【生物】5.4能量之源光与光合作用课件1(人教版必修1)

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1、第5章 细胞的能量供应和利用第4节 能量之源光与光合作用人教版必修1捕获光能的色素和结构二光合作用的原理和应用一二捕获光能的色素和结构绿叶中色素的提取和分离 捕获光能的色素绿叶中的色素吸收光谱 叶绿体 结构功能（一）提取色素：1.研磨材料:5g鲜叶药品SiO2CaCO3无水酒精原理：色素能溶解在丙酮或酒精等有机 溶剂中，所以可用无水酒精提取色素。一、绿叶中色素的提取和分离使研磨充分防止色素破坏溶解色素要求：要迅速、充分（为什么）2.过滤：获取绿色滤液滤纸吗？对着光：背着光： 红色绿色色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而 分离色素。扩散速度与色素在层析中的溶解度的关系：溶解度大，扩散速度快 溶

2、解度小，扩散速度慢（二）分离色素原理：1.准备滤纸条铅笔线画铅笔细线滤液细线画滤液细线要求：细而直重复23次剪去两角的原因？2.分离色素：插滤纸条层析液培养皿层析液不能没及滤液线胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b（为什么？）说明色素的种类色素二、色素的作用实验表明：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。 有些蔬菜大棚内悬挂红色或蓝色的灯管，并且在白天也 开灯。 1.用这种方法有什么好处？这样做对光合作用有影响吗？2. 用绿色的可以吗？用这种方法可以提高光合作用强度， 叶绿素吸收最多的是蓝紫光和红光因为叶绿素对绿光吸收最少3.为什么叶子呈现绿色？ 因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反

3、射 出来，所以呈绿色 4.温室大棚应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜？白色三、光合作用的完整单位叶绿体其中基粒是由一个个囊状结构堆叠而成，称为41 23 类囊体吸收光能的色素分布在？类囊体的薄膜上思考：叶绿体中的色素能吸收光能，是不是叶绿体只能 吸收光能？有没有其他功能？1880年，美国科学家恩格尔曼黑暗处用极细光束照射暴露在光下资料一水绵+好氧细菌黑暗无空气极细光束照射完全暴露光下v 实验过程1、氧气是叶绿体释放出来的2、叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所v 实验结论v 实验的巧妙之处1 选用水绵：具有细而长的叶绿体并且其螺旋状分布在细胞中。2 先放在黑暗无空气的环境中：排除环境中光和氧气的影响

4、。3 极细的光束照射、好氧细菌检测：迅速准确地判断出释放氧气的部位。4 黑暗和极细光照射形成对比：明确指出结果完全是由光照引起的。5 设置验证试验：完全暴露在光下，再一次验证了实验结果。好氧细菌集中在叶绿体被光束照射的部位好氧细菌分布于叶绿体所有受光部位 资料二 在类囊体上和基质中含有多种进行光合作用所必需 的酶为什么说叶绿体是进行 光合作用完整单位？叶 绿 体 （含光合色素及有关的酶）含光合酶外膜 内膜 基质 基粒（含光合作用的酶）2000多年前亚里士多德 (Aristotle)1、问题：植物生长所需的物质来自何处？认为：构成植物 体的原料是土壤植物增加的重量=土壤减少的重量五年后2、164

5、8年比利时海尔蒙特的实验柳树增重柳树增重8080kgkg土壤只减少土壤只减少0.060.06kgkg结论：植物增重主要来自水分一段时间后一段时间后3、1771年英国普利斯特利实验普利斯特利实验结论：植物可以更新空气4、1779年，荷兰 英格豪斯的实验实验重复了500多次结论：只有在光照下只有绿叶才可以更新空气B组A组1785年，发现了空气的组成， 科学家在明确绿叶在光下放出的 气体是氧气，吸收的是二氧化碳5、 1845年，德国的科学家梅耶 指出：植物光合作用时，把光能转 换成化成化学能储存起来。依据：能量转换和守恒定律一半曝光，一半遮光在暗处放置几小的叶片6、1864年萨克斯的实验暗处理光照酒

6、精 脱色 结论:绿色叶片在光合作用中产生了淀粉碘蒸汽处理水绵+好氧细菌黑暗无空气极细光束照射完全暴露光下v 实验过程好氧细菌集中在叶绿体被光束照射的部位好氧细菌分布于叶绿体所有受光部位 7、光合作用的原料有水和二氧化碳 ，那么，光合作用释放的氧气到底 是来自二氧化碳还是来自水呢？随着技术的进步，人们发现了放射性 同位素，利用放射性同位素做示踪原 子，为解决氧气是来自水还是二氧化 碳提供了技术手段。1939年，美国的 科学家鲁宾和卡门利用同位素标记法, 用18O做示踪原子，对光合作用的产物 氧气中氧的来源进行了探究。返回1939年鲁宾和卡门的实验光合作用产生的有机 物又是怎样合成的呢？ 20世纪

7、40年代，美国科 学家卡尔文利用放射性 同位素14C标记的14CO2做 实验研究这一问题。最 终探明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 称为卡尔文循环。1961年诺贝 尔化学奖得主光合作用的原料，产物，场所和条件是 什么？你能用一个反应式表示出来吗?光能 CO2+H2O 叶绿体（CH2O）+O2一、光合作用的过程光反应暗反应划分依据:反应过程是否需要光能H2O类囊体膜酶Pi ADPATP1.光反应阶段色素光 酶叶绿体内的类囊体薄膜上水的光解：H2O H + O2光能（还原剂）ATP的合成：ADPPi 能量（光能） ATP酶条件 ：场所：物质变化：能量变化：光能转变为

8、活跃的化学能贮存在ATP中HCO2糖类五碳化合物 C5 氨基酸脂肪CO2的 固定三碳化合物 2C3 C3的 还原基质多种酶H2O类囊体膜酶Pi ADPATPHCO2糖类五碳化合物 C5 氨基酸脂肪CO2的 固定三碳化合物 2C3 C3的 还原基质多种酶HATP2.暗反应阶段CO2的固定：CO2C5 2C3酶C3的还原：ATPH 、ADP+Pi条件：场所：物质变化：能量变化：叶绿体的基质中 多种酶、ATP中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能2C3 (CH2O)酶糖类H 、ATP光反应暗反应酶酶酶色素 酶联 系能量变化 物质变化场所条 件光暗 反 应 光 反 应过程项目需要光 色素、酶不

9、需要光酶类囊体膜上基质中水的光解；ATP的合成CO2的固定；C3的还原ATP中活跃化学能ATP中活 跃化学能光能有机物中稳 定化学能 光反应 为 暗反应 提供 H 和ATP， 暗反应 为 光反应 提供 ADP 和Pi 。叶绿体 中的色 素光合作用的过程光反应阶段暗反应阶段光能co2H2O水在光下分解C5ATPADP+Pi酶供能H供氢O2固 定还 原多种酶参加催化(CH2O) 氨基酸,脂肪酶正常进行光合作用的植物，突然停止光照后，C3、C5 、H 、ATP含量如何变化？ 若突然停止CO2的供应呢？ H ATP C5 C3 C3 C5H ATP 2C3光合作用的概述1.光合作用的概念2.光合作用的

10、意义把无机物合成有机物，不仅是自身的营养物质,而 且是人和动物的食物来源.将光能转换成化学能，贮存在有机物中，提供了 生命活动的能量来源.维持了大气成分的基本稳定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。整个光合作用过程中的物质 变化和 能量变化分别是什么？物质变化：无机物能量变化： 光能转变转变光合作用的实质：合成有机物，储存能量。有机物 糖类等有机物中的 化学能化能合成作用 2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量2HNO2+O2 2HNO3+能量 能量CO2+H2O (CH2O)+O2硝化细菌的化能合成作用化能合成作用 细菌利用体

11、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 用叫化能合成作用。 除了硝化细菌外，自然界还有铁细菌、硫 细菌属于进行化能合成作用的自养生物。1、营养物质包括有机物、无机盐、水等2、根据获取有机物的方式不同，可以将生物分 为：自养生物 （无机物转变成 自身的有机物）异养生物：将现成的有机物转变成自身的有机物光能自养生物化能自养生物（绿色植物）（硝化细菌、硫细 菌、铁细菌等）光能 12H2O+6CO2叶绿体6O2 +C6H12O6+6H2O光合作用强度表示方法1、单位时间内光合作用产生有机物的量2、单位时间内光合作用吸收CO2的量3、单位时间内光合作用放出O2的量单因子对光合作

12、用速率影响的分析1）光照2）温度3）二氧化碳浓度4）水分5）矿质元素光合速率是光合作用强度的指标，它是指单位时间 内单位面积的叶片合成有机物的速率。环境因素对光合作用的影响植物自身因素:遗传（生物种类）、叶龄等光合速率的影响因素A AB B光照强度0 0吸收CO2C C释放CO2细胞呼吸产生的CO2量净光合作用量真正（实际）光合作用量在A点含义：在B点含义：在C点含义：真正（实际）光合速率表观（净）光合速率呼吸速率。 （1 1）光照强度光照强度光照强度为0，此时只进行呼吸作用，释放的CO2 量为呼吸速率。光合作用速率呼吸作用速率。随光照强度增加，光合作用不再增加。A AB B光照强度光照强度0

13、 0吸收吸收COCO2 2阳生植物阳生植物阴生植物阴生植物应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。C C阳生植物 阴生植物释放释放COCO2 2应用：间作时作物种类的搭配应 用(2)温度 1、AB段：2、B点：3、BC段：表示温度达到一定程度，随温度升高， 酶逐渐失去活性，光合速率也逐渐下降。在一定范围内，随温度的升高，光合速率加快。表示酶活性最强，该温度为进行光合作用的最适 温度此时光合速率达到最大值。A、B、C三种温度条件下植物积累有机物最多 的是哪种温度？应用：适时播种；温室栽培中白天调到光 合作用最适温度，晚上适当降低温度。 CO2含量含量光合作用的强度光合作用的强度0A B CA B

14、 C（3）CO2AB段： A点： B点：应用：对农田里的农作物应合理密植，“正其行，通其风 ”；对温室作物来说，应增施农家肥料或使用CO2发生器 。在一定范围内，随C02浓度的增加，植物的光合速率加快。表示进行光合作用所需C02的最低浓度。超过该浓度，光合速率不再增加。 曲线分析：P点时，限制光合速率的因素应为 横坐标所表示的因素，随着此因素的不断加强 ，光合速率不断提高。当到Q点时，横坐标所 表示的因素，不再是影响光合速率的因子，要 想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其 他因子的方法。曲线分析：1、分析比较各图中P、Q点的主要影响因素是什么？光强度、温度和二氧化碳浓度对光合作用的影响是综

15、合性的。通过对曲线的分析， 你能得出什么结论？多因子影响日变变化：在一天中由于光照和温度在发发生变变化， 在一天中的光合速率也在发发生变变化。如图图（5）。 该图该图 夏天的一个晴天。放出 CO2 的量BADCFEHGI吸收 CO2 的量图图（5）12：006：0018：00时间时间放出 CO2 的量BADCFEH GI吸收 CO2 的量图图（5）12：006：0018：00时间时间1、AB段：2、BC段：3、C点：植物在晚上只进行呼吸作用，放出CO2最多。表示放出的CO2多于吸收的CO2，即呼吸作用 大于光合作用。 光合作用吸收的CO2等于呼吸作用放出的CO2。4、CD段：5、DE段：光照增强光合作用增强，光合作用吸收的CO2 大于呼吸作用放出的CO2。温度升高，蒸腾作用增强，气孔关闭，CO2供 应不足，而影响暗反应的速率。在E点出现最 严重的“午休”现象。6、EF段：7、FH段：放出 CO2 的量BADCFEHGI吸收 CO2 的量图图（5）12：006：0018：00时间时间温度逐渐降低，光合速率逐渐恢复。