必修1第五章第四节 能量之源──光与光合作用

硝化细菌 硝化细菌
2HNO2+2H2O+能量
2HNO3+能量
6CO2+6H2O
能量
2C6H12O6+ 6O2
硝化细菌在生活中的应用
硝化细菌放在水族 箱中，可以净化水 质，将高度性的氨 氧化为硝酸盐，成 为水草的最佳氮肥
提取和分离叶绿体中的色素
实验原理： 叶绿体中的色素都能溶解于有机溶剂中， 如丙酮（酒精）等。所以可以用丙酮提取叶绿 体中的色素。
3.从绿叶中提取色素，选取的最佳叶片应是 B.鲜嫩，颜色浓绿的叶片 D.刚刚长出来的小嫩叶
4.将单细胞绿藻置于25℃，适宜光照和充足CO2条
件下培养，经过一段时间后，突然停止光照，发 现绿藻体内C3的含量突然上升，这是由于 ①光反应停止，由于没有[H]和ATP供应，C3不能 形成糖类等有机物，因而积累了许多C3。②暗反 应仍进行，CO2与C5结合，继续形成C3。③光反应 停止，不能形成ATP。④光反应仍进行，形成ATP
2、捕获光能的结构—叶绿体
（1）分布 主要分布在绿色植物的叶肉细胞
（2）形态 一般呈扁平的椭球形或球形 外膜
内膜 （3）结构 基粒 基质 （4）功能 透明，有利于光线的透过 由两个以上的类囊体组成， 含色素和酶 含多种光合作用所必需的酶
光合作用的场所
1880年，恩格尔曼的实验
水绵和好氧 细菌的装片 隔绝空气
提取和分离叶绿体中的色素
实验材料： 菠菜叶片若干，石英砂，碳酸钙，丙 酮，层析液，滤纸条，天平、棉花，剪 刀，铅笔，直尺
绿叶中色素的提取和分离
• 操作步骤：
提取色素 制备滤纸条
画滤液细线
分离色素 观察与记录
方法与步骤
• 提取色素
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。在研钵 中快速研磨。将研磨液 进行过滤。
黑暗，用极细光束照射
完全暴露在光下
1.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。 2.恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处？ 水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观 察，用好氧细菌可以确定释放氧气多的 部位。没有空气的黑暗环境排除了氧气 和光的干扰。用极细的光照射，叶绿体 上可分为光照多和光照少的部位，暴露 在光下的实验再一次验证实验结果 3.从资料2可以得出什么推论？ 叶绿体是进行光合作用的场所。
14.下图中的甲、乙两图为一昼夜中某作物植株对C02的 吸收和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天， 乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题：
甲
乙
（1）甲图曲线中C点和E点(外界环境中C02浓度变化为零) 处，植株处于何种生理活动状态？ 呼吸作用释放C02的量等于光合作用吸收C02的量时
。
14.下图中的甲、乙两图为一昼夜中某作物植株对C02的 吸收和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天， 乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题：
叶绿体是进行光合作用的场 所，它内部巨大膜表面上，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。
叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱
从连续光谱可以看到不同波长的光被吸收 的情况：叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光 和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。 对绿光的吸收最少。
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光合作用的探究历程
④在光下培养 ⑤生长良好
A.②③⑤
B.①③⑥
C.①④⑤
D.②④⑥
2.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 C.蓝紫光区和绿光区 A.肥嫩多汁的叶片 C.革质叶片 B.红光区和绿光区 D.红光区和蓝紫光区
酶 → ATP 光
光
暗反应阶段
叶绿体基质中 ATP、 [H] 、多种酶
CO2的固定CO2+C5 酶 →2C3
三碳的还原2C3ATP →C6H12O6 → [H] 活跃的化学能变成 稳定的化学能
酶
能量 变化
光能转换成活跃的化学能 （ATP中）
光反应为暗反应提供[H]和ATP
联系
暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料
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
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
化能合成作用
——能够利用体外环境中的某些无机物氧化 时所释放的能量来制造有机物的合成作用 例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌
2NH3+3O2
2HNO2+O2
1845
1864 1880 1939 20世纪40代
3.光合作用的过程
•总反应式: CO2+H2O*
光
叶绿体
(CH2O)+O2*
•包括两个阶段:
光反应 暗反应
光反应阶段
吸收、传递 和转换光能
色素、酶 条件 ： 光、 场所：叶绿体内的类囊体膜上
水的光解： 过程 H2O
光、酶
叶绿体中的色素
[H]+O2
光合作用的重要意义
包括人类在内的几乎所有生物的生存提 供了物质来源和能量来源
维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对 稳定 促进生物进化 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


光合作用原理的应用
（1）影响光合作用的因素
光照、CO2、温度、水、矿质元素等
（2）提高农作物光合作用强度的措施
C.增加光照强度
D.采用绿色玻璃盖顶
7.一位科学家做了如下实验：将水绵（丝状绿 藻）放在暗处，一束白光通过棱镜再投射到水 绵的叶绿体上，这时好氧性细菌将明显聚集在 A.红光的投影区域内
B.红光和绿光的投影区域内
C.红光和蓝紫光的投影区域内 D.黄光和橙光的投影区域内
8.将一棵重约0.2kg 的柳树栽培在肥沃的土壤
提 取 色 素 ② ③ ④ ⑤
操作事项 选取新鲜绿色的叶片 研磨时加入10mL无水 乙醇 研磨时加入少许的SiO2 和CaCO3 迅速、充分色素
充分研磨、中和细胞中的酸，防 止镁从叶绿素分子中移出 防止丙酮挥发，充分溶解色素
盛放滤液的小试管管口 防止丙酮挥发和色素分子被氧化 加棉塞
逐步减弱 以致光反应产生的 ATP 和 [H] 逐渐减少，
从而影响了暗反应强度，使
响了C02固定。
C5
化合物数量减少，影
14.下图中的甲、乙两图为一昼夜中某作物植株对C02的 吸收和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天， 乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题：
甲
乙
（4）乙图曲线中间E处光合作用强度暂时降低，可能是 因为 温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了C02原 . 料的供应 。
中，两年后连根挖出，称其干重大约为11kg，
增加的这10.8kg主要来源于
A.土壤中的矿质元素 B.土壤中的水
C.大气中的氧气
D.大气中的CO2
9.在夏季中午光照最强的情况下，绿色植物的
光合作用强度略有下降。这时，叶肉细胞内的
C3、Ｃ５、ATP 的含量变化依次是： A.升、降、升 C.降、升、升 B.降、升、降 D.升、降、降
甲
乙
（2）根据甲图推测该植物接受光照的时间是曲线中的
BF 段，其中光合作用强度最高的是 D 点，植株
积累有机物最多的是 E 点。
14.下图中的甲、乙两图为一昼夜中某作物植株对C02的 吸收和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天， 乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题：
甲
乙
（3）乙图中FG段C02吸收量逐渐减少是因为 光照强度 .
A.只有乙 C.乙和丙都是
B.只有丙 D.乙和丙都不是
12.下图为某植物细胞部分结构，据图分析的下列
叙述中，正确的是
A.a、b箭头表示的是O2进出细胞的过程
B.e、f箭头表示的是CO2进出细胞的过程
C.A是叶绿体，B是线粒体
D.A产生的气体在细胞内直接进入B要穿过5层膜
13.右图表示在一定光照条件下，温度对植物光 合作用量（a）与呼吸作用量（b）的影响曲线 图（通过测定CO2量而获得）。下列叙述中，正 确的是 A.该植物在25℃左右时， 重量增加最大 B.该植物在20℃与30℃ 时，重量增加相同 C.该植物在40℃时重量 减少 D.该植物在25℃时，重 量增加是在5℃时的8倍
第五章 第四节 能量之源—光与光合作用
一 捕获光能的色素和结构
1、捕获光能的色素 叶绿素a （蓝绿色） 叶绿素 色素 类胡萝卜素 吸收可见 的太阳光 叶绿素主要吸收 红光和蓝紫光 叶黄素 （黄色） 含量约占1/4 含量约占3/4
叶绿素b （黄绿色）
胡萝卜素（橙黄色）
类胡萝卜素主 要吸收蓝紫光
叶绿体的结构
10.离体的叶绿体在光照下进行稳定光合作用 时，如果突然中断CO2的供应，短暂时间内叶 绿体中C3化合物与C5化合物相对含量的变化是
A.C3化合物增多、C5化合物减少
B.C3化合物增多、C5化合物增多
C.C3化合物减少、C5化合物增多
D.C3化合物减少、C5化合物减少
11.下图中的甲是在有光照条件下验证O2是否由 绿色植物释放出来的装置，乙和丙是另外两个 装置，通常可作为甲的对照实验装置的是
叶绿素
3/4
叶绿素a(蓝绿色) 叶绿素b（黄绿色）
胡萝卜素（橙黄色）
类胡萝卜素
1/4
叶黄素（黄色）
1.为验证光是植物生长发育的必要条件，设计如
下实验：选择生长状况一致的小麦幼苗200株，