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1、第 2 节 光合作用一 . 捕获光能的色素叶绿素 a（蓝绿色）叶绿素叶绿素 b （黄绿色）绿叶中的色素胡萝卜素（橙黄色）类胡萝卜素叶黄素（黄色）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。白光下光合作用最强，其次是红光和蓝紫光，绿光下最弱。一、实验绿叶中色素的提取和分离1 实验原理：绿叶中的色素都能溶解在层析液中，且他们在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，绿叶中的色素随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。2 方法步骤中需要注意的问题： （步骤要记准确）（ 1）、研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么？二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中的色素被破坏。（ 2
2、）、实验为何要在通风的条件下进行？为何要用培养皿盖住小烧杯？用棉塞塞紧试管口？（因为层析液中的丙酮是一种有挥发性的有毒物质。）（ 3）、滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液？（防止细线中的色素被层析液溶解）（ 4）、滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽窄如何？有四条色带，自上而下依次是橙黄色的胡萝卜素，黄色的叶黄素，蓝绿色的叶绿素a，黄绿色的叶绿素 b。最宽的是叶绿素 a，最窄的是胡萝卜素。二、捕获光能的结构叶绿体结构：外膜，内膜，基质，基粒（由类囊体构成）与光合作用有关的酶分布于基粒的类囊体及基质中。光合作用色素分布于类囊体的薄膜上。光合色素的作用是吸收、传递、转化光能。思考：1为什
3、么植物的叶片一般是绿色的？绿叶几乎不吸收绿光，绿光被反射，因此植物的叶片一般是绿色的2叶绿素形成的条件是什么？有光照和Mg等；3植物体内含有色素的细胞器有哪些？（叶绿体和液泡）4生产上，用何种颜色的塑料薄膜做顶棚产量高？无色5绿色植物在CO2等量时哪种光下光合产物最多？白光6用绿色、红色、蓝色、紫色玻璃罩分别罩住大小、生长状况相同的天竺葵，光照相同的时间后，罩内O2 最少的是哪种颜色的玻璃罩？为什么？绿色，因为植物几乎不吸收绿光。7为什么要用酒精、丙酮和石油醚等有机溶剂来提取色素？因为色素只溶于在机溶剂三、叶绿体的功能：用心爱心专心- 1 -叶绿体是进行光合作用的场所。在类囊体的薄膜上分布着具
4、有吸收光能的光合色素，在类囊体的薄膜上和叶绿体的基质中含有许多光合作用所必需的酶。光合作用的原理和应用一、光合作用的概念：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能量的有机物，并且释放氧的过程。二、光合作用的发现过程：次序 年代 科学家实验材料实验过程实验现象结论21864 萨克斯叶片绿色植物暗处理后，一遮光部分颜色绿色植物在（德）半 遮光 ，一半 曝光， 不变蓝光合作用过后经 碘蒸汽 处理曝光部分颜色程中产生了变蓝淀粉31880 恩 吉 尔 水绵和好把水绵和好氧性细菌的临好氧细菌集中曼（德） 氧性细菌时装片置于黑暗的没有空在气的环境中：用极细光束照射水绵；好氧细菌集中装片完全暴
5、露于光下。在420世 鲁 宾 和 绿色植物、 向第一组植物提供第一组释放的氧纪 30 卡门氧的同位18全是H2 O和 CO；2年代 （美）218向第二组植物提供2素 H OH O第二组释放的氧和 C18O2和 C18O2全是思考： 1880 年，德国科学家恩吉尔曼实验1之所以选用水绵做实验材料是因为水绵有大型带状叶绿体，且螺旋分布在细胞中，便于进行观察。2选用黑暗且没有空气的环境可排除实验前环境中O2 和光等外界因素的影响，确保实验的准确性。3先选用极细的光束且用好氧细菌检测能准确判断水绵细胞中O2 释放的部位；然后用完全曝光的水绵与之作对比实验，从而证明了光照在光合作用发生中的作用。三、光合
6、作用的过程（一）过程：见课本103P 图解思考：光合作用过程中进入叶绿体的是水、二氧化碳和光能，在叶绿体中形成的物质有，（ CH2O）中的“ O”来自从外界吸收的二氧化碳。（二）光反应和暗反应的比较比较项目光反应暗反应部位叶绿体基粒上叶绿体基质中条件光能、酶等酶反应时间短促，以微秒计较缓慢反应原料水二氧化碳反应产物H 、 ATP、 OADP、（ CHO）22与温度的关系与温度关系不大温度影响 酶 的活性，关系密切区与光照的关系 有光时方可进行有光无光时均可进行用心爱心专心- 2 -别反应性质光化学反应与光无直接关系，光下与暗处都行物质变化水的光解： CO2的固定：形成 ATP： C3的还原：能
7、量变化光能电能 ATP中活跃的化学ATP中活跃的化学能有机物中稳能定的化学能光反应的产物 H 是暗反应中 CO的2联系光反应形成的 ATP为暗反应提供暗反应产生的 ADP和 Pi 为光反应形成 ATP提供反应物四、光合作用的实质物质变化：将无机物合成为有机物；能量变化：将光能转变为稳定的化学能。【知识拓展】1、影响光合作用的内在因素：植物种类不同：色素、酶同一植物在不同的生长发育阶段：开花前后，新陈代谢旺盛同一植物不同部位的叶片：老叶、嫩叶同一叶片的不同生长发育时期：开始阶段，随着叶龄增加，叶面积增加，光合作用增加；当叶龄达到一定阶段（叶成熟时），叶面积达到最大，光合速率达到最大；随后光合速率
8、开始下降。1、2、3、 影响光合作用的外界因素：如下表：因素对光合作用的影响在生产上的应用1光照强度：光合作用随光照强度的变化1适当提高光照强度而变化，光照弱时减慢，光照逐步增强时2延长光合作用时间光合作用随之加快，但光照增强到一定程3 增加光合作用面积合理密植度，光合作用速度不再增加（光饱和现象）4对温室大棚用无色透明玻璃光 2光质不同影响光合速率， 白光为复色光， 5若要降低光合作用则用有色玻璃，光合作用能力最强，单色光中红光作用最如用红色玻璃，则透红光吸收其它波快，蓝紫光次之，绿光最差长的光，光合能力较白光弱，但较其3日变化，光合速率在一天中有变化，一它单色光强般与太阳辐射进程相符合（炎
9、热夏天的中午例外，原因是）光合作用的暗反应是酶促反应，温度直接1适时播种温度影响酶的活性，从而影响光合速率。温度2温室栽培植物时， 白天适当提高温过高，影响叶片气孔开放，影响CO供应， 度，晚上适当降底温度2进而影响暗反应，从而影响光合速率3植物“午休”现象的原因之一二氧化碳是光合作用的原料之一。环境中温室栽培植物时，适当提高室内CO2的二氧二氧化碳浓度的高低明显影响光合速率。浓度，如释放一定量的干冰或多施有化碳在一定范围内，植物的光合速率是随CO浓机肥，使植物吸收 CO增多22浓度度增加，但到达一定程度时再增加CO2浓度，大田中，要注意通风透气光合速率不再增加水水分是光合作用原料之一，又是各
10、种化学合理灌溉反应的介质，缺少时光合速率下降用心爱心专心- 3 -3、多因子（光照强度、CO2浓度）与光合作用强度之间的关系曲线分析： P 点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。当到 Q 点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当充加 CO2，进一步提高光合速率。当温度适宜时，可适当增加光照强度和 CO2 浓度以提高光合速率。总之，可根据具体情况，通过增加光照强度，调节温度或增加CO2
11、浓度来充分提高光合速率，以达到增产的目的。（四）光照、 CO2浓度变化对植物细胞内C3、 C5、 H 、 ATP、 C6H12O6 合成量的影响条件停止光照，突然光照，光照不变，光照不变，CO供应不变CO供应不变停止 CO的供应CO过量供应22223CC5H 、ATP葡萄糖的合成量（五）验证陆生植物是否进行光合作用的方法：一般是验证淀粉的存在验证水生植物是否进行光合作用的方法：一般是验证氧气的产生六、化能合成作用概念：自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有叶绿素，不能进行光合作用，但是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，这种合成作用，叫做化能合NH 氧成作用，这些细菌也属于自养生物。如：硝化细菌，不能利用光能，但能将土壤中的3化成 HNO，进而将 HNO 氧化成 HNO硝化细菌能利用这两个化学反应中释放出来的化学能，223。将 CO 和水合成为糖类，这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动。2用心爱心专心- 4 -
