光合作用与能量转化1

光合作用与能量转化当前第1页\共有56页\编于星期二\17点太阳光能的输入、捕获与转化，是生物圈得以维持运转的基础当前第2页\共有56页\编于星期二\17点光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。当前第3页\共有56页\编于星期二\17点植物进行光合作用捕获光能依靠的物质和结构是什么呢？当前第4页\共有56页\编于星期二\17点叶片是进行光合作用的主要器官白化苗待种子中储存的养分耗尽就会死去叶片中的色素可能与光能的捕获有关没有色素有色素当前第5页\共有56页\编于星期二\17点绿叶中究竟有哪些色素呢？通过下面的实验进行探究当前第6页\共有56页\编于星期二\17点一、绿叶中色素的提取和分离当前第7页\共有56页\编于星期二\17点当前第8页\共有56页\编于星期二\17点当前第9页\共有56页\编于星期二\17点3.实验步骤:当前第10页\共有56页\编于星期二\17点当前第11页\共有56页\编于星期二\17点当前第12页\共有56页\编于星期二\17点面积代表含量当前第13页\共有56页\编于星期二\17点1、叶绿素的提取(1)选用新鲜的绿叶：色素含量高(2)碳酸钙：防止研磨中色素被破坏(3)二氧化硅：有助于研磨充分一、捕获光能的色素和结构2.叶绿素的分离(1)滤纸条一端剪去两角：使分离出的色素带平齐（2）画滤液细线：用毛细管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条直线，待滤液干后，再重画一到两次增加色素浓度，使色素带明显当前第14页\共有56页\编于星期二\17点（3）不能让滤液细线触及层析液，否则滤液细线中的色素会被层析液溶解，而不能在滤液上扩散当前第15页\共有56页\编于星期二\17点3.光谱:阳光是由不同波长的光组合成的复合光,在穿过三棱镜时,不同波长的光会分散开,形成_________的光带,称为光谱。不同颜色三棱镜色散作用当前第16页\共有56页\编于星期二\17点4.绿叶中色素种类、吸收光谱及分布:色素种类吸收光谱分布叶绿素(含量约占3/4)叶绿素a主要吸收______________叶绿体中的_______________叶绿素b类胡萝卜素(含量约占1/4)胡萝卜素主要吸收_______叶黄素蓝紫光和红光蓝紫光类囊体薄膜上当前第17页\共有56页\编于星期二\17点二、叶绿体的结构和功能1.形态:一般呈扁平的_____形或___形。2.结构:椭球球当前第18页\共有56页\编于星期二\17点3.功能:进行_________的场所。4.叶绿体功能的实验验证:(1)实验者:_________。(2)实验材料:_____、_________。光合作用恩格尔曼水绵需氧细菌当前第19页\共有56页\编于星期二\17点(3)实验过程:当前第20页\共有56页\编于星期二\17点(4)实验结论:①光合作用释放氧气;②叶绿体是光合作用的部位。当前第21页\共有56页\编于星期二\17点光合作用的原理和应用当前第22页\共有56页\编于星期二\17点二氧化碳水阳光而能够利用他们合成有机物的是能进行光合作用的细胞当前第23页\共有56页\编于星期二\17点一、光合作用概念和反应式1.概念:绿色植物通过_______,利用光能,将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出_____的过程。2.反应式:_______________________。叶绿体氧气CO2+H2O(CH2O)+O2CH2O代表糖类当前第24页\共有56页\编于星期二\17点光合作用如何进行的？我们了解科学家做过的一些实验。通过实验来探究一下。当前第25页\共有56页\编于星期二\17点1937年希尔反应铁盐或其他氧化剂氧气

植物放出的氧气是水在光下被分解和氧化得到的，这种水的光氧化反应与CO2的还原可分开进行。离体叶绿体悬浮液(有H2O没有CO2)材料：条件：处理措施：结果：当前第26页\共有56页\编于星期二\17点1941年鲁宾和卡门（同位素标记法）H218OCO2H2OC18O2第一组第二组O218O2氧气全来源于水当前第27页\共有56页\编于星期二\17点1954年阿尔农

在光照下，叶绿体可合成ATP，1957年他发现这一过程总与水的光解相伴随当前第28页\共有56页\编于星期二\17点实验表明：1.光合作用释放的氧气中的氧元素全来自水2.氧气的产生和糖类的合成不是同一个化学反应是否需要光能光反应暗反应（碳反应）当前第29页\共有56页\编于星期二\17点H2O

①水的光解O2NADPHADP+Pi

酶②ATP光反应能量转化:光能ATP、NADPH中活跃的化学能光能三、光合作用的过程1.作为活泼的还原剂参与暗反应2.储存能量当前第30页\共有56页\编于星期二\17点条件：光、色素、酶场所：物质变化水的光解：ATP的合成：叶绿体类囊体薄膜上H2OH++O2

光叶绿体中的色素ADP＋Pi＋光能ATP酶光能1.光反应阶段能量转变：ATP、NADPH中活跃的化学能产物：NADPH、O2、ATPNADP+＋H+＋2e-

NADPH当前第31页\共有56页\编于星期二\17点CO2+H2O(CH2O)+O2当前第32页\共有56页\编于星期二\17点暗反应中CO2是如何转变为糖类？阅读课本P104,第二、三自然段，回答以下问题1.卡尔文实验的方法？3.生成的C3【三碳化合物】进行的反应？如何反应？结合卡尔文的探究发现过程，构建C元素转移途径模型【3个反应物与生成物之间关系】2.

从外界吸收的CO2进行的反应？如何反应？【用反应式表示】CO2的固定：CO2的还原（三碳化合物的还原）C5的生成同位素示踪法当前第33页\共有56页\编于星期二\17点CO2

五碳化合物

C5

CO2的固定三碳化合物

2C3C3的还原叶绿体基质多种酶H2O类囊体膜酶Pi

＋ADPATP[NADPH]糖类卡尔文循环当前第34页\共有56页\编于星期二\17点H2O

①水的光解O2NADPHADP+Pi

酶②ATPco2C5光反应2c3①固定供氢酶酶供能②还原(CH2O)糖类多种酶参加催化暗反应能量转化:光能ATP活跃化学能稳定化学能光能三、光合作用的过程当前第35页\共有56页\编于星期二\17点条件：不需光，需多种酶场所：叶绿体基质物质变化CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的还原：ATP中活跃的化学能2.暗反应阶段C3+NADPH(CH2O)酶ATPADP+Pi能量转变：有机物中稳定的化学能产物：（CH2O

）、ADP、PiC5当前第36页\共有56页\编于星期二\17点

联系比较光反应、暗反应光反应阶段暗反应阶段条件场所物质变化能量变化光、色素、酶不需光、酶、NADPH、ATP叶绿体类囊体膜叶绿体基质中水的光解；ATP的形成CO2的固定；C3的还原

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ADP和Pi【紧密联系，密不可分】。当前第37页\共有56页\编于星期二\17点H2OO2NADPHADP+PiATPCO22C3C5(CH2O)糖类光合作用的过程当前第38页\共有56页\编于星期二\17点三、光合作用的过程1.写出图中序号代表的物质或过程:当前第39页\共有56页\编于星期二\17点①______②____③___④______⑤_______⑥________NADPHATPCO2(CH2O)光反应暗反应当前第40页\共有56页\编于星期二\17点2.光反应阶段:(1)场所:叶绿体的___________。(2)条件:___、_____和有关的___。(3)物质变化:①水的光解:H2O____+_______②ATP的合成:ADP+Pi+能量____。(4)能量变化:将_____转变为活跃的_______。类囊体薄膜光色素酶O22NADPHATP光能化学能当前第41页\共有56页\编于星期二\17点3.暗反应阶段:(1)场所:叶绿体内的___________中。(2)条件:___的催化。(3)物质变化:①CO2的固定:CO2+C52C3②C3的还原:C3(CH2O)C3C5叶绿体基质酶当前第42页\共有56页\编于星期二\17点(4)能量变化:____中活跃的化学能转变为有机物中______________。ATP稳定的化学能当前第43页\共有56页\编于星期二\17点光合作用原理的应用影响光合作用强度的因素？

光合作用强度：植物通过光合作用在单位时间、单位面积上制造的糖类的数量

CO2+H2O（CH2O）+O2光能叶绿体主要外界影响因素：CO2的浓度，光照强度、温度的高低、必需矿物质元素，水分等。内部因素：叶绿体（光合色素、酶）数量当前第44页\共有56页\编于星期二\17点H2OO2NADPHADP+PiATPCO22C3C5(CH2O)糖类光合作用的过程当前第45页\共有56页\编于星期二\17点条件C3C5NADPH和ATPCH2O含量光照由强到弱CO2供应不变光照由弱到强CO2供应不变CO2由充足到不足光照强度不变CO2由不足到充足光照强度不变环境因素变化对光合作用中物质的影响增加减少减少减少减少增加增加增加减少增加增加减少增加减少减少增加当前第46页\共有56页\编于星期二\17点图中A点表示：

。CO2浓度达到植物所需的最大值，光合速率不再上升BCDCO2浓度：当前第47页\共有56页\编于星期二\17点①光合作用是在

的催化下进行的，温度直接影响

；②B点表示：

；③BC段表示：

；

酶的活性酶此温度条件下，光合速率最高超过最适温度，光合速率随温度升高而下降温度：通过影响酶的活性而影响光合作用，主要制约暗反应当前第48页\共有56页\编于星期二\17点光合作用与呼吸作用当前第49页\共有56页\编于星期二\17点光合作用反应式：

呼吸作用反应式：当前第50页\共有56页\编于星期二\17点线粒体

叶绿体１２３ＣＯ２Ｏ２４５６Ｏ２ＣＯ２Ｏ２ＣＯ２外界环境当前第51页\共有56页\编于星期二\17点当前第52页\共有56页\编于星期二\17点①图中A点含义：