第4节能量之源——光与光合作用.pptx

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1、 大约大约40亿年前地球上产生了最原始的生命。亿年前地球上产生了最原始的生命。那时大气中并没有氧气，随着时间的推移，一些那时大气中并没有氧气，随着时间的推移，一些光能自养细菌和绿色植物的出现，空气中才逐渐光能自养细菌和绿色植物的出现，空气中才逐渐有了氧气。那么，氧气到底是如何产生的？有了氧气。那么，氧气到底是如何产生的？生命诞生前的地球生命诞生前的地球 通过上节课的学习我们已经知道，繁衍通过上节课的学习我们已经知道，繁衍进化至今，大部分生物产生能量的主要方式进化至今，大部分生物产生能量的主要方式都是有氧呼吸。都是有氧呼吸。 每时每刻都有大量氧气被消耗，并产生每时每刻都有大量氧气被消耗，并产生大

2、量二氧化碳。但是大气中的氧气和二氧化大量二氧化碳。但是大气中的氧气和二氧化碳却始终保持着一个稳定的含量。这是为什碳却始终保持着一个稳定的含量。这是为什么？么？ 地球上能量的最终来源是太阳能，那么，地球上能量的最终来源是太阳能，那么，看得见摸不着的太阳能是怎么转化成能被生看得见摸不着的太阳能是怎么转化成能被生物利用的化学能并储存在有机物中的呢？物利用的化学能并储存在有机物中的呢？第第4 4节节 能量之源能量之源光与光合作用光与光合作用一、捕获光能的色素和结构一、捕获光能的色素和结构二、光合作用的探究历程二、光合作用的探究历程三、光合作用的原理和应用三、光合作用的原理和应用四、化能合成作用四、化能

3、合成作用1.说出绿叶中色素的种类和作用。说出绿叶中色素的种类和作用。2.说出叶绿体的结构和功能。说出叶绿体的结构和功能。3.说明光合作用以及对它的认识过程。说明光合作用以及对它的认识过程。4.尝试探究影响光合作用强度的环境因素。尝试探究影响光合作用强度的环境因素。5.说出光合作用原理的应用。说出光合作用原理的应用。6.简述化能合成作用。简述化能合成作用。 1.通过实验，提高动手操作能力。通过实验，提高动手操作能力。 2.通过研究式学习，尝试运用科学家的科学通过研究式学习，尝试运用科学家的科学思维和科学方法，培养学生初步研究能力和运用思维和科学方法，培养学生初步研究能力和运用相关学科知识解决生物

4、学问题的能力，能够完成相关学科知识解决生物学问题的能力，能够完成一份描述准确、过程科学的实验方案。一份描述准确、过程科学的实验方案。 3.通过光合作用的过程和原理的应用实例，通过光合作用的过程和原理的应用实例，培养理论联系实际的能力。培养理论联系实际的能力。 1.培养对生物现象探究的欲望和兴趣。培养对生物现象探究的欲望和兴趣。 2.借助光合作用的物质和结构及动态变化全借助光合作用的物质和结构及动态变化全过程的分析，形成普遍联系、运动变化、内因与过程的分析，形成普遍联系、运动变化、内因与外因等辨证唯物主义观点和结构与功能相统一的外因等辨证唯物主义观点和结构与功能相统一的观点。观点。 3.通过科学

5、家研究光合作用光反应以及暗反通过科学家研究光合作用光反应以及暗反应的科研成果的介绍，使学生确立热爱科学，献应的科研成果的介绍，使学生确立热爱科学，献身科学的精神和科学态度。身科学的精神和科学态度。1.绿叶中色素的种类和作用。绿叶中色素的种类和作用。2.光合作用的发现及研究历史。光合作用的发现及研究历史。3.光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。4.影响光合作用强度的环境因素。影响光合作用强度的环境因素。1.光反应和暗反应的过程。光反应和暗反应的过程。2.探究影响光合作用强度的环境因素。探究影响光合作用强度的环境因素。 有些蔬菜大棚用红色或蓝色的塑料薄膜

6、代有些蔬菜大棚用红色或蓝色的塑料薄膜代替普通塑料薄膜，有的温室内悬挂发红色或蓝色替普通塑料薄膜，有的温室内悬挂发红色或蓝色的灯管。的灯管。 1、用这种方法有什么好处？这样做对光合、用这种方法有什么好处？这样做对光合作用有影响吗？作用有影响吗？ 2、为什么是用红色或蓝色的呢？用绿色的、为什么是用红色或蓝色的呢？用绿色的可以吗？可以吗？ 答案：答案： 1、用这种方法可以提高光合作用强度。、用这种方法可以提高光合作用强度。因为叶绿素吸收最多的是光谱中的蓝紫光和因为叶绿素吸收最多的是光谱中的蓝紫光和红光。不同颜色的光照对植物的光合作用会红光。不同颜色的光照对植物的光合作用会有影响。有影响。 2、因为叶

7、绿素对绿光吸收最少，所以不、因为叶绿素对绿光吸收最少，所以不使用绿色的塑料薄膜或补充绿色光源。使用绿色的塑料薄膜或补充绿色光源。 一、捕获光能的色素和结构一、捕获光能的色素和结构 呈绿色是因为叶子中含色素，到了秋天叶呈绿色是因为叶子中含色素，到了秋天叶子变黄，说明所含的色素很可能不止一种。子变黄，说明所含的色素很可能不止一种。 为什么春夏两季植物的叶子翠绿醉人，而为什么春夏两季植物的叶子翠绿醉人，而深秋树叶则金黄斑斓呢？深秋树叶则金黄斑斓呢？绿叶中会有哪些种类的色素呢？绿叶中会有哪些种类的色素呢？它们分别是什么颜色的？它们分别是什么颜色的？各种色素在绿叶的含量相同吗？各种色素在绿叶的含量相同吗

8、？ 有些植物，如玉米、紫茉莉有时会出有些植物，如玉米、紫茉莉有时会出现不含色素的白化苗，种子中贮存的养分现不含色素的白化苗，种子中贮存的养分耗尽后就会逐渐死亡。这说明白化苗不能耗尽后就会逐渐死亡。这说明白化苗不能进行光合作用。光合作用与细胞中的色素进行光合作用。光合作用与细胞中的色素有关。有关。1、实验、实验绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离实验原理：实验原理：提取提取(无水乙醇无水乙醇)、分离、分离(层析液层析液)；目的要求：目的要求：绿叶中色素的提取和分离及色素的种类；绿叶中色素的提取和分离及色素的种类；材料用具：材料用具：新鲜的绿叶、定性滤纸等、无水乙醇等；新鲜的绿叶、定性滤纸

9、等、无水乙醇等；方法步骤：方法步骤：提取绿叶中的色素提取绿叶中的色素制备滤纸条制备滤纸条画滤液细线画滤液细线分离绿叶中的色素分离绿叶中的色素观察和记录观察和记录想一想想一想（1）下列试剂的作用是什么？）下列试剂的作用是什么？无水乙醇无水乙醇二氧化硅二氧化硅层析液层析液碳酸钙碳酸钙提取色素提取色素研磨得充分研磨得充分分离色素分离色素防止叶绿素被破坏防止叶绿素被破坏（2）过滤研磨液时，能否用滤纸过滤？为什么？）过滤研磨液时，能否用滤纸过滤？为什么？ 不能。因为滤纸会将部分滤液吸收掉，得不能。因为滤纸会将部分滤液吸收掉，得不到足够的滤液。不到足够的滤液。 （4）收集到试管中的滤液，为什么要用棉）收集

10、到试管中的滤液，为什么要用棉塞塞严管口？塞塞严管口？（3）为什么要将定性滤纸减去两角？）为什么要将定性滤纸减去两角？ 剪去两角，目的是防止两边色素在滤纸条剪去两角，目的是防止两边色素在滤纸条上扩散过快，不均匀，便于观察实验结果。上扩散过快，不均匀，便于观察实验结果。防止溶解色素的无水乙醇挥发。防止溶解色素的无水乙醇挥发。 因为色素会溶解于层析液中，而不会沿层因为色素会溶解于层析液中，而不会沿层析液向上扩散、分离，这会使实验效果极差，析液向上扩散、分离，这会使实验效果极差，甚至不发生分离，导致实验无效。甚至不发生分离，导致实验无效。 （5）分离色素时，为什么不能让滤液细）分离色素时，为什么不能让

11、滤液细线触及层析液？线触及层析液？ （6）滤纸条上的滤液细线经层析后，形）滤纸条上的滤液细线经层析后，形成四条色素带，在滤纸条上的相对位置如下成四条色素带，在滤纸条上的相对位置如下图，产生这种现象的原因是什么？图，产生这种现象的原因是什么？ 四种色素在层析液四种色素在层析液中的溶解度不同，溶解中的溶解度不同，溶解度高的色素随层析液在度高的色素随层析液在滤纸上扩散快，反之则滤纸上扩散快，反之则慢。四种色素带的宽窄慢。四种色素带的宽窄不同，是因为色素含量不同，是因为色素含量不同的缘故。不同的缘故。实验结果分析：实验结果分析：胡萝卜素（橙黄色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶黄素（黄色）叶绿素叶绿

12、素a a（蓝绿色）（蓝绿色）叶绿素叶绿素b b（黄绿色（黄绿色) )类胡萝卜素类胡萝卜素（1/4）叶绿素叶绿素（3/4） 叶绿素叶绿素a和和b在蓝光和红光部分都有很高的吸在蓝光和红光部分都有很高的吸收峰，叶绿体中的胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝收峰，叶绿体中的胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射，紫光。因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射，故叶片呈绿色故叶片呈绿色 。对色素进行色谱分析，可得出下图所示曲线：对色素进行色谱分析，可得出下图所示曲线： 根据上述科学原理，在需要人工补充光照的温根据上述科学原理，在需要人工补充光照的温室和塑料大棚中栽培农作物时，就可以根据所

13、需要室和塑料大棚中栽培农作物时，就可以根据所需要的光合作用产物类型，来选择适合的光源以及玻璃的光合作用产物类型，来选择适合的光源以及玻璃或塑料薄膜。例如，冷光镝灯的光谱成分接近于太或塑料薄膜。例如，冷光镝灯的光谱成分接近于太阳光，且辐射出的热能比较少，是一种比较好的人阳光，且辐射出的热能比较少，是一种比较好的人工光源；氙灯的可见光部分也近似于太阳光，但其工光源；氙灯的可见光部分也近似于太阳光，但其紫外线和红外线则比太阳光的多，使用时应隔以玻紫外线和红外线则比太阳光的多，使用时应隔以玻璃或水层。相比之下，日光灯的蓝紫光和绿光比太璃或水层。相比之下，日光灯的蓝紫光和绿光比太阳光的多而红光比太阳光的

14、少；普通的白炽灯则蓝阳光的多而红光比太阳光的少；普通的白炽灯则蓝紫光比太阳光的少而红外光比太阳光多。科学家通紫光比太阳光的少而红外光比太阳光多。科学家通过实验还发现，蓝色塑料薄膜育秧时有壮秧的效果，过实验还发现，蓝色塑料薄膜育秧时有壮秧的效果，这一结果现已在不少地区的水稻育秧生产中得到应这一结果现已在不少地区的水稻育秧生产中得到应用。用。 由于叶绿素含量约占总量的四分之三，而由于叶绿素含量约占总量的四分之三，而类胡萝卜素仅占四分之一，所以通常植物的叶类胡萝卜素仅占四分之一，所以通常植物的叶子总是翠绿醉人的。这是由于叶绿素掩盖了类子总是翠绿醉人的。这是由于叶绿素掩盖了类胡萝卜素颜色的缘故。但是，

15、叶绿素很容易被胡萝卜素颜色的缘故。但是，叶绿素很容易被破坏。秋天叶绿素会因为破坏。秋天叶绿素会因为“忍受忍受”不了气温下不了气温下降等因素的影响而分解消失；胡萝卜素和叶黄降等因素的影响而分解消失；胡萝卜素和叶黄素则比较稳定，终于在没有叶绿素干扰时素则比较稳定，终于在没有叶绿素干扰时“重重见天日见天日”。小知识小知识叶绿素是否均匀分布于整个植物细胞呢叶绿素是否均匀分布于整个植物细胞呢 1865年，德国科学家萨克斯发现叶年，德国科学家萨克斯发现叶绿素仅存在于细胞中更小的结构里。后绿素仅存在于细胞中更小的结构里。后来人们称之为来人们称之为叶绿体叶绿体。2、叶绿体的结构和功能、叶绿体的结构和功能（1）

16、叶绿体的结构：）叶绿体的结构：外膜外膜内膜内膜基质基质 基粒基粒由两由两个以上的类囊个以上的类囊体组成，体组成，捕获捕获光能的色素分光能的色素分布在布在类囊体的类囊体的薄膜上薄膜上。基粒基粒类囊体类囊体 基粒和类囊体大大扩大了受光面积，基粒和类囊体大大扩大了受光面积，在巨大的膜表面上，分布着许多吸收光在巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子。能的色素分子。 叶绿体主要分布在绿色植物的叶肉叶绿体主要分布在绿色植物的叶肉细胞，一般呈扁平的椭球形或球形。细胞，一般呈扁平的椭球形或球形。 在基粒和基质中还有许多进行光合在基粒和基质中还有许多进行光合作用所必需的酶。作用所必需的酶。（2）实验：探究

17、叶绿体的功能）实验：探究叶绿体的功能 1880年，美国科学家恩格尔曼设计了一个年，美国科学家恩格尔曼设计了一个巧妙的实验。巧妙的实验。 实验材料：水绵、好氧细菌，置于隔绝空实验材料：水绵、好氧细菌，置于隔绝空气的环境中；气的环境中；暗中暗中极细光束照射极细光束照射光下光下恩格尔曼实验的结论是什么？恩格尔曼实验的结论是什么？恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处？恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处？ 氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。进行光合作用的场所。 实验材料选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体实验材料选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺

18、旋式带状，便于观察；用好氧细菌可确定释放呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可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；用极细的光束照射，叶绿体上可分为光光的干扰；用极细的光束照射，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验；临时照多和光照少的部位，相当于一组对比实验；临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果。装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果。想一想想一想 （1）叶绿体具有双层膜，可以控制物质进）叶绿体具有双层膜，可以控制物质进出。出。 （2）叶绿体基质中分布有几个到几十个由）叶绿体基质中分布有几个到几十个由类囊

19、体垛叠而成的基粒，增大了叶绿体内的膜类囊体垛叠而成的基粒，增大了叶绿体内的膜面积，利于化学反应的进行。面积，利于化学反应的进行。 （3）叶绿体基粒分布有进行光合作用必需）叶绿体基粒分布有进行光合作用必需的色素和酶，为光合作用的进行做好了物质上的色素和酶，为光合作用的进行做好了物质上的准备。的准备。 为什么说叶绿体的结构是与它进行光合作为什么说叶绿体的结构是与它进行光合作用这一功能相适应的？用这一功能相适应的？恩格尔曼的第二个实验恩格尔曼的第二个实验 透过三棱镜照射水绵临时装片，发现好氧透过三棱镜照射水绵临时装片，发现好氧细菌聚集在红光和蓝光区域。细菌聚集在红光和蓝光区域。 这说明了叶绿体主要吸

20、收这说明了叶绿体主要吸收红光红光和和蓝光蓝光用于用于光合作用，放出氧气。光合作用，放出氧气。 拓展拓展二、光合作用的探究历程二、光合作用的探究历程 我们现在已经知道，我们现在已经知道，光合作用光合作用是指绿色植是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。过程。 这一个看似简单的光合反应过程，却是科这一个看似简单的光合反应过程，却是科学家经过几个世纪的不懈研究才得到的。学家经过几个世纪的不懈研究才得到的。 一株幼苗长成大树，体内要积累很多一株幼苗长成大树，体内要积累

21、很多营养物质。营养物质。 古希腊著名哲学家亚里士多德认为古希腊著名哲学家亚里士多德认为“植物生活在土壤中，植物生长发育所需植物生活在土壤中，植物生长发育所需的物质完全来自土壤的物质完全来自土壤” 。只浇水只浇水 5年后年后-柳树柳树2.3kg 土土90.8kg 1、最早研究光合作用的比利时科学家、最早研究光合作用的比利时科学家范范海海尔蒙特尔蒙特，于，于1648年首次探究植物生长所需要的营年首次探究植物生长所需要的营养来源。养来源。 栽培柳树实验栽培柳树实验柳树柳树76.7kg 土土90.7kg 通过实验，他认为植物生长所需要的养料主通过实验，他认为植物生长所需要的养料主要来自水，而不是土壤。

22、要来自水，而不是土壤。2、1771年，英国年，英国普利斯特利普利斯特利的气体交换实验。的气体交换实验。 结论：植物可以更新空气。结论：植物可以更新空气。 但当时普利斯特莱的实验有时成功，有时却但当时普利斯特莱的实验有时成功，有时却失败，普利斯特莱当时也不知道是为什么。失败，普利斯特莱当时也不知道是为什么。 3、1779年，荷兰植物生理学家年，荷兰植物生理学家扬扬英格豪斯英格豪斯找到了普利斯特莱实验有时失败的原因。他发现找到了普利斯特莱实验有时失败的原因。他发现密封大玻璃罩中的植物需要在有光照射并且叶片密封大玻璃罩中的植物需要在有光照射并且叶片绿色时才可以更新空气，如果普利斯特莱进行上绿色时才可

23、以更新空气，如果普利斯特莱进行上述实验时没有给密封大玻璃罩中的植物提供足够述实验时没有给密封大玻璃罩中的植物提供足够的光照，实验就不可能成功。的光照，实验就不可能成功。 直到直到1785年，人们才确定植物更新的空气成年，人们才确定植物更新的空气成分是氧气。分是氧气。 1845年德国科学家年德国科学家梅耶梅耶指出，光合作用中，指出，光合作用中，光能转换成了化学能并储存在植物体内，但不知光能转换成了化学能并储存在植物体内，但不知道是储存在哪种物质中。道是储存在哪种物质中。酒精脱色酒精脱色4、1864年，德国植物学家年，德国植物学家萨克斯萨克斯的实验。的实验。结论：绿色叶片中光合作用中产生了淀粉。结

24、论：绿色叶片中光合作用中产生了淀粉。置于暗处一昼夜置于暗处一昼夜光照光照碘液染色碘液染色思考：置于暗处一昼夜的目的是什么？思考：置于暗处一昼夜的目的是什么？ 5、为了探究光合作用释放的氧气来自于水、为了探究光合作用释放的氧气来自于水还是二氧化碳，还是二氧化碳，20世纪世纪30年代，美国科学家年代，美国科学家鲁鲁宾宾和和卡门卡门设计了同位素标记实验：设计了同位素标记实验： 结论：光合作用产生的氧气全部来自结论：光合作用产生的氧气全部来自H2O，而不是来自，而不是来自CO2。C18O2O2H2OH218OCO218O2光照下的光照下的小球藻悬液小球藻悬液 6、为探究光合作用中、为探究光合作用中有机

25、物的合成过程，美国有机物的合成过程，美国科学家科学家卡尔文卡尔文用用14C标记的标记的14CO2探明了探明了CO2中的中的C元元素在光合作用中的转化途素在光合作用中的转化途径。称径。称卡尔文循环卡尔文循环。 从人类对光合作用探究历从人类对光合作用探究历程来看，生物学的发展与物理程来看，生物学的发展与物理化学有什么联系？与技术进步化学有什么联系？与技术进步有什么联系？有什么联系？ 对光合作用的探究历程来看，生物学的发展对光合作用的探究历程来看，生物学的发展与物理学和化学的研究进展关系很密切。例如，与物理学和化学的研究进展关系很密切。例如，直到直到1785年，由于发现了空气的组成，人们才明年，由于

26、发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳，这个事例说明生物学的发展与化学领域的化碳，这个事例说明生物学的发展与化学领域的研究进展密切相关。又如，鲁宾和卡门利用同位研究进展密切相关。又如，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水，而不素标记法证明光合作用释放的氧气来自水，而不是来自二氧化碳；卡尔文用同位素示踪技术探明是来自二氧化碳；卡尔文用同位素示踪技术探明了二氧化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中了二氧化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，都说明在科学发展的进程中，相关学碳的途径，都说明在科学发展的

27、进程中，相关学科的互相促进，以及技术手段的进步对科学发展科的互相促进，以及技术手段的进步对科学发展的推动作用。的推动作用。光合作用光合作用-能量进入生物圈的枢纽能量进入生物圈的枢纽三、光合作用的原理和应用三、光合作用的原理和应用1、光合作用总反应式：、光合作用总反应式：CO2+H2O (CH2O)+O2光能光能叶绿体叶绿体 （1）光反应阶段光反应阶段：是光合作用第一阶段，：是光合作用第一阶段，在类囊体膜上并且有光的条件下才能进行。在类囊体膜上并且有光的条件下才能进行。光反应光反应H2O 2H + 1/2O2水的光解水的光解光合磷酸化光合磷酸化（ATP形成）形成）形成的形成的ATP和和H参与第二

28、阶段的反应。参与第二阶段的反应。 在叶绿体中进行的光合作用，可以分为在叶绿体中进行的光合作用，可以分为两个阶段两个阶段：2、光合作用的反应阶段：、光合作用的反应阶段：ADP+Pi+光能光能 ATP酶酶 （2）暗反应阶段暗反应阶段：光合作用中第二个阶段：光合作用中第二个阶段的化学反应，有没有光都可以进行，称暗反应的化学反应，有没有光都可以进行，称暗反应阶段，在叶绿体基质中进行。阶段，在叶绿体基质中进行。暗反应暗反应CO2的还原的还原 CO2的固定的固定酶酶CO2 + C5 2C32C3 + H (CH2O) + C5酶酶ATP 第二阶段不需要光的直接参与，是二氧化第二阶段不需要光的直接参与，是二

29、氧化碳转变为糖的过程。在以前这一过程称为碳转变为糖的过程。在以前这一过程称为暗反暗反应应，但现代研究表明这种说法并不正确，应该，但现代研究表明这种说法并不正确，应该称为称为碳反应碳反应。因为在黑暗环境中，碳反应只能。因为在黑暗环境中，碳反应只能进行极短暂的时间，只有在有光的条件下碳反进行极短暂的时间，只有在有光的条件下碳反应才能持续不断地进行，并且光反应中的许多应才能持续不断地进行，并且光反应中的许多反应也不需要光的参与。反应也不需要光的参与。课外拓展课外拓展光合作用的全过程：光合作用的全过程：供氢供氢酶酶ADP+Pi酶酶ATP供能供能还原还原多种酶多种酶参加催参加催化化（CH2O）2C3C5

30、固定固定CO2H2OO2水在光水在光下分解下分解H光反应过程光反应过程暗反应过程暗反应过程叶绿体叶绿体中的色中的色素素光能光能烧烧杯杯光照光照（日光灯）（日光灯）距离距离光光照照强强度度叶子圆片上浮所需时间叶子圆片上浮所需时间第一第一片片第二第二片片第三第三片片第四第四片片140W5CM强强240W30CM 中中340W50CM 弱弱 结论：结论：在一定光照强度范围内，光合作用随在一定光照强度范围内，光合作用随着光照强度的增强而增强。着光照强度的增强而增强。结果记录：结果记录：四、化能合成作用四、化能合成作用1、自养生物、自养生物 以光为能源，以以光为能源，以CO2和和H2O（无机物）（无机物

31、）为原料合成糖类（有机物），糖类中储存为原料合成糖类（有机物），糖类中储存着由光能转换来的能量。例如绿色植物。着由光能转换来的能量。例如绿色植物。（1）光能自养生物光能自养生物 能以简单的无机物作为营养物质进行能以简单的无机物作为营养物质进行生活、繁殖的生物，称为自养型生物。生活、繁殖的生物，称为自养型生物。 （2）化能自养生物化能自养生物 利用环境中某些无机物氧化时所释放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。这种合成作用称化的能量来制造有机物。这种合成作用称化能合成作用，如硝化细菌。能合成作用，如硝化细菌。2、异养生物、异养生物 只能利用环境中现成的有机物来维持只能利用环境中现

32、成的有机物来维持自身的生命活动。例如人、动物、真菌及自身的生命活动。例如人、动物、真菌及大多数的细菌。大多数的细菌。种类种类作用作用叶绿叶绿 素素叶绿素叶绿素a吸收红光、蓝吸收红光、蓝紫光紫光用于用于光合光合作用作用叶绿素叶绿素b类胡萝卜类胡萝卜素素胡萝卜胡萝卜素素吸收蓝紫光吸收蓝紫光叶黄素叶黄素1、光合色素、光合色素叶绿体结构叶绿体结构外膜外膜内膜内膜基粒：类囊体堆叠而成，光反应场所，基粒：类囊体堆叠而成，光反应场所， 含色素，酶；含色素，酶；基质：暗反应进程的场所，含各种光基质：暗反应进程的场所，含各种光 合作用所需的酶。合作用所需的酶。年代年代科学家科学家结论结论1771普利斯特利普利斯

33、特利植物可以更新空气植物可以更新空气1779英格豪斯英格豪斯只有在光照下植物可以更新空气只有在光照下植物可以更新空气1845R.梅耶梅耶植物在光合作用时把光能转变成植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来了化学能储存起来1864萨克斯萨克斯绿色叶片光合作用产生淀粉绿色叶片光合作用产生淀粉1880恩格尔曼恩格尔曼氧由叶绿体释放出来。叶绿体是氧由叶绿体释放出来。叶绿体是光合作用的场所光合作用的场所1939鲁宾鲁宾 卡门卡门光合作用释放的氧来自水。光合作用释放的氧来自水。20世纪世纪40年代年代卡尔文卡尔文光合产物中有机物的碳来自光合产物中有机物的碳来自CO22、光合作用探索历程、光合作用探索历

34、程光合作用光合作用光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段CO2+H2O (CH2O)+O2光能光能叶绿体叶绿体营养方式营养方式自养自养异养异养光能自养型：光合作用光能自养型：光合作用化能自养型：化能合成作用化能自养型：化能合成作用 (2008 广东广东)关于叶肉细胞在光照条件下产关于叶肉细胞在光照条件下产生生ATP的描述，正确的是的描述，正确的是( ) A. 无氧条件下，光合作用是细胞无氧条件下，光合作用是细胞ATP的唯的唯一来源一来源 B. 有氧条件下，线粒体、叶绿体和细胞质有氧条件下，线粒体、叶绿体和细胞质基质都能产生基质都能产生ATP C. 线粒体和叶绿体合成线粒体和叶绿体合成ATP都

35、依赖氧都依赖氧 D. 细胞质中消耗的细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和均来源于线粒体和叶绿体叶绿体B 解析：无氧条件下，光合作用不是细胞解析：无氧条件下，光合作用不是细胞ATP的唯一来源，还有无氧呼吸；线粒体和叶的唯一来源，还有无氧呼吸；线粒体和叶绿体合成绿体合成ATP依赖氧、叶绿体合成依赖氧、叶绿体合成ATP不依赖不依赖氧；细胞质中消耗的氧；细胞质中消耗的ATP来源于细胞质基质、来源于细胞质基质、线粒体和叶绿体。线粒体和叶绿体。 （2008 江苏）下列关于叶绿体和光合作用的江苏）下列关于叶绿体和光合作用的描述中，正确的是（描述中，正确的是（ ） A.叶片反射绿光故呈绿色，因此日光中绿光叶片

36、反射绿光故呈绿色，因此日光中绿光透过叶绿体的比例最小透过叶绿体的比例最小 B.叶绿体的类囊体膜上含有自身光合作用所叶绿体的类囊体膜上含有自身光合作用所需的各种色素需的各种色素 C.光照下叶绿体中的光照下叶绿体中的ATP主要是由光合作用主要是由光合作用合成的糖经有氧呼吸产生的合成的糖经有氧呼吸产生的 D.光合作用强烈时，暗反应过程直接将光合作用强烈时，暗反应过程直接将3个个CO2分子合成一个三碳化合物分子合成一个三碳化合物B 解析：叶绿体中的色素不能吸收绿光，解析：叶绿体中的色素不能吸收绿光，其他颜色的光吸收率都比绿光高，因此绿色其他颜色的光吸收率都比绿光高，因此绿色叶片反射和透射的绿光都最多，

37、叶片反射和透射的绿光都最多，A错；叶绿错；叶绿体中的体中的ATP主要是光反应中伴随光能的转化主要是光反应中伴随光能的转化形成的，形成的，C错；无论光合作用强度如何，三错；无论光合作用强度如何，三碳化合物都是由一分子二氧化碳和一分子五碳化合物都是由一分子二氧化碳和一分子五碳化合物结合形成的，碳化合物结合形成的，D错。错。 (2008 海南海南)关于叶绿体色素在光合作用过关于叶绿体色素在光合作用过程作用的描述，错误的是（程作用的描述，错误的是（ ） A.叶绿体色素与叶绿体色素与ATP的合成有关的合成有关 B.叶绿体色素参与叶绿体色素参与ATP的分解的分解 C.叶绿体色素与叶绿体色素与O2和和H的形

38、成有关的形成有关 D.叶绿体色素能吸收和传递光能叶绿体色素能吸收和传递光能B 解析：叶绿体中色素分为两类：一类具有解析：叶绿体中色素分为两类：一类具有吸收和传递光能的作用，包括大多数叶绿素吸收和传递光能的作用，包括大多数叶绿素a，以及全部的叶绿素以及全部的叶绿素b，胡萝卜素和叶黄素；另，胡萝卜素和叶黄素；另一类是少数处于特殊状态的叶绿素一类是少数处于特殊状态的叶绿素a，这种叶，这种叶绿素不仅能够吸收光能，还能使光能转化为电绿素不仅能够吸收光能，还能使光能转化为电能；转化为电能后通过电子传递体传递给能；转化为电能后通过电子传递体传递给ADP、NADP+,从而形成了储存了活跃化学能的从而形成了储存

39、了活跃化学能的ATP和和NADPH(H)，并且水失去电子，氧被氧化成，并且水失去电子，氧被氧化成氧分子；光合作用中只有暗反应才使氧分子；光合作用中只有暗反应才使ATP分解，分解，不需要光反应中色素的参与。不需要光反应中色素的参与。 1. 在做植物实验的暗室中，为了尽可地降低植物在做植物实验的暗室中，为了尽可地降低植物光合作用的强度，最好安装（光合作用的强度，最好安装（ ） A. 红光灯红光灯 B. 紫光灯紫光灯 C. 白炽灯白炽灯 D. 绿光灯绿光灯 2. 把新鲜叶绿素溶液放在光源与分光镜之间，把新鲜叶绿素溶液放在光源与分光镜之间，可以看到光谱中最强的吸收区（可以看到光谱中最强的吸收区（ ）

40、A. 绿光部分绿光部分 B. 红光和蓝紫光部分红光和蓝紫光部分 C. 蓝紫光部分蓝紫光部分 D. 黄橙光部分黄橙光部分DB3. 叶绿体的色素能够在滤纸上分离的原因是（叶绿体的色素能够在滤纸上分离的原因是（ ）A.色素提取液中的不同色素已经分层色素提取液中的不同色素已经分层 B. 阳光的照射使各种色素彼此分开阳光的照射使各种色素彼此分开C. 滤纸对各种色素的吸附力不同滤纸对各种色素的吸附力不同 D. 层析液使色素溶解并彼此分离的扩散速度不同层析液使色素溶解并彼此分离的扩散速度不同4. 叶绿素不溶于（叶绿素不溶于（ ）A. 水水 B. 石油醚石油醚 C. 无水乙醇无水乙醇 D. 苯苯DA 5. 纸

41、层析法分离叶绿体色素时，滤纸条下端纸层析法分离叶绿体色素时，滤纸条下端第二条的色素名称和颜色分别是（第二条的色素名称和颜色分别是（ ） A. 叶绿素叶绿素a、蓝绿色、蓝绿色 B. 叶绿素叶绿素b、黄绿色、黄绿色 C. 胡萝卜素、橙黄色胡萝卜素、橙黄色 D. 叶黄素、黄色叶黄素、黄色A 6. 叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下面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（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

42、布在叶绿体基质中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、内膜和基粒上光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上A 7. 在正常条件下进行光合作用的植物，当突在正常条件下进行光合作用的植物，当突然改变某条件后，发现叶肉细胞内三碳化合物的然改变某条件后，发现叶肉细胞内三碳化合物的含量突然上升，则改变的条件是（含量突然上升，则改变的条件是（ ） A. 停止光照停止光照 B. 停止光照并降低停止光照并降低CO2的浓度的浓度 C. 升高升高CO2的浓度的浓度 D. 降低降低CO2的浓度的浓度A 8. 绿色植物和硝化细菌细胞的分解代谢绿色植物和硝化细菌细胞的分解代谢和合成类型分别是（

43、和合成类型分别是（ ） 有氧呼吸有氧呼吸 无氧呼吸无氧呼吸 光合作用光合作用 化能合成作用化能合成作用 A. ， B. ， C. ， D. ，B 9. 在圆形滤纸的中央滴上叶绿体的色素滤液在圆形滤纸的中央滴上叶绿体的色素滤液进行色素分离，要看到近似同心环状的四个色素进行色素分离，要看到近似同心环状的四个色素圈，排列在最外圈的一个呈（圈，排列在最外圈的一个呈（ ） A. 蓝绿色蓝绿色 B. 黄绿色黄绿色 C. 黄色黄色 D. 橙黄色橙黄色 10. 生长于较弱光照下的植物，提高生长于较弱光照下的植物，提高 CO2浓度浓度光合作用并未随之增强，主要限制因素是（光合作用并未随之增强，主要限制因素是（

44、） A. 呼吸作用和暗反应呼吸作用和暗反应 B. 光反应光反应 C. 暗反应暗反应 D. 呼吸作用呼吸作用 DB 11.对某植株作如下处理：（甲）持续光照对某植株作如下处理：（甲）持续光照10min，（乙）光照，（乙）光照5s再黑暗处理再黑暗处理5s，连续交替，连续交替进行进行20min。若其他条件不变，则在甲、乙两种。若其他条件不变，则在甲、乙两种情况下植株所制造的有机物总量是（情况下植株所制造的有机物总量是（ ） A. 甲多于乙甲多于乙 B. 甲少于乙甲少于乙 C. 甲和乙相等甲和乙相等D. 无法确定无法确定B 12. 光合作用的实质是（光合作用的实质是（ ） A. 把把CO2转换成转换成

45、ATP B. 产生化学能、储存在有机物中产生化学能、储存在有机物中 C. 把光能转变成化学能，储存在把光能转变成化学能，储存在 ATP 中中 D. 把无机物转化成有机物，把光能转变把无机物转化成有机物，把光能转变 成化学能成化学能D 第一小节练习第一小节练习 基础题基础题 1、（、（1）；（；（2）。 2、B。 3、结论是：叶绿体主要吸收红光、结论是：叶绿体主要吸收红光和蓝光用于光合作用，放出氧气。和蓝光用于光合作用，放出氧气。拓展题拓展题 1、植物体吸收光能的色素，、植物体吸收光能的色素， 还存在于植物幼嫩还存在于植物幼嫩的茎和果实等器官的一些含有光合色素的细胞中。的茎和果实等器官的一些含有

46、光合色素的细胞中。 2、提示：提示：是的。不同颜色的藻类吸收不同波长是的。不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光，即红藻反的光。藻类本身的颜色是反射出来的光，即红藻反射出了红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄色的射出了红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄色的光。水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于对蓝、光。水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于对蓝、绿部分的吸收，即到达深水层的光线是相对富含短绿部分的吸收，即到达深水层的光线是相对富含短波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水的浅层

47、，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方。于海水深的地方。第二小节练习第二小节练习基础题基础题 1、（、（1）；（；（2）。 2、B， 3、D， 4、C， 5、D， 6、B。 7、光合作用中光反应阶段的能量来源是光、光合作用中光反应阶段的能量来源是光能，暗反应阶段的能量来源是能，暗反应阶段的能量来源是ATP。 8、白天若突然中断二氧化碳的供应，叶绿、白天若突然中断二氧化碳的供应，叶绿体内首先积累起来的物质是五碳化合物。体内首先积累起来的物质是五碳化合物。拓展题拓展题 1、（、（1）根据图中的曲线表明，）根据图中的曲线表明，710时光合时光合作用强度不断增强，这是因为在一定温度和二氧化作用强度不断增强，这是因为在一定温度和二氧化碳供应充足的情况下，光合作用的强度是随着光照碳供应充足的情况下，光合作用的强度是随着光照加强而增强的。加强而增强的。 （2）在）在12时左右光合作用强度明显减弱，是因时左右光合作用强度明显减弱，是因为此时温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭，为此时温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭，二氧化碳供应减少，导致光合作用强度明显减弱。二氧化碳供应减少，导致光合作用强度明显减弱。 （3）1417时光合作用强度不断下降的原因，时光合作用强度不断下降的原因，是因为此时光照强度不断减弱。是因为此时光照强度不断减弱。