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1、第四节 光合作用与能量转化万物生长靠太阳！人植物植食性动物肉食性动物结构基础：叶绿体物质基础：光合色素、酶一、捕获光能的色素玉米(白化苗)玉米(正常苗)绿叶中色素的提取和分离（一）、实验目的 1.进行绿叶中色素的提取和分离2.探究绿叶中含有几种色素（二）、实验原理 提取原理：补充：光合色素为脂溶性色素花青素为水溶性色素“纸层析法”含色素原理：不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢。（三）、材料用具1、材料：新鲜的绿叶（如菠菜绿叶）（三）、材料用具2、试剂 无水乙醇：层析液：二氧化硅:使研磨更充分；碳酸钙:中和有机酸，防止研磨中色素(主要是叶绿素)被破坏；作
2、提取剂，溶解色素；分离色素（四）、方法步骤提取结果1cm铅笔线要剪去两角减少边缘效应，利于得到整齐条带（四）、方法步骤要求：细、直、齐 待滤液干后，再画一两次。（四）、方法步骤（四）、方法步骤层析液培养皿注意：不能让滤液细线触及层析液（防止层析液挥发）胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b（黄绿色）（橙黄色）（黄 色）（蓝绿色)口诀：胡黄ab（五）、实验结果最少较少最多较多含量溶解度最大较大较小最小（五）、实验结果(1)收集到的滤液中绿色过浅的原因分析(2)滤纸条色素带重叠：(3)滤纸条看不到色素带（六）、异常分析多种色素有什么好处呢？光谱与吸收光谱光谱三棱镜由图可知，光合色素主要吸收红光和蓝紫光。叶
3、绿素主要吸收红光和蓝紫光叶绿素a和叶绿素b的吸收峰值不同吸收光谱叶绿素为什么是绿色的？类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，不吸收红光吸收光谱吸收光谱【与生活的联系】1.新鲜叶片呈现绿色的原因是什么？叶片中叶绿素含量最多，而叶绿素吸收绿光最少，绿光被反射进入眼睛的量最多，所以叶片看起来是绿色的。2.植物工厂为什么不用发绿光的光源？补充光源应选何种光？3.想一想温室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜？4.银杏的叶秋季为什么变黄了？5.秋天枫叶变红色的原因是什么？6.落久了的树叶为什么变褐色？总结：捕获光能的色素叶绿素类胡萝卜素叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素蓝绿色黄绿色橙黄色黄 色占3/4主要吸
4、收蓝紫光和红光主要吸收蓝紫光占1/4捕获光能的色素基质类囊体基粒外膜 内膜二、叶绿体的结构适于进行光合作用光合色素酶（光反应）酶（暗反应）1881年恩格尔曼的实验有关叶绿体的功能的实验：巧妙选材：水绵叶绿体呈螺旋带状分布便于观察1881年恩格尔曼的实验有关叶绿体的功能的实验：巧妙选材：水绵叶绿体呈螺旋带状分布便于观察需氧细菌指示氧气的释放部位1881年恩格尔曼的实验没有空气，黑暗中用极细光束照射完全暴光有关叶绿体的功能的实验：结论：叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。巧妙对照：光多和光少对照；局部光照和曝光对照恩格尔曼第二个巧妙的实验原料光能叶绿体CO2 +H2O （CH2O)+O2二.光合作用
5、的原理和应用蓝细菌无叶绿体绿色植物：一.捕获光能的色素和结构产物条件场所光合作用的实质：合成有机物，储存能量。物质变化：无机物能量变化：光能有机物化学能（一）光合作用的原理1、探索光合作用原理的部分实验（1）、CO2O2C+H2OCH2O（CH2O）缩合（2）、1937希尔实验离体的叶绿体，铁盐或其他氧化剂，H2O,无CO2光照O2H2O O2+H+e-光水的光解：（希尔反应）（一）光合作用的原理（3）、1941年鲁宾和卡门的实验实验目的：组1：研究O2的来源实验方法：同位素标记法实验类型：对比实验组2：H2O+C18O2 O2 H218O+CO2 O2 18实验结论：O2来源于H2OH218
6、O和C18O2同时处理？（一）光合作用的原理（4）、阿尔农的发现H2O O2+H+e-光水的光解：ADP+Pi ATP ATP的合成：光能叶绿体CO2 +H2O （CH2O)+O2划分依据：是否需要光能光反应暗反应（碳反应）2、光合作用过程两个阶段光能ADP+PiATPH2OO2NADP+酶吸收光解H+NADPH酶(1)光反应阶段物质转化水的光解:ATP的合成:H2O O2+H+e-光ADP+Pi+能量 ATP酶NADPH的合成:NADP+H+2e-NADPH酶光能能量转变:ATP和NADPH中活跃的化学能氧化型辅酶还原型辅酶条件：光、色素、酶、水、ADP、Pi、NADP+光反应场所：类囊体薄
7、膜ADP+PiATPNADP+能量C52C3多种酶(CH2O)糖类CO2固定还原酶NADPH酶能量(2)暗反应阶段场所：叶绿体基质中物质转化CO2的固定:C3的还原:CO2C5 2C3酶2C3 (CH2O)+C5酶ATP、NADPHATP、NADPH中活跃的化学能能量转变:糖类中稳定的化学能条件：有没有光都可以，需多种酶、CO2、ATP、NADPH暗反应卡尔文循环类囊体薄膜上的色素分子光能ADP+PiATPH2OO2NADP+酶吸收光解C52C3多种酶(CH2O)糖类CO2固定还原酶 光合作用的过程总结H+NADPH酶酶类囊体薄膜叶绿体基质区别：场所，物质转化，能量转化，条件联系：光反应暗反应
8、NADPH、ATPNADP+、ADP、Pi光5碳3NADPHATP C3 C5 CO2浓度不变，光照减弱光照不变，CO2浓度变弱3.C3、C5、ATP、NADPH含量变化规律4、元素的去向与转移途径（先做教材课后习题在总结）碳原子的转移途径：14CO214C3（14CH2O）+C5氧原子的转移途径：C18O2C3（CH218O）18O2H218OH的转移：3H2O +C5 NADP3H (C3H2O)+C5 （一）光合作用的原理1、探索光合作用原理的部分实验2、光合作用过程4、元素的去向与转移途径3.C3、C5、ATP、NADPH含量变化规律（二）光合作用原理的应用1.影响光合作用强度的因素物
9、种叶龄叶面积指数光照强度CO2浓度温度水矿质元素外部因素内部因素主要是叶绿体的数量以及叶绿体中色素和酶的含量。1.影响光合作用强度的因素2.探究环境因素对光合作用强度的影响参考案例：探究光照强度对光合作用强度的影响1.自变量？如何控制？2.因变量？检测指标？3.二氧化碳浓度是什么变量？4.碳酸氢钠的作用？各组碳酸氢钠的浓度应保持？5.探究二氧化碳浓度对光合作用强度的影响如何做？化能合成作用NH3 HNO2 HNO3CO2+H2O （CH2O）化学能 酶硝化细菌：捕获光能的捕获光能的色素色素和结构和结构光合光合作用作用与与能量能量转化转化色素色素光合作用的光合作用的原理原理和应用和应用化能合化能
10、合成作用成作用叶绿体结构叶绿体结构提取和分离实验提取和分离实验种类及吸收光谱种类及吸收光谱1.原理原理2.试剂试剂3.操作步骤及注意事项操作步骤及注意事项4.结果结果5.异常分析异常分析原理原理应用应用探索实验探索实验光反应和暗反应的过程光反应和暗反应的过程C3、C5、ATP、NADPH含量变化规律含量变化规律元素的去向与转移途径元素的去向与转移途径影响因素及应用影响因素及应用探究实验探究实验*光合速率的测定和计算O2产生量有机物制造量CO2固定量O2释放量光合速率指标=呼吸O2消耗量有机物的积累量=呼吸有机物的消耗量CO2吸收量 呼吸CO2产生量=净光合速率呼吸速率1.明晰真（总）光合、净光
11、合、呼吸速率的关系真（总）-=A:只呼 B：光=呼 B以后：光呼AB：光呼、光呼、光=呼、只呼，开始光，停止光”填空。2、有机物积累最多的点是 ;3、24:00时有机物的积累量是 ;（用S1、S2、S3表示，S表示面积）2.密闭环境中一昼夜CO2和O2含量的变化1、在图乙中做同样的标注。光呼光呼光=呼光=呼N总呼吸1、装置图法测光合2、叶圆片称重法10时叶圆片时叶圆片X（干重（干重x克）克）12时叶圆片时叶圆片Y（干重（干重y克）克）14时叶圆片时叶圆片Z（干重（干重z克）克）光合和呼吸的联系光合和呼吸的联系光能叶绿体CO2 +H2O （CH2O)+O2光合作用光合作用C6H12O6+6O*2+6H2O 6CO2+12H2O*+能量酶呼吸作用呼吸作用物质循环物质循环2、净光合曲线3、一昼夜的三种曲线4、光合速率和呼吸速率的测定方法 装置法；圆叶片法；半叶法；黑白瓶法5、光合与呼吸的物质和能量联系解题模型1、真（总）光合速率=净光合速率呼吸速率+检测指标真正(总)光合速率净光合速率呼吸速率CO2利用量、固定量、消耗量吸收量释放量(黑暗)O2产生量释放量吸收量(黑暗)有机物制造量、产生量积累量消耗量(黑暗)