液细线触及层析液？5、滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽窄如何？这说明什么？【知识点二】绿叶中色素的提取和分离1、实验原理：①提取：绿叶中的色素能够溶解在中，所以可以用来提取。
②分离：不同色素在层析液中的________不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的_____，反之则___。
这样就可以把不同的色素分开，在滤纸条上呈现出不同的色2、实验选材：3、方法步骤：①②③④⑤4、实验现象及结果5、这些色素对光的吸收有差别。
_____和_____主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收_____，因此，植物对_____________光吸收最好。
因为叶绿素对_______吸收最少。
思考：叶片为什么是绿色的？【探究三】阅读课本100页资料分析，回答：1、恩格尔曼实验的结论是什么？2、恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处？【知识点三】捕获光能的结构（叶绿体）1、结构：由______膜构成，内部有许多_________,基粒和基粒之间充满了_________，内含少量的和。
第四节能量之源光与光合作用
在C4植物中，二氧化碳首先被固定到一个四碳化合物上，形成四碳酸。随后，四 碳酸分解为二氧化碳和一个三碳化合物。C4植物包括玉米、高粱等，它们对高温 和低二氧化碳浓度的环境具有更高的适应性。
暗反应中能量转换与储存
ATP和NADPH的生成
在光反应阶段，植物通过光合作用产生ATP和NADPH，这 些能量物质在暗反应中被利用。ATP提供磷酸化能量，而 NADPH提供还原能量。
叶面喷施
在关键生育期，通过叶面喷施的方式 补充植物所需的微量元素，以满足光 合作用的需求。
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有机物的合成
利用ATP和NADPH提供的能量，暗反应中的酶催化二氧化 碳与有机物结合，形成葡萄糖等有机物。这些有机物是植 物生长和发育的基础。
能量的储存
通过暗反应合成的有机物中储存了化学能，这种能量可以 在植物体内被转化和利用，支持植物的各种生命活动。
06 影响光合作用因 素及调控措施
光照条件对光合作用影响及调控措施
光合作用意义
光合作用是生物界赖以生存的基础。绿色植物和某些细菌是 地球上唯一能利用阳光的能量合成有机物的生产者，人类和 动物的食物也都直接或间接地来自光合作用制造的有机物。
光合作用发现历程
1771年，英国科学家普利斯特利发现，将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在一个密闭的玻璃 罩内，蜡烛不容易熄灭；将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内，小鼠也不容易窒息而死。因 此，他指出植物可以更新空气。
1785年，由于空气组成的发现，人们明确了绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧 化碳。
1845年，德国科学家梅耶根据能量转换与守恒定律明确指出，植物在进行光合作用时，把 光能转换成化学能储存起来。
光合作用发现历程
高中生物：能量之源—光与光合作用知识点
高中生物：能量之源—光与光合作用知识点知识点1捕获光能的色素和叶绿体的结构1.叶绿体的结构2.叶绿体色素的种类和功能色素功能叶绿素叶绿素a：蓝绿色吸收红光和蓝紫光叶绿素b：黄绿色类胡萝卜素叶黄素：黄色吸收蓝紫光知识点2 绿叶中色素的提取和分离1. 实验原理（1）提取：叶绿体中的色素溶于有机溶剂而不溶于水，可用无水乙醇等有机溶剂提取色素。
（2）分离：各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分离。
2. 过程（1）提取色素①取材：称取5 g绿色叶片；②研磨：加少许SiO2、CaCO3和10 mL无水乙醇；③过滤：漏斗基部放一块单层尼龙布；④收集：收集滤液，试管口用棉塞塞严（2）色素的分离①制备滤纸条：将干燥滤纸剪成长与宽略小于试管长和宽的滤纸条，并在一端剪去两角，在距剪去两个角一端1cm处用铅笔画一条细的横线。
②画滤液细线：用毛细吸管吸取少量滤液，在滤纸条上沿铅笔线画出一条细线，待滤液干后，重复画一两次。
③分离色素：将3 mL层析液倒入试管中，装置如下图所示，插入滤纸条，有滤液细线的一端朝下，随后用软木塞塞紧试管口。
注意：不能让滤纸条上的滤液细线触到层析液。
④观察滤纸条上的色素带：滤纸条上色素带有四条。
如下表所示：知识点3 光合作用的发现历程1.1771年，英国普利斯特利指出：植物可以更新空气。
2.1779年，荷兰英格毫斯指出：植物要更新空气必须要有阳光和绿叶。
3.1845年，德国梅耶指出：植物能把光能转换成化学能。
4.1864年，德国萨克斯证明：光合作用的产物出除氧气外还有淀粉。
5.1880年，美国的恩格尔曼证明：氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是进行光合作用的场所。
6.1939年，美国鲁宾和卡门利用同位素标记法证明：光合作用释放的氧气来自于水。
7.1948年，美国卡尔文利用14C标记的二氧化碳追踪检测其放射性，探明二氧化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳的途径。
能量之源-光与光合作用
追根溯源，对于绝大多数生物来说，
活细胞所需能量的最终源头是太阳能。
将光能转换成细胞能够利用的化学能的
是光合作用。进行光合作用的细胞，首 先要能够捕获光能。
捕获光能的色素
•
我们知道，玉米中有时会出现白化苗。 白化苗由于不能进行光合作用，待种子中贮 存的养分耗尽就会死亡。可见光合作用与细 胞中的色素有关。
5.恩吉尔曼实验
黑暗、无 空气 环境 极细光束 照射 好氧菌只集中在叶绿 体被光束照射到的地方 好氧菌集中在叶绿体 所有受光部位
完全暴光
极细光束照射 光束
完全暴光
恩吉尔曼实验
结论:
氧气是叶绿体释放出来的。 叶绿体是光合作用的场所。 光合作用需要光能
恩格尔曼实验设计上有何巧妙之处?
1、为什么水绵是合适的实验材料？
巩固与提高
1．用纸层析法分离叶绿体中的色素，在滤纸 条上，色素带从上至下，依次为： D A.叶绿素b—胡萝卜素—叶黄素—叶绿素a B.叶绿素a—叶绿素b—胡萝卜素—叶黄素 C.叶黄素—叶绿素a—叶绿素b—胡萝卜素 D.胡萝卜素—叶黄素—叶绿素a—叶绿素b
2、色素的吸收光谱
叶绿素溶液
结论： 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光
酶
(CH2O)+C5
能量 转换
联系
ATP中活跃的化学能→ 光能→ 有机物中稳定的化学能 ATP中活跃的化学能 光反应为暗反应提供了[H]和ATP；暗反应 为光反应提供ADP和Pi。 光能 CO2+H2O （CH2O)+O2 叶绿体
2H2O
吸收
O2
酶
2C3
固定
光能
色素分子
4[NADPH]
能量之源——光与光合作用
胡萝卜素 橙 胡 类胡萝卜素
捕 获
叶黄素 黄 爷 (占1/4)
光 能
叶绿素ａ 蓝 爱 叶绿素ｂ 黄 币
叶绿素
(占3/4)
的 色
素
实验结果分析：
1、滤纸上共有4条色素带，依次是：
。
2、叶绿体中含量最多的色素是 叶绿素a 。
3、溶解度最大的色素是胡萝卜素 ， 最小的是 叶绿素b 。
D 1 、从绿叶中提取色素，选取的最佳叶片应是（
光与光合作用
——能量之源
• 直接的能源物质：ATP • 主要的供能物质：糖类 • 细胞的主要能源物质：葡萄糖 • 主要的储能物质：脂肪 • 最终的能源物质：太阳光能
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，并且释放出氧气的过程。
从能量方面看: 将 光能 转化为 化学能 ；
( B)
①外膜 ②内膜 ③基质 ④类囊体膜
A．③②
B．③④
C．①②
D．④③
H2O O2
2C3
供氢
固定
光
叶绿体
[H]
CO2
能
色素
ATP
酶
供能
多种酶 C5
ADP+Pi
还原
（CH2O）
光反应
暗反应
H2O
O2
光解
[ H ] 供氢 2C3
光
基粒表面的
能
色素
ATP
酶 供能
基质
ADP+Pi
光反应
暗反应
CO2 C5
D. 滤纸条上的几种色素会混合起来。
光照到物体表面 后，该物体又将这种 颜色的光反射出来， 就是我们所见到的颜 色。对植物而言，除 了部分橙光、黄光和 大部分绿光被反射外， 其他的基本上都被叶 绿素分子吸收了，所 以植物的叶片呈现绿 色。
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5-4 能量之源——光与光合作用
一、捕获光能的色素和结构
1、光合色素（Ⅱ）
2、叶绿体
（1）分布：植物叶肉细胞（主要）
（2）结构特点
双层膜
基粒：由类囊体组成，类囊体膜上有光和色素、酶
基质：含与暗反应有关的酶
3、光合色素的提取与分离（Ⅱ）
二、光合作用探究历程（Ⅰ）
见课本P100-102
重点实验：恩格尔曼的水绵实验、鲁宾和卡门实验、卡尔文实验
三、光合作用过程
1、方程式
2、过程（Ⅲ）
常考：光照强度变化或CO2浓度变化，各物质的含量变化（如ATP、
[H]、C3、C5等）。
3、光反应、暗反应比较
四、影响光合作用强度的因素（Ⅲ）
谨记谨记：总（真）光合速率＝净光合速率＋呼吸速率1、光照
（1）光照强度
A点：只进行光合作用
AB段：呼吸＞光合
B点：呼吸＝光合
BC段：光合＞呼吸
（2）光照时间
（3）光质
2、CO2浓度
3、温度
4、矿质元素
N、P、K、Mg（叶绿素关键元素）五、光合作用原理的应用（Ⅰ）
六、常考曲线图（Ⅲ）
1、夏季晴朗的一天
bc段下降的原因是，正午气温过高，气孔关闭，CO2吸收减少，使暗反应减缓。
de段下降的原因是，光照强度降低。
6点、18点时，光合作用＝呼吸作用。
2、密闭容器中
AB段：CO2不断增加，CO2释放较多。
呼吸作用＞光合作用。
BD段：CO2不断减少，CO2吸收较多。
呼吸作用＜光合作用
DE段：CO2不断增加，CO2释放较多。
呼吸作用＞光合作用
经过一昼夜，大棚内植物有机物的含量会增加。
E点的CO2含量低于A点，说明光合作用合成的有机物多于细胞呼吸消耗的有机物。