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1、第第5 5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用光合作用需要色素去捕获光能。光合作用需要色素去捕获光能。正常苗正常苗白化苗白化苗正常幼苗能进正常幼苗能进行光合作用制行光合作用制造有机养料。造有机养料。白化苗不能进行白化苗不能进行光合作用，无法光合作用，无法制造有机养料。制造有机养料。（1 1）提取绿叶的色素）提取绿叶的色素 原理：色素能溶解在有原理：色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可用无水乙醇提取色素。机溶剂无水乙醇中，所以可用无水乙醇提取色素。 一、捕获光能的色素一、捕获光能的色素1.1.色素的种类色素的种类（2 2）制备滤纸条）制备滤纸条铅笔线铅笔线画画铅笔细线铅笔细线（3 3
2、）画滤液细线）画滤液细线要求：要求：细、直细、直、齐齐 重复重复2323次次（4） 分离绿叶中的色素分离绿叶中的色素 原理：色素随层析液在滤纸上扩散速原理：色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。度不同，从而分离色素。层析液层析液培养皿培养皿层析液不能没及滤液线层析液不能没及滤液线叶绿素叶绿素a (蓝绿色蓝绿色)类类胡萝卜素胡萝卜素叶绿素叶绿素胡萝卜素（胡萝卜素（橙黄色橙黄色）叶黄素叶黄素（黄色黄色）叶绿素叶绿素b（黄绿色黄绿色）1 /43 /4色素的种类色素的种类2.2. 色素的作用色素的作用 实验表明：实验表明：叶绿素主要吸收叶绿素主要吸收红光红光和和蓝蓝紫紫光，类胡萝卜素主要吸收
3、光，类胡萝卜素主要吸收蓝蓝紫紫光。光。二、捕获光能的结构二、捕获光能的结构恩格尔曼的实验恩格尔曼的实验隔绝空气隔绝空气黑暗环境用极细光束照射完全完全暴露暴露在光在光下下结论：结论： 氧是由氧是由 叶绿体叶绿体释放出来的，释放出来的， 叶绿体叶绿体是进行光合作是进行光合作用的场所。用的场所。捕获光能的色素和结构5年后年后 17世纪世纪40年代，赫尔蒙特年代，赫尔蒙特(J.B. van Helmont，荷兰，荷兰)柳树增重柳树增重柳树增重柳树增重74.4774.47kgkg土壤减少土壤减少土壤减少土壤减少0.060.06kgkg植植物增重主要来自水分物增重主要来自水分不足：不足：没有考虑到空气对光
4、合作用的影响。没有考虑到空气对光合作用的影响。三、光合作用的探究历程三、光合作用的探究历程17711771年年 英国英国 约瑟夫约瑟夫普里斯普里斯特利特利蜡烛蜡烛熄灭熄灭。蜡烛蜡烛持续持续燃烧。燃烧。小鼠小鼠死亡。死亡。小鼠小鼠存活存活。植物能够更新因燃烧或呼吸而变混浊的空气植物能够更新因燃烧或呼吸而变混浊的空气。结论：结论：绿叶在绿叶在光下光下吸收吸收COCO2 2 ，释放释放O O2 2。 17791779年年, ,荷兰科学家英格豪斯确定植物荷兰科学家英格豪斯确定植物只有只有绿叶绿叶才能更新空气并且才能更新空气并且依赖于光依赖于光。 17821782年年, ,拉瓦锡发现了空气的组成。拉瓦锡
5、发现了空气的组成。 18451845年，德国科学家梅耶指出，植物光年，德国科学家梅耶指出，植物光合作用时，把合作用时，把光能转化成化学能光能转化成化学能储存起来。储存起来。18641864年年 德国德国 萨克斯萨克斯 光合作用的产物除氧气外还有淀粉。1939年 美国 鲁宾和卡门光合作用释放的氧全部来自光合作用释放的氧全部来自水水。C18O2H2OCO2H218O18O2O2产物产物: :淀粉淀粉光合作用发现小结：光合作用发现小结：17711771年，英国普利普利斯特利斯特利原料原料:水水18801880年，年，美国恩格美国恩格尔曼尔曼2020世纪世纪3030年年代，美国鲁代，美国鲁宾与卡门宾与
6、卡门18641864年，德年，德国萨克斯国萨克斯16641664年，年，比利时海比利时海尔蒙特尔蒙特更新空气更新空气原料：原料：CO2产物：产物：O2产物氧来产物氧来自于水。自于水。场所场所:叶绿体叶绿体条件条件:光光O2* CO2 + H2O* (CH2O) +光能光能叶绿体叶绿体色素分子色素分子可见光可见光ADP+PiATP酶酶吸收吸收H2OO2H光解光解2C3C5CO2固定固定酶酶 C6H12O6 +H2O还还原原酶酶光反应光反应暗反应暗反应四四、光合作用的过程光合作用的过程光合作用过程 ：光反应阶段光反应阶段发生部位：发生部位：反应条件：反应条件：物质变化物质变化a.a.水的光解：水的
7、光解：b.ATPb.ATP形成：形成：能量转变：能量转变： 叶绿体类囊体薄膜上叶绿体类囊体薄膜上光、水、色素分子、酶光、水、色素分子、酶光能光能 ATP中活跃化学能中活跃化学能暗反应阶段暗反应阶段发生部位：发生部位：反应条件：反应条件：物质变化物质变化a.a.COCO2 2固定固定： b.b.C C3 3化合物化合物还原原：能量转变：能量转变： 叶绿体基质中叶绿体基质中 C02、多种酶多种酶ATP中活跃化学能中活跃化学能有机物中稳定化学能。有机物中稳定化学能。 光合作用过程 ：光反应为暗反应提供了光反应为暗反应提供了H和和ATP；暗反应暗反应为光反应提供为光反应提供ADP和和Pi。暗反应暗反应
8、光反应光反应项目项目联系联系能量转换能量转换物质变化物质变化条件条件部位部位ATP中活跃的化学能中活跃的化学能有机物中稳定的化学能有机物中稳定的化学能COCO2 2、多种酶多种酶叶绿体基质中叶绿体基质中CO2+C5 2C3酶酶2C3 （CH2O） 酶酶H ATPCO2 2的固定的固定：C3的还原的还原：光能光能ATP中活跃的化学能中活跃的化学能光光光光、色素、酶、水、色素、酶、水叶绿体基粒囊状膜上叶绿体基粒囊状膜上ATP的合成的合成 ： ADP+Pi+能量能量 ATP酶酶水的光解水的光解 ： 2H2O 4H+O2光光光光光合作用光反应与暗反应的对比光合作用光反应与暗反应的对比化能合成作用化能合成作用定义：定义：利用体外环境中的某些无机物氧化时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。所释放的能量来制造有机物。代表生物（化能自养型）：代表生物（化能自养型）：硝化细菌硝化细菌、铁细菌、硫细菌、氢细菌等、铁细菌、硫细菌、氢细菌等NH3 + O2 HNO2 + 能量能量HNO2 + O2 HNO3 + 能量能量CO2 + H2O (CH2O) + O2
