1、第四节 能量之源光与光合作用 一、捕获光能的色素 叶绿体中的色素有 4 种，他们可以归纳为两大类： 叶绿素（约占 3/4）：叶绿素 a（蓝绿色） 叶绿素 b（黄绿色） 类胡萝卜素（约占 1/4）：胡萝卜素（橙黄色） 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。因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以叶片 呈绿色。 二、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（有机溶剂如无水乙醇和丙酮）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
2、 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。 （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。 三、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
3、素分布于类囊体的薄膜上。吸收光能的四种色素和光合 作用有关 的酶，就分布在类囊体的薄膜上。类囊体在基粒上。 叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素 分子，还有许多进行光合作用所必须的酶。 四、光合作用的原理 1、光合作用的探究历程：光合作用是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。 植 物更新空气。 植物进行光合作用时，把光能转化成化学能储存起来。 光合作用的产物除氧气外还有淀粉。 光合作用释放的氧气来自水。 （同位素标记法） CO2 中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳的途径，这一途径称为卡尔文
4、循环。 2、光合作用的过程： （熟练掌握课本 P103 下方的图） 总反应式：CO 2+H2O （CH 2O）+O 2 ，其中（CH 2O）表示糖类。 根据是否需要光能，可将其分为光反应和暗反应 两个阶段。 （1）光反应阶段：必须有光才能进行 场所：类囊体薄膜上 反应式： 水的光解：H 2O 1/2O2+2H ATP 形成：ADP+Pi+光能 ATP 光反应中，光能转化为 ATP 中活跃的化学能 （2）暗反应阶段：有光无光都能进行 场所：叶绿体基质 CO2的固定：CO 2+C5 2C3 C3的还原：2C 3+H+ATP （CH 2O）+C 5+ADP+Pi 暗反应中，ATP 中活跃的化学能转化
5、为（CH 2O）中稳定的化学能 联系 ：光反应为暗反应提供 ATP 和H，暗反应为光反应提供合成 ATP 的原料 ADP 和 Pi 五、影响光合作用的因素及在生产实践中的应用 （1）光对光合作用的影响 光的波长 叶绿体中色素的吸收光波主要在红光和蓝紫光。 光照强度 植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加而增加，但光照强度达到一定时， 光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增加 光照时间 光照时间长，光合作用时间长，有利于植物的生长发育。 （2）温度 温度低，光合速率低。随着温度升高，光合速率加快，温度过高时会影响酶的活性，光合 速率降低。 生产上白天升温，增强光合作 用，晚上降低室温
6、，抑 制呼吸作用，以积累有机物。 （3）CO 2浓度 在一定范围内，植物光合作用强度随着 CO2浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合 作用强度不再增加。 生产 上使田间通风良好，供应充足的 CO2 （4）水分的供应当植物叶片缺水时，气孔会关闭，减少水分的散失，同时影响 CO2进入叶 内，暗反应受阻，光合作用下降。 生产上应适时灌溉，保证植物生长所需要的水分。 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 NH3氧化成 HNO2，进而将 HNO2氧化成 HNO3。硝化细菌能利用这两个化学反应中释放出来的化学能，将 CO2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. 举例：硝化细菌、硫细菌、铁细菌、氢细菌 自养型生物：绿色植物、光合细菌、化能合成性细菌 异养型生物：动 物、人、大多数细菌、真菌
