高中生物光合作用课件

光与光合作用能量之源叶绿体中的色素实验——绿叶中色素的提取和分离实验原理：提取(无水乙醇)、分离(层析液)目的要求：绿叶中色素的提取和分离及色素的种类材料用具：新鲜的绿叶、定性滤纸等、无水乙醇等方法步骤：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.观察和记录讨论：1.滤纸条上色带的数目、排序、宽窄？2.滤纸条上的滤液细线，为什么不能触及层析液？(三)方法与步骤称取5g左右的鲜叶，剪碎，放入研钵中。加少许的石英砂（充分研磨）和碳酸钙(中和细胞中的酸，防止镁从叶绿素分子中移出)与10ml无水乙醇。在研钵中快速研磨(防止酒精挥发)。将研磨液进行过滤。功能:(色素)捕获光能的色素叶黄素胡萝卜素叶绿素a叶绿素b(含量约占1/4)类胡萝卜素(含量约占3/4)叶绿素吸收、传递、转化（少数处于特殊状态的叶绿素a）光能，用于光合作用。滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？叶绿体中的色素提取液四种色素对光的吸收叶绿素主要吸收___________类胡萝卜素主要吸收________蓝紫光蓝紫光、红光思考1、春夏叶片为什么是绿色？而秋天树叶为什么会变黄？2、P97问题探讨？1880年恩格尔曼的实验隔绝空气黑暗，用极细光束照射完全暴露在光下水绵和好氧细菌的装片结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。光合作用需要光照结果：一是选用水绵用为实验材料，便于观察和分析研究；二是将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除环境中光线和氧的影响；三是选用极细的光束照射，并且用好氧细菌进行检测，从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位；四是进行黑暗和曝光的对比实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的。讨论：恩吉尔曼的实验结果是什么？得出此结论的理由是什么？结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。因为好氧细菌只集中在叶绿体受光部位的周围。

恩吉尔曼的实验在设计上的巧妙之处是：

叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，分布了许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用的酶。恩吉尔曼实验的结果分析：这一巧妙的实验说明了什么？叶绿体中的色素对不同波长的吸收的强度不同，主要吸收红光与蓝紫光，几乎不吸收绿光积极思维二、光合作用的原理和应用光合作用的定义绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O转化成储存能量的有机物，并释放出O2的过程。光合作用的探究历程（P101－102）回眸光合作用的的探究历程1771年，英国普利斯特利（J.Priestly)1779年，荷兰英格毫斯（J.Ingen-housz)1845年，德国梅耶（R.Mayer)1864年，德国萨克斯（J.VonSachs)1939年，美国鲁宾(S.Ruben)和卡门(M.Kamen)1948年，美国卡尔文（M.Calvin)结论：水分是植物建造自身的原料。17世纪海尔蒙特栽培的柳树实验结论：植物可以更新空气有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结果，所以有人认为植物也能使空气变污浊？1779年，荷兰的英格豪斯普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功；植物体只有绿叶才能更新空气。到1785年，发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的是O2，吸收的是CO2。水二氧化碳氧气光？光能化学能储存在什么物质中？德国梅耶一半曝光，一半遮光在暗处放置几小的叶片萨克斯的实验暗处理光照脱色结论:绿色叶片在光合作用中产生了淀粉思考：该实验还能得出其他结论吗？第一组光合作用产生的O2来自于H2O。H2180C02H20C18O2第二组180202美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）结论光合作用产生的有机物又是怎样合成的？美国卡尔文用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C的去向，称为卡尔文循环。总结光合作用的反应式CO2＋H2O（CH2O）＋O2光能叶绿体反应物、条件、场所、生成物糖类6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O光能叶绿体6CO2+12H2O光能叶绿体C6H12O6+6H2O+6O2元素来龙去脉光合作用完整反映式(计算式)光合作用过程光反应暗反应划分依据:反应过程是否需要光能光反应在白天可以进行吗？夜间呢？暗反应在白天可以进行吗？夜间呢？有光才能反应有光、无光都能反应色素分子可见光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[H]多种酶酶C6H12O6+H2OCO2吸收光解能固定还原酶光反应暗反应光合作用的过程问题3：光合作用怎样进行？表一光合作用的过程光反应暗反应叶绿体内囊体的薄膜上叶绿体基质中叶绿体色素、酶、光能酶H2O、ADP、Pi、NADP+CO2、C5、ATP、NADPHCO2+C52C3酶H2Oe+H++O2酶ADP+Pi+能量ATP酶2C3C5+（CH2O）ATPADP+PiNADPHNADP+酶NADP++H++能量

NADPH酶光能转变为ATP、NADPH中的化学能ATP、NADPH中的化学能转变为贮存在有机物中的化学能O2、ATP、NADPH（CH2O）、ADP、Pi、NADP、C5ATPNADPHADP、PiNADP+无机物有机物光化学有机物三、影响光合作用的环境因素及其原理的应用（一）光照光合作用的指标是光合作用强度（光合速率）.光合作用强度：指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量(常以CO2的吸收量来表示）1。光照强弱：在一定光照强度范围内光合作用强度随光照强度的增强而增强。光照达到一定强度后，光合作用达最大值而不再增加。CO2吸收量CO2释放量OABC光照强度阳生植物cab...阴生植物光补偿点:此时主要受光反应产物的限制光饱和点光补偿点光饱和点此时主要受暗反应中酶的活性、CO2供应量的限制如果我们同时测定其呼吸速率，把它加到表观光合速率上去，则得到真正光合速率

真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率应用：合理密植，阳生植物和阴生植物适时适地种植、温室大棚经常保持最佳透光度、人工光照等。CO2吸收量CO2释放量OABC光照强度表观光合速率真正光合速率一般测定光合速率的方法都没有把叶子的呼吸作用考虑在内，所以测定的结果实际是光合作用减去呼吸作用的差数，叫做表观光合速率或净光合速率。实验探究光照强弱对光合作用强度的影响1.材料用具：打孔器，注射器，40W台灯，烧杯，绿叶(如菠菜叶片)。2.方法步骤（1）取生长旺盛的绿叶，用直径为1em的打孔器打出小圆形叶片30片(注意避开大的叶脉)。（2）将小圆形叶片置于注射器内，并让注射器吸人清水，待排出注射器内残留的空气后，用手堵住注射器前端的小孔并缓缓拉动活塞，使圆形叶片内的气体逸出。这一步骤可重复几次。（3）将内部气体逸出的小圆形叶片，放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。这样的叶片因为细胞间隙充满了水，所以全都沉到水底。（4）取3只小烧杯，分别倒入20ml富含二氧化碳的清水(事先可用口通过玻璃管向清水内吹气)。（5）分别向3只小烧杯中各放入10片小圆形叶片，然后分别对这3个实验装置进行强、中、弱三种光照(3盏40W台灯分别向3个实验装置照射，光照强弱可通过调节台灯与实验装置间的距离来决定)。（6）观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量(依次为：多、中、少)。

该实验证明光照强光合作用的强度大，光照弱光合作用的强度小。2。光的成分：建造温室大棚一般无色而不用绿色玻璃或塑料薄膜。深水中绿藻、红藻和褐藻等生活在不同的水层。光合作用中的化学反应都是在酶的催化作用下完成，而温度直接影响酶的活性。所以不同植物都有一个最适光合作用温度。50℃以上光合作用停止。3。光照时间：光照时间越长，光合作用合成的有机物越多。应用：通过轮作提高复种指数，延长全年内单位面积上绿色植物的光合作用时间，以提高产量。01020304050℃温度光合速率。。。CBA应用：适当增大昼夜温差。白天调控光合作用的最适温度，提高光合作用强度，增加有机物的合成。晚上适当降低温度，以降低细胞呼吸，减少有机物消耗，保证植物有机物的积累。增施有机肥，以提高土壤温度。（二）温度：是光合作用的原料。主要影响暗反应过程。一般来说，在一定的范围内，植物光合作用的强度随CO2浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度就不再增加或增加很少，这时的CO2浓度称为CO2的饱和点。原因是受光反应的产物[H]和ATP的数量限制。0CO2浓度光合速率。A（三）CO2浓度：CO2补偿点:在此CO2浓度条件下，植物通过光合作用吸收的CO2与植物呼吸作用释放的CO2相等CO2的饱和点CO2补偿点B.①图中A点含义：

；②B点含义：

；③C点表示：

；④若甲曲线代表阳生植物，则乙曲线代表

植物。

光照强度为0，只进行呼吸作用光合作用与呼吸作用强度相等，称为光补偿点光合作用强度不再随光照强度增强而增强，称为光饱和点阴生2.CO2浓度：光合作用的原料之一适当提高空气中CO2浓度，促进暗反应进行思考：夏天正午气孔关闭时C3、C5、ATP、[H]的含量会怎么变化？C3C5、ATP、[H]↓↑光合速率思考：如果其它条件正常，突然停止CO2供应，C3、C5、ATP、[H]的含量会怎么变化？C3减少、C5增加、ATP增加、[H]增加应用：大田作物合理密植——正其行，通其风、增施有机肥和碳酸氢铵，温室栽培时增施有机肥和碳酸氢铵、适时通风透气、放置干冰、与禽畜舍相通等，都是为提高CO2浓度以提高光合作用强度Mg是构成叶绿素的元素，N是构成叶绿素、酶、ATP的元素，P是构成ATP的元素，K影响光合作用产物的运输。应用：合理施肥、换茬轮作，地膜覆盖，减少矿物质流失（四）矿质元素：（五）水：既是光合作用的原料，又可影响叶片气孔的开闭，进而影响叶片吸收CO2。夏季晴朗天的午后，光照很强，但光合作用反而减弱，原因就在于此。应用：合理灌溉、培育抗旱作物优良品种有些植物叶片的上下表皮都有气孔，但下表皮数量多于上表皮。有些植物叶片的气孔只分布于下表皮（夹竹桃），浮水植物气孔只分布于上表皮，沉水植物叶片无气孔，都是对生存环境的适应。1.为生物生存提供了物质来源和能量来源；2.维持了大气中O2和CO2的相对稳定；3.对生物的进化有直接意义。(1)使还原性大气→氧化性大气(2)使有氧呼吸生物得以发生和发展(3)形成臭氧层，过滤紫外线，使水生生物登陆成为可能

四、光合作用的意义六、光合作用和呼吸作用的比较比较项目光合作用细胞呼吸区别场所叶绿体细胞质基质和线粒体进行条件需光，含叶绿素细胞与光无关，活细胞时刻进行物质变化CO2+H2O→糖类为主的有机物有机物→无机物（CO2、H2O）能量变化光能→ATP活跃化学能→有机物中稳定化学能有机物中稳定化学能→ATP活跃化学能和热能中间产物C3丙酮酸影响因素光照、温度、CO2浓度O2浓度、温度、CO2浓度

联系光合作用为细胞呼吸提供了物质基础——有机物和氧气，细胞呼吸过程中释放的能量是光合作用转化光能储存于有机物中的。细胞呼吸产生的CO2（H2O）为光合作用提供了原料，为光合作用的正常进行提供能量（光合作用有关酶的合成、产物的运输等）。自养生物：能够直接把从外界环境摄取的无机物转变成为自身的组成物质(有机物)，并储存了能量的一类生物。如：绿色植物、少数细菌化能合成作用异养生物：不能直接利用无机物制成有机物，只能把从外界摄取的现成的有机物转变成自身的组成物质，并储存了能量的一类生物。如：人、动物、真菌及大多数细菌

能够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的合成作用例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌化能合成作用2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量硝化细菌2HNO2+O22HNO3+能量硝化细菌6CO2+6H2O2C6H12O6+6O2能量酶不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光，即红藻反射出了红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄色的光。水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于对蓝、绿部分的吸收，即到达深水层的光线是相对富含短波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方3.下图－1表示玫瑰（阳生植物）和人参（阴生植物）光合作用强度与光照强度的关系。图－2表示玫瑰在不同浓度环境条件下光合速率受光照强度影响的变化曲线。请分析回答;CO2吸收量CO2释放量Oab光照强度图－1cABCO2吸收量de光照强度1％浓度CO20·03％浓度CO2f图－2（1）曲线——表示人参光合作用强度与光照强度的关系。在较长时间连续阴雨环境中生长受到显著影响的植物是——————。B玫瑰（2）图－1中a点表示_________________________________________,b点表示_________c点时，叶绿体中ADP的移动方向是_________________________。(3)图－2中，在f点限制光合作用强度的因素是__________________.CO2吸收量CO2释放量Oab光照强度图－1cABCO2吸收量de光照强度1％浓度CO20·03％浓度CO2f图－2在无光条件下植物只进行细胞呼吸，释放CO2光补偿点从叶绿体基质向类囊体薄膜方向移动CO2浓度和细胞内酶的数量等AB段：因为没有CO2，只进行光反应，所以无有机物积累BC段：因为AB段为暗反应提供了ATP和[H]，加之CO2供给，暗反应能够进行，有机物合成率上升CD段：因无光不能进行光反应，随着光反应产物的不断消耗，暗反应逐渐减弱，有机物合成率逐渐降低时间有光照无CO2有机物合成率CD黑暗、有CO2AB例：下图是一个研究光合作用过程的实验，实验前溶液中加入ADP，磷酸盐、叶绿体等，实验时按图示控制进行，并不断测定有机物合成率，用此数据绘成曲线。请你用已学的光合作用知识，解释曲线形成的原因。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——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练习2.光合作用过程中，产生ADP和消耗ADP的部位在叶绿体中依次为()①外膜②内膜③基质④类囊体膜A．③②B．③④C．①②