人教版必修1第5章第4节能量之源——光与光合作用（共37张PPT）

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1、能量之源能量之源光与光合作用光与光合作用捕获光能的色素和结构捕获光能的色素和结构二光合作用的原理和应用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绿叶中色素的提取和分离 书书P97 捕获光能的色素捕获光能的色素 绿叶中的色素绿叶中的色素 书书P98 结构结构 叶绿体叶绿体 功能功能绿叶中色素的提取和分离实验中几个关键的问题绿叶中色素的提取和分离实验中几个关键的问题 实验过程实验过程:剪碎绿叶剪碎绿叶画虑液细线画虑液细线浅层析浅层析过滤过滤研磨研磨加加SiO2,CaCO31.加加SiO2,CaCO3的作用是什么？的作用是什么？ 2.研磨要充分、迅速的原因是什么？研磨要充

2、分、迅速的原因是什么？ 3.滤纸条一端要剪去两角的目的是是什么？滤纸条一端要剪去两角的目的是是什么？ 4.画线时要干后再画的原因是什么？画线时要干后再画的原因是什么？ 有助于研磨充分，防止研磨中色素被破坏。有助于研磨充分，防止研磨中色素被破坏。防止乙醇挥发防止乙醇挥发,同时可以得到色素浓度较大的溶液。同时可以得到色素浓度较大的溶液。使色素的在滤纸条上的扩散速度一致。使色素的在滤纸条上的扩散速度一致。不干会造成画线太粗和色素浓度太低的情况出现。不干会造成画线太粗和色素浓度太低的情况出现。叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素 5.滤纸上的虑液细线为什么不能触及层析液？滤纸上的虑液细线为什么不能触及层析液

3、？6.实验结果：实验结果：Back层析液触及虑液细线会将色素融解，严重影响实验结果。层析液触及虑液细线会将色素融解，严重影响实验结果。绿叶中的色素及功能：色素本身的颜色种类叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素蓝绿色黄绿色橙黄色黄色选吸收光能红橙光蓝紫光蓝紫光叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素400500600700波长/nm叶绿体色素吸收光谱叶绿体色素吸收光谱叶叶绿绿色色a叶叶绿绿色色b类胡萝卜素类胡萝卜素叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱 有些蔬菜大棚用红色或蓝色的塑料薄膜代替普有些蔬菜大棚用红色或蓝色的塑料薄膜代替普通塑料薄膜，有的温室内悬挂发红色或蓝色的通塑料薄膜，有的温室

4、内悬挂发红色或蓝色的灯管。灯管。1.用这种方法有什么好处？这样做对光合作用有用这种方法有什么好处？这样做对光合作用有影响吗？影响吗？2.为什么是用红色或蓝色的呢？用绿色的可以吗？为什么是用红色或蓝色的呢？用绿色的可以吗？ 提高光合作用，因为叶绿素吸收最多的是光谱提高光合作用，因为叶绿素吸收最多的是光谱中的蓝紫光和红光，不同颜色的光照对植物的中的蓝紫光和红光，不同颜色的光照对植物的光合作用有影响。光合作用有影响。 因为叶绿素所吸收的绿色光是最少的。因为叶绿素所吸收的绿色光是最少的。Back资料分析 书P1001.恩格尔曼实验的结论是什么？恩格尔曼实验的结论是什么？ 氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体

5、是绿色植物进行光合氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。作用的场所。2.恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处？恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处？ 实验中选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋带状，实验中选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋带状，便于观察，用好氧细菌可确定释放氧气多的部位；便于观察，用好氧细菌可确定释放氧气多的部位； 没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰；没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰； 用极细的光束来照射，叶绿体上可以分为光照多和光照用极细的光束来照射，叶绿体上可以分为光照多和光照少的部位，相当于一组对照实验；少的部位，相当于一组对照实验； 临时装

6、片暴露在光下再一次验证实验结果等。临时装片暴露在光下再一次验证实验结果等。回眸光合作用的的探究历程 1771年，英国普利斯特利（年，英国普利斯特利（J. Priestly)1779年，荷兰英格毫斯（年，荷兰英格毫斯（J. Ingen - housz)一半曝光，一半遮光一半曝光，一半遮光在暗处放置几小的叶片在暗处放置几小的叶片结论结论: : 绿色叶片在光合作用中产生了淀粉绿色叶片在光合作用中产生了淀粉碘蒸气处理碘蒸气处理萨克斯实验萨克斯实验 1864年，德国萨克斯（年，德国萨克斯（J. Von Sachs) 1845年，德国梅耶（年，德国梅耶（R. Mayer)1939年，美国鲁宾年，美国鲁宾(

7、S. Ruben)和卡和卡门门(M. Kamen)1948年，美国卡尔文（年，美国卡尔文（M. Calvin)（一）光合作用的基本过程1、光合作用的反应式光合作用的反应式 （1） 绿色植物是怎样俘获阳光的？绿色植物是怎样俘获阳光的？ （2） 植物如何利用俘获的太阳能？植物如何利用俘获的太阳能？ （3） 释放出来的氧来自什么地方，怎么来的？释放出来的氧来自什么地方，怎么来的？ （4） 在光合作用过程中，植物如何精确的一步一步在光合作用过程中，植物如何精确的一步一步 的合成有机物？的合成有机物？ CO2+ H2O* （CH2O） + O2*光能光能叶绿体叶绿体色素分子色素分子可见光可见光C52C3

8、ADP+PiATP2H2OO24H多种酶多种酶酶酶（CH2O）+H2OCO2吸收吸收光解光解能能固定固定还原还原酶酶光反应光反应暗反应暗反应问题：问题：光合作用怎样进行？光合作用怎样进行？ 光照强度不变，光照强度不变，CO2浓度下降，浓度下降，CO2固定固定受阻，而受阻，而C3还原照常进行，还原照常进行，C3含量下降，含量下降，C5上升，（上升，（CH2O）下降。）下降。 光照强度下降，光照强度下降，CO2浓度不变，浓度不变，CO2固定固定照常进行，而照常进行，而C3还原受阻，还原受阻，C3含量上升，含量上升，C5下降，（下降，（CH2O）下降。）下降。 光照强度下降，光照强度下降，CO2浓度

9、下降，浓度下降，CO2固定固定受阻，而受阻，而C3还原受阻，还原受阻，C3和和C5含量不变，含量不变，（CH2O）下降。）下降。表一表一 光合作用过程比较光合作用过程比较光反应光反应暗反应暗反应叶绿体类囊体的薄膜上叶绿体类囊体的薄膜上叶绿体基质中叶绿体基质中叶绿体色素、酶、光能叶绿体色素、酶、光能不需叶绿体色素和光，需酶不需叶绿体色素和光，需酶H2O、ADP、Pi 、NADP+CO2、C5、 ATP、NADPHCO2+C5 2C3酶酶2H2O 4H+O2酶酶 ADP+Pi +能量能量 ATP酶酶2 C3 C5+（CH2O）ATP ADP+PiNADPH NADP+酶NADP+ +H+ +能量能

10、量 NADPH酶酶光能转变为光能转变为ATP、NADPH中活中活跃的化学能跃的化学能ATP、NADPH中的化学能转变中的化学能转变为贮存在有机物中稳定的化学能为贮存在有机物中稳定的化学能O2、ATP、NADPH（CH2O）、）、ADP、Pi、NADP、C5ATPNADPHADP、PiNADP+无机物无机物有机物有机物光光化学化学有机物有机物光光并放出氧气并放出氧气 光反应和暗反应是一个整体光反应和暗反应是一个整体,二者紧密联系二者紧密联系,缺缺一不可一不可。光反应是暗反应的基础，光反应阶段为。光反应是暗反应的基础，光反应阶段为暗反应阶段提供能量暗反应阶段提供能量（ATP）和还原剂和还原剂H，暗

11、暗反应阶段产生的反应阶段产生的ADP和和Pi为光反应阶段合成为光反应阶段合成ATP提供原料。提供原料。 通过刚才的列表比较，你认为通过刚才的列表比较，你认为“植物植物白天进行光合反应，晚上进行暗反应白天进行光合反应，晚上进行暗反应”的的说法正确吗？为什么？说法正确吗？为什么？光合作用的概述1.光合作用的概念光合作用的概念P1012.光合作用的意义光合作用的意义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。想一想想一想,光合光合作用与我们作用与我们有关吗有关吗?吸入光合作用释放的氧吸入光合作用释放的氧所吃食物直接或间接来自光所吃食物直接或间接来自光合

12、作用制造的有机物合作用制造的有机物把无机物合成有机物把无机物合成有机物 -制造有机物的制造有机物的“绿色工厂绿色工厂”将光能转换成化学能，贮存在有机物中将光能转换成化学能，贮存在有机物中 -巨型能量转换站巨型能量转换站维持了大气成分的基本稳定维持了大气成分的基本稳定 -空气净化器空气净化器光合作用原理的运用光合作用原理的运用 植物自身因素植物自身因素: 环境因素对光合作用的影响环境因素对光合作用的影响1）光照）光照:2）温度）温度:3）二氧化碳浓度）二氧化碳浓度:4）水分）水分:5）矿质元素）矿质元素:光合作用强度表示方法：光合作用强度表示方法：P104合理合理密植密植，套种，套种提高光照强度

13、，延长光照时间提高光照强度，延长光照时间适当的提高温度适当的提高温度:25-30度度施用农家肥，干冰施用农家肥，干冰合理及时灌溉合理及时灌溉合理施肥合理施肥措施目的：提高光合作用的效率措施目的：提高光合作用的效率0204060801001205点7点9点11点13点15点17点 上图是在盛夏的某一晴天，一昼夜中某植物对CO2的吸收和释放状况的示意图。亲据图回答问题：1、图中DE段CO2吸收量逐渐减少是因为 ，以至光反应产生的 和 逐渐减少，从而影响了暗反应 强度，使 化合物数量减少，影响了CO2固定。2、图中曲线中间C处光合作用强度暂时降低，可能是（ ）A、光照过强，暗反应跟不上，前后脱节，影

14、响整体效果B、温度较高，提高了呼吸作用酶的活性，消耗了较多的有机物C、温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了CO2原料的供应D 、光照过强，气温过高，植物缺水严重而影响光合作用的进行光照强度逐步减弱光照强度逐步减弱ATPNADPH还原作用还原作用五碳五碳CABCDE（二）、化能合成作用：书P105 根据获取有机物的方式不同，可以将生物分为：自养生物异养生物光能自养生物光能自养生物化能自养生物化能自养生物（绿色植物）（绿色植物）（硝化细菌等硝化细菌等）硫细菌、铁细菌硫细菌、铁细菌 NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量能量 HNO2+O2 2HNO3+能量能量 6H2O+6CO2 C6H12

15、O6+6O2硝化细菌硝化细菌硝化细菌硝化细菌能量能量化能合成作用：少数细菌能够利用体外环境中的一些无化能合成作用：少数细菌能够利用体外环境中的一些无机物氧化时释放的能量把无机物合成有机物的作用机物氧化时释放的能量把无机物合成有机物的作用光合作用和呼吸作用的比较光合作用和呼吸作用的比较光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用代谢类型代谢类型哪些细胞哪些细胞内进行内进行 场所场所条件条件物质转变物质转变合成代谢合成代谢分解代谢分解代谢叶肉细胞叶肉细胞（一般（一般 ）活细胞活细胞叶绿体叶绿体 细胞质基质、线粒体细胞质基质、线粒体 光、色素、酶光、色素、酶酶酶无机物转变成无机物转变成有机物有机物有机物转变成无

16、机物有机物转变成无机物 或酒精、或酒精、COCO2 2 或乳酸或乳酸光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用能量能量转变转变实质实质联系联系意义意义光能转变成有机光能转变成有机物中的化学能物中的化学能将有机物中的化学能释放将有机物中的化学能释放出来，一部分转移到出来，一部分转移到ATP分解有机物、释放能量，分解有机物、释放能量，产生产生ATP无机物转变成有无机物转变成有机物光能转变成机物光能转变成化学能化学能有机物、氧气、有机物、氧气、能量能量为生物体的生命活动提为生物体的生命活动提供能量为体内其他化合供能量为体内其他化合物的合成提供原料物的合成提供原料光合为呼吸提供物质基础：有机物和氧气，光合为呼吸

17、提供物质基础：有机物和氧气，呼吸为光合提供呼吸为光合提供CO2CO2+ H2O* （CH2O） + O2*光能光能叶绿体叶绿体小结小结（一）光合作用的过程（一）光合作用的过程1.光合作用光合作用的过程的过程光反应阶段光反应阶段2H2O 4H+O2酶酶 光光暗反应阶段暗反应阶段ADP+Pi +能量能量 ATP酶酶CO2+C5 2C3酶酶2 C3 C5+（CH2O）ATP ADP+PiNADPH NADP+酶关系：关系：相互制相互制约，约，紧密联紧密联系系,同时同时进行进行。在类囊体上进在类囊体上进行行水的光解：水的光解：ATP的合成：的合成：CO2的固定：的固定：C3的还原：的还原：在基质中进行

18、在基质中进行2.光合作用的实质光合作用的实质3.光合作用的总反应式及其氧气的去路光合作用的总反应式及其氧气的去路4.影响光合作用的外界因素及其应用影响光合作用的外界因素及其应用（二）化能合成作用（二）化能合成作用填空：填空：1.叶绿体中的色素所吸收的光能，用于叶绿体中的色素所吸收的光能，用于 和和 ； 形成的形成的 和和 提供给暗反应。提供给暗反应。2.光合作用的实质是：把光合作用的实质是：把 和和 转变为有机物，转变为有机物，把把 转变成转变成 ，贮藏在有机物中。，贮藏在有机物中。3.在光合作用中，在光合作用中， 葡萄糖是在葡萄糖是在 中形成的，氧气中形成的，氧气是在是在 中形成的，中形成的

19、，ATP是在是在 中形成的，中形成的，CO2是在是在 固定的。固定的。水的光解水的光解形成形成ATPHATPCO2H2O光能光能化学能化学能暗反应暗反应光反应光反应光反应光反应暗反应暗反应练习巩固练习巩固 2、某科学家用含有、某科学家用含有14C的的CO2来追踪光合来追踪光合作用中的作用中的C原子，这种原子，这种C原子的转移途径是原子的转移途径是（ ） A、CO2 叶绿体叶绿体 ATP B、CO2 叶绿素叶绿素 ATP C、CO2 乙醇乙醇 糖类糖类 D、CO2 三碳化合物三碳化合物 糖类糖类D返回返回选择题：选择题：3、在光合作用中，需消耗、在光合作用中，需消耗ATP的是（的是（ ）A、三碳

20、化合物的还原、三碳化合物的还原 B、CO2的固定的固定 C、水在光下分解、水在光下分解 D、 叶绿素吸收光能叶绿素吸收光能4、光合作用过程中，光反应为暗反应提供的物、光合作用过程中，光反应为暗反应提供的物质是（质是（ ）A、H和和ATP B、H和和O2C、O2和和ATP D、H和和H2OAA返回返回DA返回返回5、在光照充足的环境里，将黑藻放入含有、在光照充足的环境里，将黑藻放入含有18O的水中，过一段时的水中，过一段时间后，分析间后，分析18O放射性标记，最先（放射性标记，最先（ ） A、在植物体内的葡萄糖中发现、在植物体内的葡萄糖中发现 B、在植物体内的淀粉中发现、在植物体内的淀粉中发现

21、C、在植物体内的淀粉、脂肪、蛋白质中均可发现、在植物体内的淀粉、脂肪、蛋白质中均可发现 D、在植物体周围的空气中发现、在植物体周围的空气中发现 6、在光合作用过程中，能量的转移途径是（、在光合作用过程中，能量的转移途径是（ ） A、光能、光能 ATP 葡萄糖葡萄糖 B、光能、光能 叶绿素叶绿素 葡萄糖葡萄糖 C、光能、光能 CO2 葡萄糖葡萄糖 D、光能、光能 葡萄糖葡萄糖 淀粉淀粉7、光照增强，光合作用增强。但夏季的中午、光照增强，光合作用增强。但夏季的中午却又因叶表面气孔关闭而使光合作用减弱。却又因叶表面气孔关闭而使光合作用减弱。这是由于（这是由于（ ） A、水分产生的、水分产生的H数量不

22、足数量不足 B、叶绿体利用的光能合成的、叶绿体利用的光能合成的ATP不足不足 C、空气中、空气中CO2量相对增多，而起抑制量相对增多，而起抑制 作用作用 D、暗反应中三碳化合物产生的量太少、暗反应中三碳化合物产生的量太少8、下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是、下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是（ ） A、增大、增大O2浓度浓度 B、增大、增大CO2浓度浓度 C、增强光照、增强光照 D、调节室温、调节室温DA返回返回 NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量能量 HNO2+O2 2HNO3+能量能量 6H2O+6CO2 C6H12O6+6O2硝化细菌硝化细菌硝化细菌硝化细菌能量能量化能合成

23、作用：少数细菌能够利用体外环境中的一些无化能合成作用：少数细菌能够利用体外环境中的一些无机物氧化时释放的能量把无机物合成有机物的作用机物氧化时释放的能量把无机物合成有机物的作用光合作用放出氧气实验现象实验现象实验结果实验结果光合作用的意义光合作用的意义为一切生物生命活动的进行提供所必需的营养物为一切生物生命活动的进行提供所必需的营养物质；质；为一切生物生命活动的进行提供所必需的能量；为一切生物生命活动的进行提供所必需的能量；维持大气中氧气和二氧化碳的平衡。维持大气中氧气和二氧化碳的平衡。总之，从物质转变和能量转变的过程来看，光合总之，从物质转变和能量转变的过程来看，光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。1779年，荷兰英格毫斯（年，荷兰英格毫斯（J. Ingen - housz)2、光合作用的过程、光合作用的过程光能光能叶绿素叶绿素aeNADP+eH2OHO2叶绿体叶绿体ATPNADPHH（CH2O）2C3CO2C5暗反应暗反应光反应光反应(类囊体的薄膜上类囊体的薄膜上)(基质中基质中)ADP+Pi