高中生物浙科版（2019）必修一3.5光合作用将光能转化为化学能课件(共42张PPT)

(共42张PPT)
光合作用将光能转化为化学能
光合作用：是绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化为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
光照
还原
氧化
光合作用概述
6CO2+12H2O C6H12O6 +6O2+ 6H2O
光
叶绿体
代表生物：绿色植物、蓝藻和某些细菌
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。
光合作用是否一定在叶绿体内发生？
不是，有酶和色素即可。
光合作用在叶绿体中进行
①＿＿＿
④＿＿
③＿＿＿
②＿＿
内外膜
基质
类囊体
基粒
叶绿体结构图
主要分布在绿色植物的叶肉细胞
外膜
内膜
基粒
由类囊体堆叠而成，
基质
含多种光合作用所必需的酶
透明，有利于光线的透过
在类囊体薄膜上存在着与光合
作用有关的酶和色素
光合色素的提取与分离
材料试剂
新鲜绿色叶片
95%乙醇 SiO2 CaCO3 层析液
实验原理
提取：叶绿体中的色素易溶于丙酮、石油醚等有机溶剂.
分离：不同的色素在层析液中溶解度不同,在滤纸上的扩
散速度也不同（溶解度高—扩散得快）.
色素提取的过程：
1.烘干、研磨：
2.过滤：
（研钵）菠菜叶
二氧化硅:
95%乙醇:
碳酸钙:
为了研磨充分
保护叶绿素分子不被破坏
溶解色素
尼龙布：
小玻璃漏斗
减少色素吸附
3.制备滤纸条
4.点样
长10 cm
宽1 cm
一是越细越齐越好
要求：
二是待干燥后再重复2-3次
（避免色素带重叠）
（增加色素的量）
滤纸条剪去两角：
层析液同步到达滤液细线
5.分离色素
A、滤纸条要斜靠烧怀壁
B、不能让层析液没及滤液细线
要求：
（色素会溶解在层析液中）
C、试管加软木塞
光合色素的提取与分离
色素含量: 叶绿素a＞叶绿素b
叶黄素＞胡萝卜素
叶绿素约占
类胡萝卜素约占 1/4
溶解度: 胡萝卜素＞叶黄素＞
叶绿素a＞叶绿素b
色素吸收、传递、 转化光能
胡黄ab
400
500
600
700
波长/nm
叶绿体色素吸收光谱
叶
绿
素a
叶
绿
素
b
类胡萝卜素
吸收光谱
吸光率
叶绿素主要吸收蓝紫光和红光；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光
1.温室栽培胡萝卜，用什么颜色的玻璃做顶棚更能提高产量（ ）
A.红色 B.无色 C.绿色 D.蓝紫色
2.下图是小球藻进行光合作用示意图，图中物质A与物质B的分子量之比是（　 ）
H218O
C18O2
A
H2O
CO2
B
光照射下的小球藻
D
A.1:2
B.2:1
C.9:8
D.8:9
B
2.分别在A、B、C三个研钵中加2克剪碎的新鲜菠菜叶，并按下表所示添加试剂，以研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液，即：深绿色、黄绿色、几乎无色。
处理 A B C
二氧化硅 + + +
碳酸钙 - + +
95%乙醇 + - +
蒸馏水 - + -
问：
A处理得到的溶液颜色是 原因是
B处理得到的溶液颜色是 原因是
C处理得到的溶液颜色是 原因是
黄绿色
几乎无色
深绿色
部分叶绿素受到破坏
叶绿素不溶于水
大量叶绿素溶于乙醇中
根据反应过程中是否有光的直接参与
光反应：直接需要光
碳反应：不需要光直接参与
光反应将光能转化为化学能
并产生氧气
光反应
氧气、ATP、NADPH
类囊体膜中
ADP+Pi
+
能量
酶
ATP
NADP++H++2e-
酶
NADPH
2H2O
光
4H++4e-+O2
场所：
产物：
物质变化：
能量变化：
条件：
光能 电能 ATP、NADPH中活跃
化学能
光、色素、酶
碳反应将二氧化碳还原成糖
碳反应
场所：
原料：
物质变化：
能量变化：
叶绿体基质
RuBP、CO2、NADPH、ATP
3C5
6三碳糖
三碳糖
5个
1个
（RuBP再生）
co2+ C5
酶
2C3
酸（CO2的固定）
2三碳酸
酶
2三碳糖
ATP、NADPH
（三碳酸的还原）
CO2
C5
C3
2
C3
2
五碳糖 RuBP
三碳酸
CO2的固定
ATP
ADP+Pi
NADPH
NADP+
在叶绿体内或运到叶绿体外被利用
三碳糖
三碳酸的还原
多种酶
五碳糖再生
（5/6）
（1/6）
ATP、NADPH中活跃化学能
糖类等有机物中的稳定化学能
卡尔文循环
生成一个C6H12O6要几个二氧化碳？
？
光合产物在细胞中的利用
3次卡尔文循环输出
1分子三碳糖
在叶绿体内合成淀粉、蛋白质、脂质
大部分运出叶绿体外合成蔗糖
光反应阶段与碳反应阶段的比较
项目 光反应阶段 碳反应阶段
区 别 场所
条件
物质变化
能量转化
类囊体薄膜
叶绿体基质
光、色素、酶
多种酶、NADPH和ATP
光能 电能→ATP、NADPH中活跃的化学能
ATP、NADPH中活跃的化学能
有机物中稳定的化学能
2H2O→4H+ +O2+4e-
NADP+ +H+ +2e-→NADPH
ADP+Pi+能量→ATP
联 系 光反应为碳反应提供ATP和NADPH
碳反应为光反应提供ADP和NADP+
CO2→三碳糖
ATP→ADP+Pi+能量
NADPH→NADP++H++2e-
练习巩固
三碳酸还原中还原剂_______，提供能量的是____________
光反应为碳反应提供______________
ATP转移方向____________________
ADP转移方向____________________
形成1个三碳糖需要CO2__________，卡尔文循环______
NADPH
ATP、NADPH
ATP、NADPH
类囊体薄膜→叶绿体基质
叶绿体基质→类囊体薄膜
3个
3轮
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
H2O
B
A
C
D
E+Pi
F
G
CO2
J
H
I
O2
水
NADPH
基质
C3的还原
ATP
色素吸收的光能
光反应
NADPH和ATP
叶绿体处于不同条件下C3、C5、NADPH、ATP以及糖类合成量的动态变化
条件 C3 C5 NADPH、ATP 糖类合成量
停止光照、 CO2供应不变
突然光照、 CO2供应不变
光照不变、 停止CO2供应
光照不变、 CO2供应增加
增加
光照和CO2不变、CH2O输出受阻
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
增加
减少
增加
减少
光合作用受环境因素的影响
光照
温度
水分
矿物质
…
CO2浓度
环境因素对光合速率的影响
光合速率：又称光合强度，是指一定量的植物（如一定的叶面积）在单位时间内进行多少光合作用。
表示方法：产生氧气量/单位时间或
消耗二氧化碳的量/单位时间
真正光合速率 = 表观光合速率 + 呼吸速率
图4
影响因素：光照强度、温度、CO2浓度、水分、
矿质元素等。
6CO2+12H2O C6H12O6 +6O2+ 6H2O
光
叶绿体
环境因素对光合速率的影响
1.光照强度对光合速率的影响
光照强度
0
吸收量
CO2
C2
A
B
C1
c
a
b
m
3.5 光合作用
图4
图1
图3
图2
牛刀小试
棉花的光强度与光合作用强度之间的关系如右下图所示，该曲线是实测一片叶子在不同光强度条件下的CO2吸收和释放的情况。你认为下列四个选项中，细胞中发生的情况与曲线中A、B、C三点相符的是（ ）
A.①②③　　　　　　B.②③①
C.②③④ D.①②④
A
B
光照强度
0
吸收
CO2
阳生植物
阴生植物
B：光补偿点
C2：光饱和点
应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。
C1
光补偿点、光饱和点：阳生植物 阴生植物
>
C2
2.温度对光合速率的影响
温度
光合速率
0
A
农业生产启示：①适时播种；②温室栽培植物时，白天应适当提高温度，晚上适当降低温度。
牛刀小试
温度是影响光合作用的重要环境因素，下列关于温度对光合作用影响的叙述，不正确的是（ ）
A.温度对光合作用的影响是通过影响酶的活性实现的
B.温度降到0℃仍有植物进行光合作用
C.温度对不同植物的光合速率影响不同
D.温度影响碳反应对光反应没有影响
3.CO2浓度对光合速率的影响
a
c
b
d
e
CO2的浓度
光合速率
c'
农业生产启示：温室栽培植物时适当提高室内CO2浓度，如放一定量的干冰或有机肥。
4.水分对光合速率的影响
农业生产启示：合理浇灌。
缺水时植物气孔关闭，影响二氧化碳进入叶肉细胞；缺水，则叶片淀粉水解减弱，糖类堆积，光合产物输出缓慢。
因此，植物体水分减少会使光合速率下降。
5.必需矿质元素的供应
农业生产启示：施用多种类型化肥。
①N：是各种酶、ATP和NADPH的重要组成元素。
②P：是叶绿体膜、ATP和NADPH的重要组成元素。
③K：影响糖类的合成和运输。
④Mg：是叶绿素的重要组成元素。
6.多因子对光合速率的影响
农业生产启示：温室栽培时，在一定光强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，可提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加光强度或CO2浓度以提高光合速率。
牛刀小试
1.下图为光合强度与光照强度之间关系的曲线，光照强度在B点时，限制光合作用强度进一步升高的因素是（ ）
①光照强度 ②CO2浓度 ③温度
A．②③ B．①③ C．①②
光照强度
A
B
光
合
强
度
牛刀小试
2.已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是
25℃，30℃，如图曲线表示该植物在20℃时光合强度（用CO2量表示）与光照强度的关系。若将温度
调节到25℃，从理论上讲，图中相应点的移动分别
是（ ）
A.a上移，b左移，m值增加
B.a不移，b左移，m值不变
C.a上移，b右移，m值下降
D.a下移，b不移，m值上升
光
合
强
度
m
0
a
b
光照强度
牛刀小试
3.一个生物兴趣小组研究了矿质元素含量、光强度和温度对光合作用的影响，下面是一位同学根据实验结果绘制的一组曲线，你认为不正确的是（　　）
牛刀小试
4.光照强度和CO2浓度是影响光合作用的两个主要外界因素，下图是北方夏季一天中棉花叶片光合作用强度的变化曲线，请指出正确的图解是（　　）
午休现象：当温度升高时，植物的蒸腾作用加快，植物为了保住水分关闭叶片上气孔，导致二氧化碳吸收受阻，植物停止光合作用。
C-4植物能利用叶肉细胞间隙的低浓度CO2进行光合作用，所以光合作用不受影响，而C-3植物则不能，光合效率降低。
总结
1.光合作用的概述。
2.光合色素的提取与分离。
3.光反应和碳反应。
4.环境因素对光合速率的影响。
谢 谢