3．植物体内含有色素的细胞器有哪些？(叶绿体和液泡)

2．叶绿素形成的条件是什么？有光照和Mg等；

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

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)、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。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　 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。

9. 光合作用的意义：

(1)光合作用是生物界的能量来源和物质来源，为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了有机物和能量来源。

(2)光合作用可以调节大气中的二氧化碳、氧气的平衡，从而维持大气中氧和二氧化碳含量的相对稳定。

(3)光合作用对生物进化也具有重要的作用：

　 由于原始地球的大气在没有氧气，30亿年最早出现的生物是异养厌氧型生物

　　　　　　　　　　　　　 经过10亿年的进化

　 20亿年地球上开始出现自养型的生物(如蓝藻)，它们通过光合作用产生O₂

　　　　　　　　　　　　　　 O₂的产生为需氧型生物的出现创造了必要的条件

地球上开始出现需氧型的生物(包括自养需氧型的植物和异养需氧型的动物)

　　　　　　　　　　　　　　 随着的积累，地球上逐渐形成了臭氧层，

由于臭氧层能够吸收紫外线，为陆生生物的出现

创造了必要的条件

地球上开始出现陆生生物(包括各种陆生植物和陆生动物)

8. 提高农作物对光能的利用率：

　 　(1)农作物对光能的利用率的概念：

农作物对光能的利用率指的是农作物利用光能的数量。

(2)提高农作物对光能的利用率的主要措施：

① 延长光照时间：主要措施包括人工光照、延长生长期，提高复种指数以及轮作等

② 增加光照面积。主要措施包括合理密植、间作、套种等

③ 提高农作物的光合作用效率。

农作物的光合作用效率指的是绿色植物通过光合作用制造的有机物中所含的能量，与光合作用中吸收的光能的比值。

疑难解析：

Ⅰ农作物对光能的利用率与农作物的光合作用效率不是同一个概念。

Ⅱ在光照时间不能继续延长，光照面积不能继续增加的情况下，还可以通过提高农作物的光合作用效率来提高农作物对光能的利用率，增加农作物的产量。

7. 能够进行光合作用的生物： 能够进行光合作用的生物称为绿色植物，它主要包括：

(1)植物界中几乎所有的植物。

疑难解析：菟丝子等营寄生生活的植物除外。

(2)原生生物界中的部分原生生物，也就是一部分藻类植物，主要包括：

绿藻：如衣藻、团藻等。

红藻：如紫菜等。

褐藻：如海带等。

(3)原核生物界中的部分原核生物：主要包括蓝藻(如念珠藻和满江红等)以及能够进行光合作用的细菌等。

6. 光合作用的过程：

在叶绿体的基粒片层--类囊体上，分布着许多色素分子，包括叶绿素，类胡萝卜素，这些色素分子能够吸收光子，自身被激发，进而将能量传递给别的色素分子，最终由一种色素分子接受能量并完成能量的转换，形成不稳定的化学能--活跃化学能。由于这些变化必需有光才能进行，称为光合作用的光反应。

在叶绿体基质中，活跃化学能被用来合成有机物，从而完成从光能向稳定化学能的转变。由于这些变化有光、无光都能进行，称为光合作用的暗反应。

(1)光反应阶段：必须有光能才能进行，在叶绿体内的类囊体结构上进行。

光反应过程示意图：

在光反应阶段主要完成了两个转变：光能转变为电能以及电能转变为活跃化学能。

其过程如下：

第一步：光能的吸收和传递：

① 具有吸收和传递光能作用的色素包括：绝大多数的叶绿素a以及全部的叶绿素b，胡萝卜素，叶黄素。

② 这些色素吸收光能，通过共振传递，最终将光能传递给少数特殊状态的叶绿素a

　　 第二步：光能转变为电能：

① 少数处于特殊状态的叶绿色a，具有吸收、传递、转换光能的作用。它们接受其他色素传递来的光能，将其转换成电能

^{② 在光的照射下，少数处于特殊状态的叶绿素a不断失去电子和获得电子，从而形成电子流，光能就不断的转换成了电能。}

A. 少数处于特殊状态的叶绿素a，接受其他色素传递来的光能后，进入激发态，失去电子，将电子传递给中间电子受体D，再由中间电子受体D将电子传递给NADP⁺和ADP。

^{B. 特殊状态的叶绿素a，失去电子后，成为强氧化剂，从中间电子供体C夺取电子后由激发态又恢复到基态。中间电子供体C最终从水分子夺取电子，使水光解。}

^光能

^e NADPH

H₂O

^{ADP+Pi　 ATP}

^{A：处于特殊状态的叶绿素a分子}

^{C：电子供体　 D：电子受体}

在这里请同学们注意：

Ⅰ电子的最终供体是水，水在光、酶、色素的作用下分解，供氢，供电子。

^{Ⅱ电子的最终受体是NADP+和ADP。}

Ⅲ在叶绿体的色素中，只有特殊状态的叶绿色a能完成能量形式的转换。

　　 第三步：电能转换成活跃的化学能：即光合磷酸化

(1)辅酶Ⅱ：烟酰胺酰嘌呤二核苷磷酸，英文简写NADP⁺　

NADP⁺能得到两个电子和一个还原氢生成NADPH(还原性辅酶Ⅱ)

物质转换：　 NADP⁺ +2e +H^{+　　 酶}　　 NADPH

能量转换：　 电能　　　　　　　　　 活跃的化学能

(2)同时，叶绿体利用光能转换成的另一部分电能，将ADP和Pi转换成ATP，以活跃的化学能的形式储存起来。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 NADPH(强还原能力)

光能　　　 电能　　　 活跃的化学能　　

　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　ATP(含高能磷酸键)

光能　　　　 光能

O₂

H₂O

NADP⁺ NADPH　 ATP　 ADP + Pi

CH₂O　　　　　　　　　　　　　　　 CO₂　　

在这里请同学们注意：NADPH是很强的还原剂，可以将二氧化碳最终还原成糖类等有机物，自身被氧化成NADP⁺继续接受电子。

(3)暗反应阶段：没有光能也可以进行，在叶绿体基质中进行。

在暗反应阶段完成了活跃化学能向稳定化学能的转变。既ATP和NADPH中的活跃的化学能转变为稳定的化学能贮存在糖类等有机物中。其过程如下：

第一步：CO₂的固定

绿色植物通过气孔从外界吸收的二氧化碳，与一种含有五个碳的化合物(C₅)结合，形成两个含有三个碳原子的化合物(C₃)。

6CO₂　 +　 6C₅　　 酶　　　 12 C₃

第二步：C₃的还原

CO₂的固定后，形成的含有三个碳原子的化合物(C₃)，在一系列酶的催化作用下，接受ATP释放出的能量，被NADPH还原，经一系列复杂的反应形成糖类等有机物。同时经过复杂的变化，含有五个碳的化合物(C₅)重新形成，循环使用。

12 C₃ + 24NADPH + ATP　　 酶　　　 C₆H₁₂O₆ + 6H₂O + 6C₅ + ADP + Pi

疑难解析：

　　 Ⅰ在光合作用的暗反应中，不是2个 C₃形成1个C₆H₁₂O₆，而是12个 C₃形成1个C₆H₁₂O₆和6个C₅。　　 ⅡC₅是循环使用的，继续进行CO₂的固定。

　　 Ⅲ光合作用的产物不仅有糖类，糖类是光合作用的主要产物，光合作用的直接产物还包括某些氨基酸，脂类。

(4)光反应与暗反应的关系：可用下图表示

光反应与暗反应比较：

项目	光反应	暗反应
时间	放出O2短促快速以微秒计	酶促反应较缓慢
条件	需叶绿素，光和酶	不需叶绿素和光，需多种酶
场所	在叶绿体类囊体的薄膜上进行	在叶绿体的基质中进行
物质 变化	水的光解： 12 H2O　 光、酶　 24NADPH + 6O2 光合磷酸化： ADP + Pi　 酶　　 ATP	CO2的固定： 6CO2　 +　 6C5　　 酶　　　 12 C3 C3的还原： 12C3 + 24NADPH　 酶　 C6H12O6 + 6H2O + 6C5
能量变化	光能→电能→活跃化学能	活跃化学能→稳定化学能
联系	两个阶段是一个整体，在光合作用过程中，紧密联系，缺一不可。光反应是暗反应的基础，为暗反应阶段提供能量(ATP)和还原剂(还原氢［H］)，暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供了原料。

疑难解析：

Ⅰ光反应与暗反应是叶绿体中同时进行的两个过程。

Ⅱ光反应是暗反应基础，光反应为暗反应提供了进行还原反应所必需的还原剂和能量，还原剂是NADPH，能量由NADPH和ATP共同提供。

5. 光合作用的场所：叶绿体绿色植物进行光合作用的。

叶绿体中色素的比较：

疑难解析：

　　 ① 在叶绿体中叶绿素的含量是类胡萝卜素是四倍，这就是叶片之所以呈现绿色的原因，而到了秋天，叶子之所以变黄是因为随着叶绿素分解，类胡萝卜素的颜色显现出来造成的。

　　 ② 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，其他的光也能吸收，所以在自然光下叶绿素吸收光的总量最大。