2022-2023学年浙科版（2019）必修一 3.5 光合作用将光能转化为化学能 课件（61张）

第5节光合作用将光能转化为化学能第1课时光合作用概述、光合色素的提取与分离实验必修1第三章细胞的代谢如果你来安装照明系统，你会选用哪种颜色的光？光合作用概述光合作用：是绿色植物或蓝细菌，以二氧化碳和水为原料，利用光能合成糖类等有机物并释放出氧气的过程。6CO2+12H2O

C6H12O6+6O2+6H2O

光叶绿体原料：产物：场所：条件：CO2和H2O有机物和氧气叶绿体（或光合膜）光照还原氧化细胞呼吸：光合作用：C6H12O6+6O2+6H2O

6CO2+12H2O

酶氧化还原思考：光合作用和需氧呼吸是否互为逆反应？不是，场所不同，条件不同6CO2+12H2O

C6H12O6+6O2+6H2O

光叶绿体1.光合作用在叶绿体中进行光合作用在叶绿体中进行1①叶绿体的形态(光镜下)一般呈扁平的椭球形或球形。②叶绿体的结构(电镜下)基粒叶绿体基质类囊体外膜内膜(含有光合色素)2.光合色素的提取与分离光合色素的提取与分离2叶绿体中含有多种色素，这些色素与光合作用有关，被称为光合色素。光合色素是一种脂溶性物质，可以利用脂溶剂将它们从叶绿体中提取出来。色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸上的扩散速度有差别，可以将它们分离开来，达到观察叶绿体中色素的目的。1.学会提取和分离叶绿体中色素的方法；2.分离叶绿体中的四种色素。原理目的材料新鲜的绿色叶片、干燥的定性滤纸，95%的酒精，层析液，二氧化硅，碳酸钙，研钵，小玻璃漏斗，尼龙布，毛细吸管，剪刀，试管，药匙，量筒，天平。烘干、称取：将新鲜的菠菜叶放入烘箱中烘干，粉碎后取2g干粉放入研钵中；加入少许SiO2和CaCO3，再加入2—3mL95%的酒精，研磨成匀浆。提取色素分离色素观察现象得出结论SiO2CaCO395%酒精作用作用作用研磨充分防止叶绿素被破坏提取色素光合色素的提取与分离2提取色素分离色素观察现象得出结论将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤。单层尼龙布收集滤液,封口。光合色素的提取与分离2提取色素分离色素观察现象得出结论制备滤纸条：干燥的定性滤纸1cm铅笔线为什么滤纸条要剪去两角？保证色素在滤纸条上扩散的均匀、整齐。光合色素的提取与分离2要求：滤液细线要画的细、直、齐，使各色素扩散的起点相同；注意：待滤液干后，再画一两次，使分离色素带清晰。提取色素分离色素观察现象得出结论点样：画滤液细线光合色素的提取与分离2提取色素分离色素观察现象得出结论分离色素注意：层析液不能触及滤液细线，否则色素会溶解在层析液中，而不会沿滤纸条向上扩散。光合色素的提取与分离2提取色素分离色素观察现象得出结论胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b光合色素的提取与分离2提取色素分离色素观察现象得出结论类胡萝卜素叶绿素含量约占3/4含量约占1/4橙色

黄色蓝绿色黄绿色胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b光合色素的提取与分离2色素种类色素颜色色素含量溶解度扩散速度abcd胡萝卜素

叶黄素叶绿素a叶绿素b橙色黄色黄绿色蓝绿色最少较少较快最低最慢最多较多最快较慢较低最高较高光合色素的提取与分离2光合色素吸收的可见光3思考与讨论(1)为什么高等植物的叶片一般呈现绿色？说出你的理由。因为叶绿体中的色素几乎不吸收绿光，绿光被反射出来，所以高等植物的叶片一般呈现绿色。(2)入秋后，叶片逐渐变黄，试解释其原因。深秋气候变冷，太阳的光照量大大减少，叶绿素的合成速度变慢或停止，气温逐渐降低，低温可导致叶绿素被破坏，而类胡萝卜素比较稳定，叶片中叶绿素含量减少，类胡萝卜素含量增加，导致叶片变黄。影响叶绿素合成三大因素（3）必需元素：叶绿素中含Mg等必需元素，缺乏Mg将导致叶绿素无法

合成，叶片发黄（2）温度：温度可以影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿

素的合成（1）光照：是影响叶绿素合成的主要因素，一般植物在黑暗中不能合

成叶绿素，因而叶片发黄光合色素吸收的可见光3

叶绿素提取液蓝紫光和红光色带很暗类胡萝卜素提取液蓝紫光色带很暗太阳光（白光）通过三棱镜折射后，可分为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等不同的颜色，这就是所谓的可见光谱。光合色素吸收的可见光3光合色素的吸收光谱叶绿素吸收蓝紫光和红光类胡萝卜素吸收蓝紫光定义细胞呼吸与光合作用的比较类囊体膜位置分类叶绿素类胡萝卜素叶绿素a叶绿素b叶黄素胡萝卜素功能吸收、传递、转化光能含量占1/4含量占3/4(蓝绿色）（黄绿色）（橙黄色）（黄色）叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光光合色素的提取与分离光合作用在叶绿体中进行光合作用将光能转化为化学能光合作用课堂检测A1.下列关于植物细胞中光合色素的说法正确的是(

)A.光合色素分布在叶绿体的类囊体膜上B.Mg是构成叶绿素所必需的微量元素C.叶绿素对绿光吸收最多，所以叶片呈绿色D.用纸层析法分离色素时，含量多的色素在滤纸上扩散得快2.下列关于植物细胞叶绿体内光合色素的叙述，正确的是(

)A.胡萝卜素和叶黄素主要吸收红光和蓝紫光B.叶片呈现绿色的原因是其叶绿素吸收绿光最少，使绿光被反射出来C.四种光合色素在层析液中的溶解度最小的是胡萝卜素D.植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不变B课堂检测3.利用无水乙醇提取出叶绿体中的色素，设法分离得到各种色素，并将叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素和混合液依次点样在滤纸的1、2、3、4、5位置(如下图所示)。当滤纸下方浸入层析液后，滤纸条上各色素正确的位置应为()B课堂检测4.在做提取和分离叶绿体中的光合色素实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他们所得的实验结果依次应为()B试剂甲乙丙丁无水乙醇－＋＋＋水＋－－－CaCO3＋＋－＋SiO2＋＋＋－A.①②③④ B.②④①③ C.④②③① D.③②①④课堂检测第5节光合作用将光能转化为化学能第2课时光反应和碳反应、环境因素对光合作用的影响必修1第三章细胞的代谢复习导入1、何为光合作用？2、与光合作用有关的光合色素有哪些？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。其实质是合成有机物，释放能量。与光合作用有关的光合色素包括胡萝卜素（橙色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。合成有机物，释放能量光合作用分两个阶段进行。第一阶段是直接需要光的，称为光反应；第二阶段不需要光的直接参与，是二氧化碳转化为糖的过程，称为碳反应，也称暗反应。色素分子可见光ATPH2OO2H+吸收光解光反应NADP+NADPH酶ADP+PiC52C3多种酶(CH2O)CO2固定还原暗反应光合作用分两个阶段进行。第一阶段是直接需要光的，称为光反应；第二阶段不需要光的直接参与，是二氧化碳转化为糖的过程，称为碳反应，也称暗反应。1.光反应光反应1H2O类囊体膜酶Pi＋ADPATPH+、e-NADP+NADPH（氧化型辅酶Ⅱ）（还原型辅酶Ⅱ）色素O2光反应阶段场所条件物质变化水的光解ATP的合成NADPH的合成能量变化类囊体膜（光合膜)光、色素、酶H2O1/2O2+2H++2e-光能H++2e-+

NADP+NADPHADP＋Pi＋能量（光能）

ATP酶光能转变为ATP和NADPH中活跃的化学能光反应12.碳反应碳反应2卡尔文循环从1个五碳糖（RUBP）开始。①在酶的催化作用下，1个CO2分子与五碳糖结合，形成1个六碳分子。②这个六碳分子随即分解成2个三碳酸分子。③然后，每个三碳酸分子接受来自NADPH的氢和来自ATP的能量，被还原形成三碳糖。④三碳糖再生五碳糖。三碳糖的形成标志着光合作用合成糖的过程已经完成。在叶绿体内，三碳糖作为原料用于淀粉、蛋白质和脂质的合成。大部分三碳糖运至叶绿体外，并且转变成蔗糖，供植物体所有细胞利用碳反应阶段场所条件物质变化CO2固定三碳酸还原五碳糖再生能量变化叶绿体的基质中酶CO2＋五碳糖2三碳酸酶ATP

ADP+Pi三碳酸

三碳糖酶NADP+NADPH

三碳糖五碳糖酶ATP和NADPH中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能碳反应2光反应与碳反应的区别和联系是什么？

条件场所物质变化能量变化光、色素、酶酶叶绿体类囊体膜叶绿体基质中水的光解；ATP的生成；NADPH的合成CO2的固定；三碳酸还原、五碳糖再生

ATP、NADPH中活跃化学能光能ATP、NADPH中活跃化学能有机物中稳定化学能光反应是暗反应的基础，为暗反应提供NADPH和ATP，暗反应为光反应提供NADP+和ADP、Pi。联系光反应阶段碳反应阶段拓展提升1.光合作用中元素的转移途径(1)H：3H2O [3H] (C3H2O)(2)C：14CO2 14C3 (14CH2O)(3)O：H218O 18O2;

C18O2 C3 (CH218O)光能叶绿体3.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.光合速率（光合强度）：

是指一定量的植物（如一定的叶面积）在单位时间内进行的光合作用，如释放多少氧气、消耗多少二氧化碳。影响光合作用的因素有哪些呢？外界因素—温度外界因素—CO2浓度等外界因素—光强度3活动：探究环境因素对光合作用的影响探究问题：影响光合作用的环境因素有哪些?这些因素又是如何影响光合作用的?1.根据同学们已有的生物学知识和人们的生产、生活经验，以小组为单位，

列出影响光合作用的环境因素。影响光合作用的环境因素_________________________________________。活动提示:2.在大家列出的影响光合作用的环境因素中，选择其中的一种因素，分析这种因素是如何影响光合作用的，并提出假设。温度、CO2浓度、光强度、光质等探究光照强度对光合作用的影响。假设：光照越强，光合作用速率越快活动：探究环境因素对光合作用的影响3.根据假设，设计单因子对照实验方案。实验时可供选用的材料用具:黑藻或金鱼藻，水，冰块，碳酸氢钠，精

密pH试纸，100W聚光灯，温度计，大烧杯，不同颜色的玻璃纸。(2)实验中，可变因素是什么?可变因素是如何变化的?通过什么方法控制可

变因素的变化?通过什么方法测量光合作用速率?可变因素：光照强度可变因素变化：弱光—中光——强光100W聚光灯距黑藻或金鱼藻的距离单位时间产生气泡的数量(3)进行方案设计活动：探究环境因素对光合作用的影响①取三个洁净的大烧杯，分别编号为A、B、C。三个烧杯中分别加入等量

的NaHCO3溶液；②A、B、C三个烧杯中放入等量且生长状况相同的金鱼藻；③将A、B、C三个烧杯分别放在距100W聚光灯1m、10m、20m处，模拟

强、中、弱三种光强度；④用计时器计时10min，观察并记录三个烧杯中产生的气泡数；4.根据实验设计方案，设计实验数据记录表。活动：探究环境因素对光合作用的影响

烧杯项目ABC距光源的距离1m（强光）10m（中光）20m（弱光）气泡数/个abc5.实验预期是：_______________________________________①若a>b>c，则光照越强，光合速率越快；②若a<b<c，则光照越强，光合速率越慢。表观光合速率、真正光合速率和细胞呼吸速率的联系①细胞呼吸速率：指单位数量的活体组织在单位时间内消耗的O2量或释放的CO2量。

在黑暗条件下测得的值。②表观光合速率，又称净化合速率：在光照条件下，人们测得的CO2吸收量是植物从外界环境吸收的CO2总量。③真正光合速率：是指植物在光照条件下，从外界环境中吸收的CO2的量，加上细胞呼吸释放的CO2的量，即植物实际同化的CO2的量，又称总光合速率。

真正光合速率=净光合速率+呼吸速率项目表示方法净光合速率（又称表观光合速率）真正光合速率（又称实际光合速率）呼吸速率（黑暗中测量）O2的释放量、CO2的吸收量、有机物的积累量O2的产生量、CO2的固定量、有机物的制造量CO2的释放量、O2的吸收量、有机物的消耗量表观光合速率、真正光合速率和细胞呼吸速率的联系影响光合作用的外部因素—光强度3.1光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。光照强度增加，光反应速度加快，产生的NADPH和ATP增多，使暗反应中还原过程加快，从而使光合作用产物增加。(1)原理：(2)光强度对光合作用的影响曲线：(4)应用：①温室生产中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产；②阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，间作套种农作物，可合理利用光能。影响光合作用的外部因素—光强度3.1影响光合作用的外部因素—温度3.2(1)原理：(2)曲线温度通过影响酶的活性影响光合作用。温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。(3)应用：影响光合作用的外部因素—CO2浓度3.3(1)原理：CO2直接影响碳反应速率。(2)曲线分析图1中A点表示CO2补偿点，即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度，图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B点和B′点对应的CO2浓度都表示CO2饱和点。(3)应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合速率。影响光合作用的外部因素—CO2浓度3.3拓展提升1.环境条件改变时光合作用中相关物质的含量变化(1)分析方法：需从物质的生成和消耗两个方面综合分析。示例：CO2供应正常，光照停止时三碳酸的含量变化光照停止→ATP、NADPH含量减少→三碳酸的消耗量减少CO2供应正常→三碳酸的生成量不变三碳酸的生成量增加(2)物质含量变化条件光照由强到弱，CO2供应不变光照由弱到强，CO2供应不变CO2供应由充足到不足，光照不变CO2供应由不足到充足，光照不变三碳酸含量五碳糖含量NADPH和ATP的含量(CH2O)的合成量增加增加增加增加增加增加增加减少减少减少减少减少减少减少减少增加多因素对光合作用的影响3.4提示P点之前，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子(1)三条曲线在P点之前限制光合速率的因素分别是什么？多因素对光合作用的影响3.4提示P点和Q点之间，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因素和多条曲线上的因素。(2)三条曲线在P点和Q点之间限制光合速率的因素分别是什么？(3)三条曲线在Q点之后横坐标所表示的因子还是影响光合速率的主