《能量之源-光与光合作用》课件新人教版必修(共张PPT)

生物体内的主要能源物质是:生物体内主要的储能物质是:糖类脂肪温故生物体进行生命活动的直接能源物质:ATP最终能量来源:太阳的光能能量之源—光与光合作用第4节第一课时（一）、实验——绿叶中色素的提取和分离实验原理：提取色素（溶于有机溶剂：无水乙醇或丙酮）分离色素（层析液中溶解度不同扩散速度不同）目的要求：绿叶中色素的提取和分离及探究色素的种类材料用具：新鲜的绿叶、定性滤纸等、无水乙醇层析液、CaCO3、SiO2等方法步骤：

1.提取绿叶中的色素

2.制备滤纸条

3.画滤液细线

4.分离绿叶中的色素

5.观察和记录一、捕获光能的色素和结构单层尼龙布过滤实验步骤及注意事项叶绿体中色素的提取和分离研钵迅速、充分地进行研磨提取：注意：收集好的研磨液及时用棉塞塞紧。二氧化硅：为了使研磨充分；碳酸钙：保护色素免受破坏；无水乙醇：溶解色素。用天平称取5克菠菜叶，剪碎少许二氧化硅、碳酸钙+10ml无水乙醇鲜嫩、浓绿、无浆汁烧杯中倒入层析液（不要没过滤液线），将滤纸条轻轻插入，培养皿盖住小烧杯叶绿体中色素的提取和分离实验步骤分离：避免边缘扩散过快制备滤纸条画滤液细线纸层析法分离铅笔画线，剪角毛细吸管吸取滤液画线，干后重复2-3次要求：细、直、浓色素易溶解在层析液中，导致色素带不清晰或得不到色素带丙酮、石油醚有毒易挥发层析液实验结果细：防止色素带之间部分重叠。结果分析P69(蓝绿色)(黄绿色)(橙黄色)(黄色)最宽1（最多）最窄4（最少）较宽2（较多）较窄3（较少）距离最远距离最近最大最小溶解度最慢最快圆形滤纸？实验关键选材时应注意选择鲜嫩、色浓绿、无浆汁的叶片。如菠菜叶、棉花叶、洋槐叶等。画滤液细线时，应以细、直、颜色浓绿为标准，重复画线时必须等上次画线干燥衙再进行，重复2-3次。层析时不要让滤液细线触及层析液叶绿体中色素的提取和分离P68叶绿体中色素的提取和分离注意事项因丙酮和层析液都是易挥发且有一定毒性的有机溶剂，所以研磨要快，收集的滤液要用棉塞塞住，层析时要加盖，尽量减少有机溶剂的挥发。在研磨时要加少许二氧化硅，目的是为了研磨充分，有利于色素的提取；加少许碳酸钙的目的是为了防止研磨过程中，叶绿体中的色素受到破坏。分离色素时，一定不要让滤纸条上的滤液细线接触到层析液，这是因为色素易溶解在层析液中，导致色素带不清晰，影响实验效果。1．用纸层析法分离叶绿体中的色素，在滤纸条上，色素带从上至下，依次为：A.叶绿素b—胡萝卜素—叶黄素—叶绿素aB.叶绿素a—叶绿素b—胡萝卜素—叶黄素C.叶黄素—叶绿素a—叶绿素b—胡萝卜素D.胡萝卜素—叶黄素—叶绿素a—叶绿素bD

巩固与提高叶绿素约占3/4）类胡萝卜素（约占1/4）叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素(橙黄色)(黄色)(蓝绿色)(黄绿色)绿叶中的色素（二）叶绿体中的色素C55H72O5N4MgC55H70O6N4MgC40H56C40H56O21.分布：叶绿体类囊体薄膜上2.色素种类化学性质：均不溶于水而溶于有机溶剂叶绿素相对更不稳定，受低温、缺水、等不良环境影响易降解从而使叶片显示类胡萝卜素的黄色荧光现象：透射光下呈绿色，反射光下呈红色2.叶色变黄寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，显示出类胡萝卜素的颜色，叶子变黄3.叶色变红秋天降温时，植物体为适应寒冷，体内积累较多还原性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶子呈现红色色素与叶片的颜色1.正常绿色正常叶子的叶绿素与类胡萝卜素比例为3:1，且对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片（不透明物体）才呈现绿色叶绿素溶液叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光色素的吸收光谱50100吸收光能的百分比0400500600700nm叶绿素b叶绿素a紫外光红外光叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光教材99页类胡萝卜素类胡萝卜素主要吸收蓝紫光叶绿素b相对更能有效利用短波光（二）、叶绿体色素3.色素的功能：4.影响叶绿素形成的因素温度：矿质元素：光：吸收、传递和转化光能水：影响酶的活性来影响叶绿素的合成氮和镁是叶绿素的组成成分主要条件缺水不但影响叶绿素生物合成，而且还促使原有叶绿素加速分解，所以干旱时叶片呈黄褐色秋天叶子变黄和早春寒潮过后秧苗变白，都与低温抑制叶绿素形成有关。高温下叶绿素分解大于合成，因而夏天绿叶蔬菜存放不到一天就变黄；相反，温度较低时，叶绿素解体慢，这也是低温保鲜的原因之一少数特殊状态的叶绿素a基粒外膜内膜基质（三）叶绿体的作用类囊体(有色素和与光反应有关的酶)(含有与暗反应有关的酶)双层膜,有与光合作用有关的酶增大膜面积的结构有少量的DNA和RNA光合作用的场所类囊体水绵结构恩格尔曼实验1880年，(美）叶绿体作用的经典实验恩格尔曼实验黑暗、无空气、好氧菌极细光束照射完全暴光好氧菌只集中在叶绿体被光束照射到的地方好氧菌集中在叶绿体所有受光部位光束完全暴光极细光束照射实验组对照组黑暗氧气是叶绿体释放出来的。叶绿体是光合作用的场所。光合作用需要光能结论:1、为什么水绵是合适的实验材料？

2、他是如何控制实验条件的？水绵具有细而长的叶绿体，便于观察A、选用黑暗、无空气的环境：排除环境中光线和氧气的影响B、选用极细的光束，并用好氧细菌检测，准确判断释放氧气的部位讨论：此实验在设计上有什么巧妙之处？分以下几个问题：妙(1)选材方面，选用水绵为实验材料。水绵不仅具有细长的带状叶绿体，而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中，便于观察、分析研究。(2)将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了光线和氧气的影响，从而确保实验正常进行。(3)选用了极细光束照射，并且选用好氧细菌检测，从而能够准确判断出水绵细胞中释放氧的部位。(4)进行黑暗(局部光照)和曝光对比实验，从而明确实验结果完全是光照引起的。巧妙之处：选材、对照方法、排干扰方法、观测指标

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能量的有机物，并且释放出氧气的过程。光合作用的概念光合作用的原理和应用第二课时CO2+H2O光能(CH2O)+O2叶绿体反应物产物条件场所是否只有在叶绿体中才能进行光合作用？否，如蓝藻酶、色素叶绿体中为什么能进行光合作用？1648年比利时范.海尔蒙特(vanHelmont)1771年英国普里斯特利（J.Priestley）1779年荷兰英格豪斯（J.Ingen-housz）1845年，德国科学家梅耶（R.Mayer）

1864年德国萨克斯（J.vonSachs）1880年美国恩吉尔曼（C.Engelmann)1939年美国鲁宾(S.Reben)和卡门(M.Kamen)20世纪４0年代美国卡尔文(M.Calvin)P102根据能量转化和守恒定律：光合作用时把光能转换成化学能一、光合作用的探索历程14CO2卡尔文循环含14C的有机物五年后柳树增重80kg多土壤减少不到100g结论：植物增重主要来自水分。忽略了空气、阳光等。海尔蒙特实验只浇水现象：蜡烛熄灭。现象：蜡烛持续燃烧。现象：小鼠死亡。现象：小鼠存活。结论：植物能够净化因燃烧或呼吸而变混浊的空气。普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功结论1：植物体只有绿叶才能更新空气。结论2：（置于暗处几小时）思考：目的是什么？为了使绿叶中原有的有机物消耗殆尽饥饿光下碘蒸气处理碘液检验之前需对绿叶作处理吗？酒精隔水加热脱色（绿）绿色叶片黑暗处理一半曝光一半遮光变蓝没有变蓝碘蒸汽处理萨克斯的实验（1864年）过程：绿色叶片在光的作用下产生了淀粉,光合作用需要光结论:对照组？

极细光束黑暗中光照下叶绿体是植物进行光合作用的场所

光合作用需要在光下进行光合作用中释放氧气结论：小球藻悬液H218O

C18O2

CO2H2O18O2（一）（二）鲁宾、卡门实验CO2+H218O光能叶绿体(CH2O)+18O2C18O2+H2O光能叶绿体(CH218O)+O2光合作用释放的O2全部来自于H2O结论:

O2光合产物中有机物的C来自CO21、光反应阶段2、暗反应阶段二、光合作用的过程请阅读课文P103—104页有关光合作用过程的内容，思考：1、光反应阶段和暗反应阶段在所需条件、进行场所、物质变化、能量转换方面的区别；2、两个阶段有何联系？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：ADP＋Pi＋能量（光能）

ATP酶条件：场所：物质变化：能量变化：光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中[H]CO2糖类

五碳化合物C5

氨基酸脂肪CO2的固定三碳化合物2C3C3的还原

基质多种酶H2O类囊体膜酶Pi

＋ADPATP[H]光反应暗反应酶酶酶小结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。光合作用的出现为有氧呼吸的出现创造了条件为陆生生物的出现创造了条件(多余的游离氧变成了臭氧，阻挡紫外线)在蓝藻出现以前，地球的大气并没有氧。只是在距今30~20亿年以前，蓝藻在地球上出现以后，地球的大气中才逐渐含有氧，从而使地球球上其他进行有氧呼吸的生物得以发生和发展。1、光合作用将太阳能转化为化学能并储存有机物；2、光合作用释放氧气；3、为生物进化起了重要推动作用光合作用的意义：(1)光照强→弱CO2供应不变[H]减少ATP减少O2产生量减少C3还原减弱CO2固定仍正常进行C3含量上升C5含量下降→(CH2O)合成量减少(1)光照弱→强CO2供应不变[H]增多ATP增多O2产生量增多C3还原增强CO2固定仍正常进行C3含量下降C5含量上升→(CH2O)合成量增加光反应减弱光反应增强暗反应暗反应2.光合作用过程中C3、C5等的变化［H](3)光照不变减少CO2供应CO2固定减弱C3还原仍正常进行―→C3含量下降C5含量上升[H]相对增加ATP相对增加上述两种物质转化速度变慢，O2产生量减少

(CH2O)合成量相对减少暗反应消耗减少―→(3)光照不变CO2不充足到充足CO2固定增强C3还原仍正常进行―→C3含量上升C5含量下降[H]相对减少ATP相对减少上述两种物质转化速度加快，O2产生量增加

(CH2O)合成量相对增加暗反应消耗增加―→［H]2.光合作用过程中C3、C5等的变化条件C3C5[H]ATP(CH2O)CO2供应不变减少光照增加光照光照不变减少CO2增加CO2增加减少增加增加增加减少减少增加增加减少增加减少增加增加减少减少减少减少增加减少正常情况下，C3和C5、ATP和ADP、等处于动态平衡总体规律：C5、ATP、[H]变化一致均与C3相反，C6由外因决定例、（04全国）离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO2气体的供应，短时间内叶绿体中C3化合物与C5化合物相对含量的变化是（）

A、C3化合物增加、C5化合物减少

B、C3化合物增加、C5化合物减少

C、C3化合物减少、C5化合物增加

D、C3化合物减少、C5化合物减少C总体规律：C5、ATP、[H]变化一致均与C3相反，C6由外因决定BH2OBACDE+PiFGCO2J光练习1.下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：①图中B是—，它来自于——的分解。②图中C是——，它被传递到叶绿体的——部位，用于——。③图中D是——，在叶绿体中合成D所需的能量来自——

④图中的H表示——，H为I提供——⑤当突然停止光照时，F——，G——。（填增加或减少）HIＯ2水[H]基质还原C3ATP色素吸收的光能增加减少光反应[H]、ATP4、光反应阶段与暗反应阶段的比较项目光反应阶段暗反应阶段区别场所条件物质变化能量转化叶绿体类囊体的薄膜上叶绿体的基质中需光、色素和酶需多种酶、[H]、能量ATP

光能转变为ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能转化为糖类等有机物中稳定的化学能水的光解ATP的合成联系1、光反应是暗反应的基础，光反应为暗反应提供[H]和ATP2、暗反应是光反应的继续，暗反应为光反应提供合成ATP的原料ADP和Pi3、两者相互制约又密切联系(自然状态同时存在）CO2的固定C3的还原单因子对光合作用速率影响的分析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AB光照强度0吸收CO2C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）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。AB光照强度0吸收CO2阳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

阳生植物阴生植物>释放CO2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含量光合作用的强度

0ABC（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？多因子影响日变化：在一天中由于光照和温度在发生变化，在一天中的光合速率也在发生变化。如图（5）。该图夏天的一个晴天。放出CO2的量BADCFEHGI吸收CO2的量图（5）12：006：0018：00时间放出CO2的量BADCFEHGI吸收CO2的量图（5）12：006：0018：00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（5）12：006：0018：00时间温度逐渐降低，光合速率逐渐恢复。随着光照减弱，光合作用逐渐下降。应用：南方夏季日照强，作物“午休”会更普遍一些，在生产上应适时灌溉或选用抗旱品种，以缓和“午休”现象，增强光合能力。

叶龄