1、第三讲第三讲：能量之源：能量之源光与光合作用光与光合作用一、实验一、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)目目的要求：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方法步骤：方法步骤： 1.提取绿叶中的色素提取绿叶中的色素 2.制备滤纸条制备滤纸条 3.画滤液细线画滤液细线 4.分离绿叶中的色素分离绿叶中的色素 5.观察和记录观察和记录方法与步骤：方法与步骤：讨论：滤纸条上有几条不同颜色的色带？讨论：滤纸条上有几条不同颜色的色带？ 其排序怎样？宽窄如何？这说明了什么？其排序怎样？
2、宽窄如何？这说明了什么？绿绿叶叶中中的的色色素素有有4 4种，种，可可以以归归纳纳为为两两类：类：2022-6-10孝义市第二中学郭玉海5叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素（含量约（含量约3/43/4）（含量约（含量约1/41/4）叶绿素叶绿素a a（蓝绿色）（蓝绿色）叶绿素叶绿素b b（黄绿色）（黄绿色）胡萝卜素胡萝卜素（橙黄色）（橙黄色）叶黄素叶黄素（黄色）（黄色）绿叶中的色素绿叶中的色素叶绿体中的叶绿体中的色素提取液色素提取液叶绿素主要吸收叶绿素主要吸收_类胡萝卜素主要吸收类胡萝卜素主要吸收_蓝紫光蓝紫光蓝紫光、红光蓝紫光、红光光合色素的作用：吸收、传递、转化光能光合色素的作用：吸收、传递
3、、转化光能色素：基色素：基粒粒上上酶：酶：基粒基粒上和上和中中三、光合作用的过程三、光合作用的过程CO2+H2O光能光能叶绿体叶绿体（CH H2 2O O）+ +O2光反应阶段光反应阶段能量变化能量变化物质变化物质变化条件条件进行部位进行部位光反应阶段光反应阶段 叶绿体基粒中叶绿体基粒中光、色素和酶光、色素和酶光能光能ATPATP中活跃的化学能中活跃的化学能水的光解水的光解：H2O H + O2 酶酶光能光能合成合成ATP ： ADP+Pi ATP 酶酶光能光能主要产物主要产物O O2 2 、H H 、ATP ATP 光合作用的最终产物里面并没有光合作用的最终产物里面并没有HH和和ATPATP
4、，那么它们是怎么样被消耗掉的呢？那么它们是怎么样被消耗掉的呢？暗反应阶段暗反应阶段能量变化能量变化物质变化物质变化条件条件进行部位进行部位暗反应阶段暗反应阶段 主要产物主要产物叶绿体基质中叶绿体基质中ATP ATP 、HH、酶、酶ATPATP中活跃的化学能中活跃的化学能稳定的化学能稳定的化学能 COCO2 2的固定的固定 CO2+C5 2C3 酶酶2C3 + H （CH2O） ATP ADP+Pi 酶酶 酶酶 C3C3的还原的还原ATPATP分解分解（CH2O） 光反应阶段与暗反应阶段的比较光反应阶段与暗反应阶段的比较项目项目光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段区区别别场所场所条件条件物质
5、物质变化变化能量能量转化转化活跃的化学能活跃的化学能糖类等糖类等有机物中有机物中稳定的化学能稳定的化学能类囊体的薄膜上类囊体的薄膜上叶绿体的基质中叶绿体的基质中光光、色素、色素、酶酶酶酶、H 、ATP(有无光均可有无光均可)光能光能ATP中中活跃活跃的化学能的化学能1. 水的光解水的光解1. CO2的固定的固定2. C3的还原的还原联联 系系1、光反应是暗反应的基础，光反应为暗反应的进行、光反应是暗反应的基础，光反应为暗反应的进行提供提供H和和ATP2、暗反应是光反应的继续，暗反应水解、暗反应是光反应的继续，暗反应水解ATP生成生成ADP和和Pi为光反映的物质为光反映的物质(ATP)合成提供原
6、料合成提供原料.2. ADP合成合成ATP6CO2+12H2O光能光能叶绿体叶绿体C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O+6OO+6O2 2元素来龙去脉元素来龙去脉光合作用完整反映式光合作用完整反映式( (计算式计算式) )l外界条件变化对光合作用中C3、C5及ATP和ADP含量变化分析方法l当外界条件改变时，光合作用中C3、C5及ATP和ADP含量变化可以采用如图分析： l（1）停止光照时：光停，ATP，ADP，C3，C5，分析如下：l（2）CO2供应停止时：CO2停，C5，C3，ATP，ADP，分析如下：l 2.影响光合作用的环境因素及曲线分析l （1）光照强度对光合作
7、用的影响l 光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。植物的光合速率在一定范围内随着光照强度的增加而增强，但当光照强度达到一定值时，光合速率不再随着光照强度的增加而增强。（此时影响光合速率的主要因素为CO2浓度） l （2）CO2补偿点和CO2饱和点l 植物光合作用吸收的CO2与细胞呼吸释放的CO2相等时的CO2浓度称为CO2补偿点。l CO2达到一定浓度后，光合作用强度就不再增加，这时的CO2浓度称为CO2的饱和点。（见图）（3）温度对光合作用的影响l 温度对光合作用的影响规律温度对光合作用的影响规律l a.温度直接影响光合作用中有关酶的活性，对光合作用的影响很大。低温时，植物酶促反应速
8、率下降，限制了光合作用的进行；高温时，叶绿体和细胞质的结构会遭到破坏、叶绿体的酶发生钝化、变性甚至遭到破坏。l b.低温会影响光合酶的活性，植物净光合速率较低；较高温度使呼吸速率加强，净光合速率下降。（详见图）l最适温度l一般植物可在1035 正常地进行光合作用，其中以2530 最适宜，在35 以上时光合作用速率就开始下降，4050 时即完全停止。l（4）矿质元素对光合作用的影响l 矿质元素在光合作用中的作用l a.N是各种酶以及NADP和ATP的重要组成成分。l b.P是NADP和ATP的重要组成成分。l c.Mg是叶绿素的重要组成成分。l d.K对光合产物的运输和转化起促进作用。l 矿质元
9、素对光合作用的影响规律：在一定范围内，矿矿质元素对光合作用的影响规律：在一定范围内，矿质元素越多，光合速率就越快；超过一定浓度，光合速质元素越多，光合速率就越快；超过一定浓度，光合速率不再增强，甚至由于渗透失水反而使光合速率下降。率不再增强，甚至由于渗透失水反而使光合速率下降。l （5）水对光合作用的影响）水对光合作用的影响l 水影响光合作用的规律水影响光合作用的规律l 缺水时气孔关闭，影响缺水时气孔关闭，影响CO2进入叶肉细胞；缺水，则叶进入叶肉细胞；缺水，则叶片淀粉水解减弱，糖类堆积，光合产物输出缓慢。因此，片淀粉水解减弱，糖类堆积，光合产物输出缓慢。因此，植物体水分减少会使光合速率下降。
10、植物体水分减少会使光合速率下降。l （6）多因子对光合速率的影响常见坐标曲线图l 关键点P点理解：此点之前，限制光合速率的因素为横坐标所表示的因子，随着该因子的不断加强，光合速率不断提高。l 关键点Q点理解：此点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，影响因素为坐标图中三条曲线所表示出的其他因素。l2.甲表示植物细胞代谢的某些过程，图乙表示光照强度与二氧化碳变化量的关系。请据图回答问题。（图中数字代表物质，a、b、c代表细胞器）l （1）图甲中，细胞器）图甲中，细胞器a为为_。l （2）图甲中物质）图甲中物质在在的情况下，全部进入的情况下，全部进入c中中被分解。被分解。（1）分析图甲
11、可知，b是进行光合作用的叶绿体，c为进行有氧呼吸的主要场所线粒体，a可吸收H2O供叶绿体利用，为液泡。（2）图甲中物质为丙酮酸，在氧气充足的情况下，全部进入线粒体中被分解。l（3）将一株植物放置于密闭的容器中，用红外）将一株植物放置于密闭的容器中，用红外测量仪进行测量，测量时间均为测量仪进行测量，测量时间均为1小时，测定的条小时，测定的条件和结果如上图乙所示，（数据均在标准状况下件和结果如上图乙所示，（数据均在标准状况下测的）据此回答：测的）据此回答：l 若该植物在充分光照下积累的有机物都是葡萄糖，若该植物在充分光照下积累的有机物都是葡萄糖，在在25 、4千勒克斯光照条件下，该植物在充分千勒克
12、斯光照条件下，该植物在充分光照下光照下1小时总共积累葡萄糖小时总共积累葡萄糖毫克。毫克。l （4）从图乙中可发现，影响）从图乙中可发现，影响A点光合速率的因素点光合速率的因素是是_。l （5）若给该密闭装置通入）若给该密闭装置通入C 18O2，一段时间后，一段时间后，装置内出现了装置内出现了18O2，请用文字或图解简要说明，请用文字或图解简要说明_。l （3）分析图乙可知：在25 、4千勒克斯光照条件下，植物1小时从外界净吸收CO244.8 mL，积累葡萄糖的量为1/3 18060 mg。l （4）分析图乙可知：影响A点光合速率的因素是光照强度和温度。l （5）若给该密闭装置通入C18O2，参
13、与光合作用，其氧进入葡萄糖和水分子中，水分子再参与光合作用被光解，产生氧气，即C18O2H218O18O2。l 答案：（1）液泡（2）氧气充足（3）60（4）温度和光照强度（5）C18O2H218O18O2光合作用原理的应用光合作用原理的应用（1 1）影响光合作用的因素）影响光合作用的因素COCO2 2、水份、光照的长短与强弱、光质、水份、光照的长短与强弱、光质、温度、温度、矿质元素等矿质元素等（2 2）提高农作物光合作用强度的措施）提高农作物光合作用强度的措施1 1、适当提高光照强度、延长光照时间、适当提高光照强度、延长光照时间3 3、适当提高、适当提高COCO2 2浓度浓度4 4、适当提高
14、温度、适当提高温度5 5、适当增加植物体内的含水量、适当增加植物体内的含水量6 6、适当增加矿质元素的含量、适当增加矿质元素的含量2 2、合理密植、合理密植六、化能合成作用六、化能合成作用 利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量来把无机合成有机物。少数的细菌，如硝化细菌。来把无机合成有机物。少数的细菌，如硝化细菌。2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量能量硝化细菌硝化细菌2HNO2+O2 2HNO3+能量能量硝化细菌硝化细菌举例：举例：6CO2+6H2O C6H12O6+6O2能量能量自养生物自养生物: : 以以COCO2 2和和HH2 2OO（无机物）为原料合成糖类（无机物）为原料合成糖类（有机物），糖类中储存着的能量。（有机物），糖类中储存着的能量。异养生物异养生物: 只能利用环境中现成的有机物来维持自身的只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。生命活动。所需的能量来源不同（光能、化学能）所需的能量来源不同（光能、化学能）光能自养生物光能自养生物绿色植物绿色植物硝化细菌硝化细菌化能自养生物化能自养生物
