第4节能量之源光与光合作用

能量之源—— ——光与光合作用 第4节 能量之源——光与光合作用
问题探讨
有些蔬菜大棚内悬挂发红色或蓝色光的 灯管，并且在白天也开灯。 灯管，并且在白天也开灯。
讨 论
1.这种方法的好处是？ 1.这种方法的好处是？不同颜色的光 这种方法的好处是 照对植物的光合作用会有影响吗？ 照对植物的光合作用会有影响吗？ 可以提高光合作用强度； 可以提高光合作用强度；不同颜 色的光会影响植物的光合作用。 色的光会影响植物的光合作用。
1.英国的普利斯特利的意义和不足之处分别是？ 1.英国的普利斯特利的意义和不足之处分别是？ 英国的普利斯特利的意义和不足之处分别是 2.荷兰科学家英格豪斯的实验结果是什么？ 2.荷兰科学家英格豪斯的实验结果是什么？ 荷兰科学家英格豪斯的实验结果是什么 德国科学家梅耶得出了什么结论？ 德国科学家梅耶得出了什么结论？ 3.德国植物学家萨克斯的实验过程及结果证明 3.德国植物学家萨克斯的实验过程及结果证明 了什么？ 了什么？ 4.鲁宾和卡门的同位素标记法的探究实验的过 4.鲁宾和卡门的同位素标记法的探究实验的过 程及所证明的问题是什么？ 程及所证明的问题是什么？
4.鲁宾和卡门的同位素标记法的探究实验的过程 4.鲁宾和卡门的同位素标记法的探究实验的过程 及所证明的问题是什么？ 及所证明的问题是什么？
实验过程
证明的问题
Байду номын сангаас
光合作用释放的氧气来自于水的分解
做试验研究： 最后由美国科学家卡尔文利用14C做试验研究： 供小球藻进行光合作用， 用14C标记的14CO2，供小球藻进行光合作用， 然后追踪检测其放射性，最终探明了CO 然后追踪检测其放射性，最终探明了CO2中的 碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径， 碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，这 一途径称为卡尔文循环 卡尔文循环。 一途径称为卡尔文循环。
试验回顾及问题探讨
绿叶中的色素有哪些、其颜色各怎样？ 绿叶中的色素有哪些、其颜色各怎样？为 什么叶绿素呈绿色？ 什么叶绿素呈绿色？
方法与步骤： 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 (中和细胞中的酸，防止 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。
外膜
叶 绿 体 结 构 模 式 图
内膜
而每个基粒都含有 两个以上的类囊体， 两个以上的类囊体， 多者可达100个以 多者可达 个以 上。叶绿体内有如 此多的基粒和类囊 体，极大地扩大了 受光面积。 受光面积。 每个基粒都由一 个个圆饼状的囊 状结构堆叠而成。 状结构堆叠而成。 这些囊状结构称 类囊体。 为类囊体。吸收 光能的四种色素 就分布在类囊体 的薄膜上。 的薄膜上。
一、捕获光能的色素
叶绿素
占3/4
叶绿素a 叶绿素a 蓝绿色 叶绿素b 叶绿素b 黄绿色
吸收蓝紫光 和红光 吸收蓝紫光
类胡 胡萝卜素 橙黄色 萝卜素 叶黄素 黄 色
与光合作用有关的这些色素都存在于叶绿体 中类囊体的薄膜上
二、叶绿体的结构
1817年 1817年，两位法国科学家首次从植 物中分离出叶绿素，当时并不清楚叶绿 物中分离出叶绿素， 素在植物细胞中的分布情况。 素在植物细胞中的分布情况。 1865年，德国植物学家萨克斯研究 1865年 叶绿素在光合作用中的功能时， 叶绿素在光合作用中的功能时，发现 叶绿素并非普遍分布在植物的整个细 胞中，而是集中在一个更小的结构里， 胞中，而是集中在一个更小的结构里， 叶绿体。 后来人们称之为叶绿体 后来人们称之为叶绿体。
三、光合作用的探究历程
光合作用的概念
指绿色植物通过叶绿体，利用光能， 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。 有机物，并且释放出氧气的过程。
光合作用的实质
合成有机物， 合成有机物，储存能量
三、光合作用的探究历程
阅读教材（101~102），并回答下列问题： 阅读教材（101~102），并回答下列问题： ），并回答下列问题
1.英国的普利斯特利的意义和不足之处分别是？ 1.英国的普利斯特利的意义和不足之处分别是？ 英国的普利斯特利的意义和不足之处分别是 植物可以更新空气，但没有发现光的作用。 植物可以更新空气，但没有发现光的作用。 2.荷兰科学家英格豪斯的实验结果是什么？ 2.荷兰科学家英格豪斯的实验结果是什么？ 荷兰科学家英格豪斯的实验结果是什么 德国科学家梅耶得出了什么结论？ 德国科学家梅耶得出了什么结论？ 英格豪斯得出的结果：植物更新空气需要 英格豪斯得出的结果： 并且只有绿叶才有这个功能；梅耶： 光，并且只有绿叶才有这个功能；梅耶： 光能转变为化学能储存起来了。 光能转变为化学能储存起来了。
在1961年获得诺贝 1961年获得诺贝 尔化学奖
思考与讨论：
1.光合作用的原料、产物、 1.光合作用的原料、产物、场所和条件是什 光合作用的原料 其化学反应式是？ 么？其化学反应式是？ 原料— 原料 CO2和H2O； 产物— 糖类和O 产物— 糖类和O2； 光合作用的反应式是： 光合作用的反应式是： 光能 CO2 + H2O 叶绿体 场所—叶绿体； 场所—叶绿体； 条件— 条件—光 酶；
巩固练习
7.为证实叶绿体有放氧功能， 7.为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌 为证实叶绿体有放氧功能 的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件， 的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条 件是（B ） 件是（ A.光照 有空气， 光照， A.光照，有空气，临时装片中无碳酸氢钠稀溶液 B.光照 无空气， 光照， B.光照，无空气，临时装片中有碳酸氢钠稀溶液 C.黑暗 有空气， 黑暗， C.黑暗，有空气，临时装片中无碳酸氢钠稀溶液 D.黑暗 无空气， 黑暗， D.黑暗，无空气，临时装片中有碳酸氢钠稀溶液 8.下列关于叶绿体中色素的提取和分离实验原理的叙述， 8.下列关于叶绿体中色素的提取和分离实验原理的叙述， 下列关于叶绿体中色素的提取和分离实验原理的叙述 正确的是（ 正确的是（ D） A.加入少许二氧化硅可防止在研磨时叶绿体中的色素受到 A.加入少许二氧化硅可防止在研磨时叶绿体中的色素受到 破坏 B.用无水乙醇将叶绿体中的色素进行分离 B.用无水乙醇将叶绿体中的色素进行分离 C.滤纸条上的最上面色素带呈黄绿色 C.滤纸条上的最上面色素带呈黄绿色 D.溶解度越高的色素随层析液在滤纸上扩散越快 D.溶解度越高的色素随层析液在滤纸上扩散越快
实验结果： 实验结果：
吸收可见光， 2.色素的功能： 2.色素的功能： 色素的功能 吸收可见光，用于光合作用
叶绿素溶液
色素的吸收光谱图
100
类 胡 萝 卜 ： 吸 收 蓝 紫 光 素
叶 绿 素 ： 吸 收 蓝 紫 光 和 红 光
吸收光能百分比 叶绿素
50
类胡萝卜素
400
500
600
700nm
可 见 光 区
巩固练习
5.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器， 5.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的 叶绿体是植物进行光合作用的细胞器 叙述正确的是（ 叙述正确的是（ A ） A.叶绿体的色素都分布在囊状结构的膜上 A.叶绿体的色素都分布在囊状结构的膜上 B.叶绿体的色素分别在外膜和内膜上 B.叶绿体的色素分别在外膜和内膜上 C.光合作用的酶只分布在叶绿体基质中 C.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 光合作用的酶只分布在外膜、 D.光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上 6.把绿叶的色素溶液放在自然光源和三棱镜之间 把绿叶的色素溶液放在自然光源和三棱镜之间， 6.把绿叶的色素溶液放在自然光源和三棱镜之间，从镜的 另一侧观察连续光谱中变暗的主要区域是（ 另一侧观察连续光谱中变暗的主要区域是（ A ） A.红光和蓝紫光区 B.黄光和蓝紫光区 C.绿光和红光区 A.红光和蓝紫光区 B.黄光和蓝紫光区 C.绿光和红光区 D.黄光和绿光区 D.黄光和绿光区
3.德国植物学家萨克斯的实验过程及结果 3.德国植物学家萨克斯的实验过程及结果 证明了什么？ 证明了什么？
实验过程：
光照（一半暴光， 光照（一半暴光， 绿叶 肌饿处理 一半遮光） 一半遮光） 碘蒸气处理 暴光部分呈深蓝色， 结果：暴光部分呈深蓝色，遮光部分无颜色变化 证明了光合作用的产物有淀粉的生成。 结论： 证明了光合作用的产物有淀粉的生成。
2.能否用绿光灯管来补充光源？为什么？ 2.能否用绿光灯管来补充光源？为什么？ 能否用绿光灯管来补充光源 不能； 不能；因为叶绿素基本上不吸收绿光
一、捕获光能的色素
问题探讨
为什么植物的叶片大多是绿色的， 为什么植物的叶片大多是绿色的，但有 时叶片也会发黄？ 时叶片也会发黄？ 因为绿叶中所含的色素主要是叶绿素， 因为绿叶中所含的色素主要是叶绿素， 但也有其它的一些色素。 但也有其它的一些色素。
基 质
基粒
资料分析： 资料分析：叶绿体的功能
极
没有 空气 黑暗
完 全 光 照
细 光 束
： 装片中好氧细菌向叶绿体被 装片中好氧细菌向叶绿体被 光束照射到的部位集中 的部位集中。 光束照射到的部位集中。
1
2
： 装片中好氧细菌分布在叶绿体 装片中好氧细菌分布在叶绿体 所有受光部位的周围。 所有受光部位的周围。
结论： 结论：
叶绿体的被光束照射到的 叶绿体的被光束照射到的 部位是光合作用的场所 部位是光合作用的场所
结论： 结论：
氧是由叶绿体释放出来的， 氧是由叶绿体释放出来的， 叶绿体是光合作用的场所 是光合作用的场所。 叶绿体是光合作用的场所。
结论: 结论
叶绿体是进行光合作用的场所， 叶绿体是进行光合作用的场所，它内部 是进行光合作用的场所 的巨大膜表面上， 的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收 光能的色素分子 色素分子， 光能的色素分子，还有许多进行光合作 用所必需的酶 用所必需的酶。