《能量之源-光與光合作用》

第4節(jié)能源之源—光與光合作用第五章細胞的能量供應(yīng)和利用有些蔬菜大棚內(nèi)懸掛發(fā)紅色或藍色的燈管。1.用這種方法有什么好處？不同顏色的光照對植物的光合作用會有什么影響？2.為什么不使用綠色的塑料薄膜或補充綠色光源？

一捕獲光能

二利用光能

三利用其它形式能量

一捕獲光能

（一）捕獲光能的色素

實驗：綠葉中色素的提取和分離1實驗原理

2實驗步驟

3實驗結(jié)果1綠葉中色素的種類葉綠素類胡蘿卜素（含量約3/4）（含量約1/4）葉綠素a（藍綠色）葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）綠葉中的色素

一捕獲光能

（一）捕獲光能的色素色素濾液吸收可見光，用于光合作用2色素的功能：問題：這四種色素對光的吸收有什么差別呢？1綠葉中色素的種類

一捕獲光能

（一）捕獲光能的色素

一捕獲光能

（一）捕獲光能的色素外膜內(nèi)膜基?；|(zhì)類囊體

（二）捕獲光能的結(jié)構(gòu)——葉綠體

一捕獲光能

（一）捕獲光能的色素外膜內(nèi)膜基粒基質(zhì)類囊體

（二）捕獲光能的結(jié)構(gòu)——葉綠體1葉綠體的結(jié)構(gòu)2葉綠體的功能播放動畫

一捕獲光能

（一）捕獲光能的色素

（二）捕獲光能的結(jié)構(gòu)——葉綠體

二光合作用的原理和應(yīng)用

（一）光合作用的探究過程

得出這一認識，科學(xué)家們用了200多年的時間，經(jīng)過無數(shù)次的實驗。目前，對光合作用更深層次的探索還在進行?，F(xiàn)在我們就沿著科學(xué)家們探尋的足跡，去體驗他們認識問題的思維過程和科學(xué)探索的樂趣。植物為什么會生長？古希臘亞里士多德認為：根吸收土壤中的養(yǎng)分，土壤減少的重量=植物增加的重量

二光合作用的原理和應(yīng)用

（一）光合作用的探究過程17世紀比利時的海爾蒙特實驗五年后

二光合作用的原理和應(yīng)用

（一）光合作用的探究過程1771年，英國的科學(xué)家普利斯特利實驗

（一）光合作用的探究過程普利斯特利的實驗看似簡單，但后人做時很多時候不能成功，這是為什么呢？

（一）光合作用的探究過程1779年，荷蘭科學(xué)家英格豪斯做了500多次植物更新空氣的實驗發(fā)現(xiàn)了其中的秘密。1、只有在光下植物才能更新空氣。2、植物體只有綠葉在光下才能更新空氣。

（一）光合作用的探究過程植物究竟更新了空氣中的什么成分？

直到1785年，由于發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，人們才明確：在光下放出的是氧氣，吸收的是二氧化碳

（一）光合作用的探究過程1845年，德國科學(xué)家梅耶

據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律明確指出：植物進行光合作用時，將光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲存起來。那么光能哪兒去了呢？

（一）光合作用的探究過程1864年，德國植物學(xué)家薩克斯實驗天竺葵

（一）光合作用的探究過程在暗處放置2-3天1864年薩克斯的實驗暗處理光照酒精脫色碘蒸汽處理

（一）光合作用的探究過程思考1．暗處理的目的是什么？這一步是否可以省略？2．本實驗是否存在對照？若有請指出并指出單一變量。3．這個實驗可得出什么結(jié)論？歷史發(fā)展到這兒，我們知道植物利用光能，吸收二氧化碳和水，釋放氧氣，并且在這個過程中將能量儲存在了淀粉中。那么，這一過程到底在葉的哪一部位進行的呢？

（一）光合作用的探究過程光合作用利用和合成了儲存能量的有機物并釋放出了O2,那么氧氣中的氧來自于誰呢？

1939年，美國科學(xué)家魯賓和卡門用同位素標記法回答了這一問題

（一）光合作用的探究過程

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（一）光合作用的探究過程光合作用的探究到此結(jié)束了嗎？

20世紀40年代，美國的科學(xué)家卡爾文發(fā)現(xiàn)了卡爾文循環(huán)，探明了二氧化碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機物中碳的途徑6CO2+12H218OC6H12O6+6H2O+618O2光能葉綠體

（一）光合作用的探究過程

一捕獲光能

二光合作用的原理和應(yīng)用

（一）光合作用的探究過程

（二）光合作用的過程CO2+H2O(CH2O)+O2光能葉綠體

二光合作用的原理和應(yīng)用

（二）光合作用的過程色素分子可見光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[H]多種酶酶CO2吸收光解能固定還原酶光反應(yīng)暗反應(yīng)(CH2O)1、光反應(yīng)階段與暗反應(yīng)階段的比較

基粒(囊狀結(jié)構(gòu)的薄膜上)葉綠體基質(zhì)中需光,色素和酶不需光和色素;需多種酶快速項目光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段1、場所較緩慢3、條件4、原料H2OADP+PiCO2[H]ATPC52、時間

二光合作用的原理和應(yīng)用

（二）光合作用的過程

5、物質(zhì)變化１、H2O的光解：２Ｈ２Ｏ光能４［Ｈ］＋Ｏ22、ATP的生成：ADP+Pi＋能量酶ATP1、CO2固定：CO2

＋C52C3酶2、CO2還原即C3還原：2C3+[H](CH2O)+C5

酶、ATPATP酶水解3、ADP+Pi＋能量6、能量變化

(ATP)活躍的化學(xué)能

光能ATP(CH2O)（穩(wěn)定的化學(xué)能）（活躍的化學(xué)能）7、產(chǎn)物ATP[H]O2C5、(CH2O)、ADP、Pi等項目光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段

二光合作用的原理和應(yīng)用

（二）光合作用的過程(1)光反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ)，光反應(yīng)階段為暗反應(yīng)階段提供能量（ATP）和還原劑[H]；(2)暗反應(yīng)階段產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應(yīng)階段合成ATP提供原料；2、光反應(yīng)與暗反應(yīng)之間的聯(lián)系總結(jié)：光反應(yīng)與暗反應(yīng)是一個統(tǒng)一的整體，二者緊密聯(lián)系、缺一不可。

二光合作用的原理和應(yīng)用

（二）光合作用的過程練習(xí)冊習(xí)題講解

一捕獲光能

二光合作用的原理和應(yīng)用

（一）光合作用的探究過程

（二）光合作用的過程

（三）光合作用原理的應(yīng)用探究：環(huán)境因素對光合作用強度的影響

——能夠利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物的合成作用例如：硝化細菌、硫細菌、鐵細菌等少數(shù)種類的細菌三化能合成作用2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量硝化細菌2HNO2+O22HNO3+能量硝化細菌6CO2+6H2O2C6H12O6+6O2能量

一捕獲光能

二光合作用的原理和應(yīng)用光合作用與呼吸作用的區(qū)別光合作用呼吸作用原料CO2、H2OO2、葡萄糖等有機物產(chǎn)物O2、葡萄糖等有機物CO2、H2O等能量轉(zhuǎn)換貯藏能量的過程光能→活躍的化學(xué)能→穩(wěn)定的化學(xué)能釋放能量的過程穩(wěn)定的化學(xué)能→活躍的化學(xué)能發(fā)生部位有葉綠體