生物必修一能量之源课件

绝大多数生物，活细胞所需能量的最终源头是

，将光能转变成细胞能够利用的化学能的生理过程是

。来自太阳的光能光合作用正常苗白化苗正常幼苗能进行光合作用制造有机养料白化苗不能进行光合作用，无法制造有机养料这说明光合作用需要色素去捕获光能。叶绿体的分布主要：叶肉细胞中其他：幼嫩茎、果实等器官的一些细胞中保卫细胞

叶绿体亚显微结构模式图外膜内膜类囊体基粒色素基质分布有注意：叶绿体的外膜、内膜、类囊体薄膜都属于

膜，基本支架都是生物磷脂双分子层3、含有的成分：⑴少量的

；⑵色素：分布于

；⑶与

有关的酶，分布在叶绿体

。少量DNA和RNA基粒类囊体的薄膜上光合作用基粒类囊体上、基质中色素的种类叶绿素类胡萝卜素叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素叶绿体色素3、将绿叶中色素分离的方法和原理⑴方法：⑵原理：绿叶中的色素能溶解在

中，且不同的色素在

的

不同：

高的随

在

上扩散得快；反之则慢。几分钟之后，绿叶中的色素会随着

在

上的扩散而分离开。纸层析法层析液中层析液中溶解度溶解度层析液滤纸层析液滤纸实验步骤：提取色素：制备滤纸条画滤液细线色素分离观察结果5g绿色叶片（剪碎）+少许SiO2+CaCO3+10ml无水乙醇迅速充分研磨过滤收集绿色滤液，加盖：方法：细、直、匀（纸层析法）：方法及注意事项干燥后，重复几次4、分离绿叶中的色素：注意事项：⑴滤纸条的放置：

⑵装置①有滤液细线的一端朝下②下端应插入层析液中③滤液细线不能触及层析液加盖滤纸上的滤液细线，为什么不能触及层析液？如果触及到层析液，细线上的色素就会溶解到层析液中，而不会在滤纸上扩散开来。胡萝卜素叶绿素a叶黄素叶绿素b类胡萝卜素

叶绿素

1/4

3/4

黄绿色蓝绿色橙黄色黄色2、色素的吸收光谱叶绿素溶液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类胡萝卜素溶液叶绿素：吸收蓝紫光和红光类胡萝卜素：吸收蓝紫光叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱色素种类颜色含量在层析液中的溶解度扩散速度主要吸收的可见光作用蓝绿色黄绿色黄色橙黄色叶绿素类胡萝卜素3／41／4叶绿素a叶绿素b叶黄素胡萝卜素最多较多最少较少最小最大较大较小最快最慢较快较慢红光蓝紫光蓝紫光吸收、传递、转化光能③在叶绿体类囊体上和基质中，含有多种进行光合作用所必需的酶。说明：

。叶绿体是进行光合作用的场所水绵是常见的淡水藻类每条水绵由许多个结构相同的长筒状细胞连接而成。水绵很明显的特点是：叶绿体呈带状，螺旋排列在细胞里。光合作用的定义光合作用是指

通过

，利用

，把

和

转化成

，并且释放出

的过程。绿色植物叶绿体光能二氧化碳水储存着能量的有机物氧气第二节光合作用的过程：3、在绿叶中色素的提取实验中，研磨绿叶时要加入无水乙醇，其目的是（）。A.防止叶绿素被破坏B.使叶片充分研磨C.使各种色素充分溶解在无水乙醇中D.使叶绿素溶解在无水乙醇中4、下列关于“绿叶中色素的提取和分离”的实验描述中，不属于实验要求的是（）。A.提取高等植物叶绿体中的色素B.用纸层析法分离色素C.了解各种色素的吸收光谱D.验证叶绿体中所含色素的种类CC5、在进行“绿叶中色素的提取和分离”的实验时，不能让层析液没及滤液细线的原因是（）。A.滤纸条上几种色素会扩散不均匀而影响结果B.滤纸条上滤液细线会变粗而使色素太分散C.色素会溶解在层析液中而使结果不明显D.滤纸条上的几种色素会混合起来。6、提取和分离叶绿体中色素的实验中，正确的操作顺序应该是（）。A.进行纸层析——制取滤液——在滤纸条上画线——将实验材料研磨B.制取滤液——进行纸层析——在滤纸条上画线——取滤液——再画线C.将实验材料剪碎、研磨——在滤纸条上画线——制取滤液——进行纸层析D.将实验材料剪碎、研磨——制取滤液——在滤纸条上画线——进行纸层析CD

光合作用的反应式：光能叶绿体CO2+H2O*（CH2O）+O*26CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O光能叶绿体叶绿体色素2H2O水的光解叶绿体色素O2[H]ADP＋Pi酶ATP2C3多种酶参加催化供氢供能还原CH2O暗反应光反应CO2C5固定色素光能1.光反应阶段酶光、色素、叶绿体内的类囊体膜上水的光解：H2O[H]+O2光能酶（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ATP中活跃的化学能光反应色素ADP+PiATP2H2OO2酶吸收光解光能4[H]2.暗反应阶段CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的还原：ATP[H]、ADP+Pi叶绿体的基质中多种酶、条件：场所：物质变化：能量变化：

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酶[H]、ATP暗反应2C3CH2OC5多种酶固定还原CO2ADP+PiATP酶能[H]暗反应糖类(CH2O)(2)光反应与暗反应关系:①光反应要在类囊体膜上有光下进行,为暗反应提供[H]和ATP②暗反应在叶绿体基质中有光或无光下都能进行,暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料。光反应是暗反应进行的前提，暗反应促进光反应的进行请分析光下的植物突然停止光照后，其体内的C5化合物和C3化合物的含量如何变化？停止光照光反应停止请分析光下的植物突然停止CO2的供应后，其体内的C5化合物和C3化合物的含量如何变化？[H]

↓

ATP↓还原受阻C3

↑C5↓CO2↓固定停止C3↓C5↑

（CH2O）CO2C52C3[H]酶固定还原供氢供能ATP3、光合作用量变分析:(1)如果停止光照：(2)如果停止二氧化碳：ATP减少,ADP增多,C3增多,C5减少C5增多,C3减少,ATP增多,ADP减少CO2中C的转移途径：H2O中H转移途径：CO2C3（CH2O）H2O[H]（CH2O）叶绿体C6H12O6+6H2O+6*O26CO2+12H2*O总结归纳水是在

阶段中裂解的。氧气是在

阶段中形成的；氧气中的O来自

。二氧化碳和氧气是通过叶片上的

结构进出植物体的。葡萄糖是在

阶段中形成的；糖类中的C来自

，其转移途径为

。光合作用总反应式：光合作用的实质：将无机物合成为有机物并释放O2将太阳能转化为有机物中的化学能光（1）叶绿素a和叶绿素b的颜色分别是________和______。（2）叶绿素吸收光能进行光反应，产物是___、___和___。（3）把14CO2加入无叶绿素的基质中，14C的转移途径是____。A.二氧化碳→三碳化合物→淀粉→葡萄糖B.二氧化碳→三碳化合物→葡萄糖→淀粉C.二氧化碳→五碳化合物→葡萄糖→淀粉D.二氧化碳→五碳化合物→淀粉→葡萄糖蓝绿色黄绿色O2[H]ATPB5、光合作用过程中，能量流动的大致途径是（）A.光色素（CH2O）B.光色素ADP(CH2O)C.光ATP(CH2O)D.光ADPATP(CH2O)C用2H标记H2O，追踪光合作用中氢的转移，最有可能的途径是A.H2O→［H］→C6H12O6

B.H2O→［H］→C3→C6H12O6C.H2O→［H］→C5→C6H12O6D.H2O→［H］→C3→C5→C6H12O6A例1：一株盆栽植物放在特定装置内，保持适宜温度，当持续光照，提供一定浓度CO2一段时间后，突然停止光照，立即测定，叶绿素内C3和C5的含量，预测在停止光照前后，两种化合物的变化_______________。C3增加，C5减少如果停止CO2的供应呢？C3和C5如何变化？C5增加，C3减少例4：将一株植物培养在H218O中并进行光照，过一段时间后18O存在于A．光合作用生成的水中B．仅在周围的水蒸气中C．仅在植物释放的氧气中D．植物释放的氧气和周围的水蒸气中D§4能量之源——光与光合作用第三节光合作用探究历程光反应阶段暗反应阶段进行部位条件物质变化能量变化联系叶绿体类囊体薄膜上

叶绿体基质中光、色素和酶不需光、多种酶、ATP、[H]光反应为暗反应提供还原剂[H]和能量ATP暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料水的光解2H2O→4[H]+O2合成ATP

ADP+Pi

→ATP光

酶光能CO2的固定CO2+C5→2C3C3的还原2C3(CH2O)

酶

酶ATP[H]3、光反应阶段和暗反应阶段的比较ATP中活跃化学能光能ATP中活跃化学能有机物中稳定化学能

光合作用的过程返回结论：植物的物质积累不是来自于土壤，而是完全来源于水。开始时5年后实验前后的差值柳树的质量2.3kg76.7kg干土的质量90.8kg90.7kg+74.4kg－0.1kg17世纪比利时海尔蒙特柳苗栽培实验直到18世纪中期，人们一直以为只有土壤中的水分是植物建造自身的原料，而没有考虑植物能否从空气中得到什么。一段时间后一段时间后1、1771年普利斯特利实验结论：绿色植物可以更新空气普利斯特利没有发现光在植物更新空气中的作用。①普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功。②植物体只有绿叶才能更新空气。2、英格豪斯实验（1779年）

此时，人们尚不了解植物吸收和放出的究竟是什么气体。1785年，由于发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳提出问题：光能哪里去了？1845年，德国科学家梅耶根据能量转化与守恒定律明确指出：植物进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。继续问题：光能转换成化学能，贮存于什么物质中呢？即植物在吸收水分和二氧化碳、释放氧气的过程中，还产生了什么物质呢？一半曝光，一半遮光在暗处放置几小的叶片萨克斯（德）实验1864

暗处理光照碘蒸汽处理目的：消耗掉叶片中的营养物质结论：光合作用的产物除氧气外还有淀粉酒精脱色光合作用的原料有水和二氧化碳，光合作用释放的氧气到底来自二氧化碳还是水。提出问题：随着技术的进步，人们对同位素有了更多了解，这为解决氧气来自水还是二氧化碳提供了研究手段。同位素标记法可用于追踪物质的运行和变化规律用同位素标记的化合物，化学性质不会改变同位素标记法：科学家通过追踪

的化合物，可以弄清

的详细过程。这种方法叫做同位素标记法。同位素标记化学反应光合作用释放的O2到底是来自H2O

，还是CO2呢？CO2C18O2H2O光照下的球藻悬液H218OO218O21939年鲁宾、卡门同位素标记法研究氧的同位素：18O结论：光合作用释放的氧气来自水。返回光合作用氧气来源的探究（１８３９年）年代科学家结论1771年普利斯特利植物可以

.1779年英格豪斯只有在

只有

才可以更新空气1845年梅耶光合作用把

转化成

.1864年萨克斯绿叶通过光合作用产生

.1939年鲁宾和卡门光合作用释放的氧气是来自

.194

年卡尔文光合作用产生的有机物中的碳来自

.更新空气光照下绿叶光能化学能淀粉水CO220世纪40年代1880年恩格尔曼：光合作用的场所是叶绿体化能合成作用少数种类的细菌，能利用体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，这种合成作用叫做化能合成作用。实例：硝化细菌的化能合成作用化学能例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌化能合成作用NH3HNO2+能量硝化细菌HNO2HNO3+能量硝化细菌6CO2+6H2O2C6H12O6+6O2能量光合作用化能合成作用相同点不同点(利用的能量不同)光合作用和化能合成作用的异同把二氧化碳和水合成有机物利用的是光能利用的是化学能体外环境中无机物氧化释放的能量自养生物:以CO2和H2O（无机物）为原料合成糖类（有机物），糖类中储存着的能量。异养生物:只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。所需的能量来源不同（光能、化学能）光能自养生物绿色植物硝化细菌化能自养生物例如人、动物、真菌及大多数的细菌。自养生物与异养生物的本质区别能否利用CO2制造有机物。自养生物的类型光能自养型生物化能自养型微生物绿色植物光合细菌如：硝化细菌2.生物的新陈代谢类型第四节、影响光合作用的因素5.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——光H2OBACDE+PiFGCO2JHIＯ2水[H]基质C3的还原ATP色素吸收的光能光反应[H]和ATP例1：科学家用14C标记二氧化碳，发现碳原子在一般植物体内光合作用中的转移途径是A．二氧化碳→叶绿素→葡萄糖B．二氧化碳→ATP→葡萄糖C．二氧化碳→五碳化合物→葡萄糖D．二氧化碳→三碳化合物→葡萄糖D§4能量之源——光与光合作用3、(1)如果停止光照：(2)如果停止二氧化碳：ATP减少,ADP增多,C3增多,C5减少C5增多,C3减少,ATP增多,ADP减少

（CH2O）CO2C52C3[H]酶固定还原供氢供能ATPABCD2.右图是一个研究光合作用过程的实验，实验前溶液中加入ADP，Pi叶绿体等，实验过程中有机物的合成如下图。请分析回答：AB段：无CO2，所以没有有机物合成BC段：因为AB段提供了充足的[H]和ATP，暗反应进行，有机物合成率迅速上升。CD段：因为无光照，随着[H]和ATP的不断消耗，暗反应减弱有机物合成率下降有机物合成率时间光照无CO2黑暗有CO2简单的说，是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量光合作用强度影响光合作用强度的因素？

CO2+H2O（CH2O）+O2光能叶绿体(色素、酶）①Mg、N等矿质元素；②酶的活性受温度等影响。光照强度、光质、光照时间；气体反应物①作为反应物和反应的媒介；②水分→气孔关闭→CO2供应（1）影响光合作用的因素有哪些？光照、CO2、温度、水、矿质元素等（2）如何定量表示光合作用的强度？探究：环境因素对光合作用强度的影响1、实验原理光合作用的强度可通过测定一定时间内

的数量来定量的表示。内因：酶、色素等外因：叶肉细胞中叶绿体的数量；叶绿体中基粒的数量等原料的消耗或产物生成CO2消耗量O2的生成量1）光照2）温度3）二氧化碳浓度4）水分5）矿质元素影响光合作用的外界因素（1）光强度B：光补偿点C2：光饱和点光照强度0吸收CO2C2ABC1caba(净光合作用)=b(总光合作用)–c(呼吸作用)光补偿点：光合作用吸收的CO2和呼吸放出CO2相等时的光强度。光饱和点：光合作用达到最强时所需的最低的光强度。呼吸作用=光合作用ABCO2O2呼吸作用大于光合作用ABEGCO2O2CO2O2呼吸作用小于光合作用ABCDCO2O2CO2O2影响光合作用的环境因素光照强度：光照弱时光合作用减慢，光照逐步增强时光合作用随之加快，但光照增加到一定程度，光合作用速率不再增加。光质：白光（复色光）光合作用能力最强，单色光中红光作用最快，蓝紫光次之，绿光最差。日变化：一般与太阳辐射的进程相符合。光一天内植物对CO2

的吸收和释放量的变化分析(以夏季晴天的一昼夜变化为例)①植物在无光时进行呼吸作用，有光时进行光合作用和呼吸作用。5、CO2浓度CO2浓度光合速率0AB二氧化碳含量很低时，绿色植物不能制造有机物，在一定的浓度范围内,光合作用速率随CO2的浓度增大而加快，超过一定浓度光合作用速率趋于稳定。生产上采取的增加二氧化碳浓度的措施：(1)合理密植，使作物通风良好；(2)增施有机肥(利用土壤微生物分解有机肥料中的有机物，释放出较多的二氧化碳)；(3)适当施用NH4HCO3肥料(其分解后可释放较多的二氧化碳)。另外，温室栽培中还可采取施用干冰和使用CO2发生器等措施。t1t2t3t4温度在生产上的应用对光合作用的影响外因1.适时播种2.温室栽培时,白天适当提高温度,晚上适当降温.温度会直接影响酶的活性.（主要是影响暗反应）3、温度合理施肥1.N元素2.P元素3.K元素4.Mg元素必需矿质元素在生产上的应用对光合作用的影响外因酶（蛋白质）、叶绿素、ATP、NADPH等的组成成分。ATP、NADPH等的组成成分可维持叶绿体膜的结构和功能对光合作用产物（如糖类）的合成和运输有重要作用叶绿素的重要组成成分4、矿质元素水水既是光合作用的原料，又是体内各种化学介质。另外水分还能影响气孔的开关，间接影响CO2进入植物体，因此，要提高光合速率，应适当增加植物体的含水量题型三考查影响光合作用的因素例3：科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到实验结果如图。请据图判断下列叙述不正确的是()A．光照强度为a时，造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同B．光照强度为b时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度的不同C．光照强度为a～b时，曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高D．光照强度为a～c时，曲线Ⅰ、Ⅲ光合作用强度随光照强度升高而升高答案：D为提高温室中农作物的产量，在长时间大雾笼罩的天气，最好应采取的措施是A．盖上黑色塑料薄膜B．适当降低温室温度C．适当提高温室温度D．充入大量的O2B（1）、图中D—E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（）

A、光照过强，暗反应跟不上，前后脱节，影响整体效果

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一天光合速率变化BEDCA光照强度逐步减弱ATP[H]五碳C1、左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。请据图回答问题：

提高光能利用的途径1.延长光照时间：每年种植和收获两次或多次、套种等。2.增加光照面积：合理密植、间作等。3.提高光合作用效率：如适当增加光照强度、提高CO2浓度和温度等光合作用原理的应用探究：环境因素对光合作用强度的影响增加农作物产量的措施之一提高光合作用的强度参考案例：探究光照强弱对光合作用强度的影响⑴实验材料的选择及处理：同种生长旺盛的绿叶打孔器小圆形叶片30片让叶片内部气体逸出（方法）放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用大小相同，避开大的叶脉⑵分析变量：自变量：

控制方法：

因变量：

观察方法：

无关变量：光照强弱改变台灯与烧杯之间的距离光合作用强度（O2的产生量）同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量①实验叶片：同种、生长状况相同、小圆形叶片大小相同、等量…②烧杯中清水：等量，有足够的CO2【增加农作物产量的措施——提高光合作用的强度】1、光照的控制2、控制温度的高低：3、适当提高环境中

的浓度CO2晴天：白天适当提高温度，夜间适当降低温度，增大昼夜温差。延长光照时间，增大光照强度（108页）四、思维拓展新疆的哈密地区：位于我国高纬度地区1、夏季的白天长2、阳光充足，光照强烈光合作用时间长，强度大，积累的糖类较多。3、夜间温