5.4 能量之源——光和光合作用(过程原理应用）第二课时 课件(共97张PPT)

(共97张PPT)
叶绿体
光能
反应物、条件、场所、生成物
糖类
CO2＋H2O （CH2O）＋O2
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。
光反应阶段；
暗反应阶段。
光反应阶段
类囊体膜
光反应阶段
类囊体膜
光
光反应阶段
[H]
H2O
类囊体膜
光
O2
光反应阶段
[H]
H2O
类囊体膜
光
O2
[H]进入叶绿体基质，参与暗反应
酶
光反应阶段
H2O
类囊体膜
光
[H]
O2
[H]进入叶绿体基质，参与暗反应
酶
Pi＋ADP
ATP
光反应阶段
H2O
类囊体膜
光
[H]
O2
[H]进入叶绿体基质，参与暗反应
酶
Pi＋ADP
ATP
光反应阶段
H2O
类囊体膜
ATP供暗反应使用
光
[H]
O2
[H]进入叶绿体基质，参与暗反应
ADP+Pi+能量(光能) ATP
条件：
物质变化
能量变化
场所：
叶绿体内的类囊体薄膜上
光、色素、酶
水的光解：
ATP的合成：
H2O [H] + O2
光能
酶
(还原剂)
光能转变为ATP中活跃的化学能
光反应阶段
酶
Pi＋ADP
ATP
H2O
类囊体膜
叶绿体基质，多种酶
光
[H]
暗反应阶段
五碳化合物C5
酶
Pi＋ADP
ATP
H2O
类囊体膜
叶绿体基质，多种酶
光
[H]
暗反应阶段
五碳化合物C5
酶
Pi＋ADP
ATP
H2O
类囊体膜
CO2
叶绿体基质， 多种酶
光
[H]
暗反应阶段
五碳化合物C5
酶
Pi＋ADP
ATP
H2O
类囊体膜
三碳化合物
2C3
CO2
叶绿体基质， 多种酶
光
[H]
暗反应阶段
五碳化合物C5
酶
Pi＋ADP
ATP
H2O
类囊体膜
三碳化合物
2C3
CO2
叶绿体基质， 多种酶
光
[H]
CO2固定
暗反应阶段
酶
Pi＋ADP
ATP
H2O
类囊体膜
CO2
叶绿体基质， 多种酶
光
[H]
五碳化合物C5
三碳化合物
2C3
CO2固定
暗反应阶段
酶
Pi＋ADP
ATP
H2O
类囊体膜
CO2
糖类
叶绿体基质， 多种酶
光
[H]
五碳化合物C5
三碳化合物
2C3
CO2固定
暗反应阶段
酶
Pi＋ADP
ATP
H2O
类囊体膜
CO2
糖类
叶绿体基质， 多种酶
光
[H]
五碳化合物C5
三碳化合物
2C3
CO2固定
暗反应阶段
酶
Pi＋ADP
ATP
H2O
类囊体膜
CO2
糖类
C3的还原
叶绿体基质， 多种酶
光
[H]
五碳化合物C5
三碳化合物
2C3
CO2固定
暗反应阶段
酶
Pi＋ADP
ATP
H2O
类囊体膜
CO2
糖类
卡尔文循环
C3的还原
叶绿体基质， 多种酶
光
[H]
五碳化合物C5
三碳化合物
2C3
CO2固定
暗反应阶段
2C3 (CH2O)
C3的还原：
叶绿体的基质中
场所：
条件：
物质变化
ATP中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能。
能量变化
[H] 、ATP、酶
暗反应阶段
CO2的固定：
CO2+C5 　2C3
酶
酶
ADP+Pi
[H], ATP
糖类
光反应阶段 暗反应阶段
条件
场所
物质变化
比较光反应、暗反应
光反应阶段 暗反应阶段
条件 光，色素，酶
场所
物质变化
比较光反应、暗反应
光反应阶段 暗反应阶段
条件 光，色素，酶 酶、[H]、ATP
场所
物质变化
比较光反应、暗反应
光反应阶段 暗反应阶段
条件 光，色素，酶 酶、[H]、ATP
场所 叶绿体 类囊体膜
物质变化
比较光反应、暗反应
光反应阶段 暗反应阶段
条件 光，色素，酶 酶、[H]、ATP
场所 叶绿体 类囊体膜 叶绿体基质中
物质变化
比较光反应、暗反应
光反应阶段 暗反应阶段
条件 光，色素，酶 酶、[H]、ATP
场所 叶绿体 类囊体膜 叶绿体基质中
物质变化 水的光解； ATP的生成
比较光反应、暗反应
光反应阶段 暗反应阶段
条件 光，色素，酶 酶、[H]、ATP
场所 叶绿体 类囊体膜 叶绿体基质中
物质变化 水的光解； ATP的生成 CO2的固定； C3的还原
比较光反应、暗反应
光反应阶段 暗反应阶段
能量变化
联系
光反应阶段 暗反应阶段
能量变化 光能→ATP中活跃化学能
联系
光反应阶段 暗反应阶段
能量变化 光能→ATP中活跃化学能 ATP中活跃化学能→有机物中稳定化学能
联系
光反应阶段 暗反应阶段
能量变化 光能→ATP中活跃化学能 ATP中活跃化学能→有机物中稳定化学能
联系 　　光反应是暗反应的基础，为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi
色素分子
可见光
C5
2C3
ADP+Pi
ATP
2H2O
O2
4[H]
多种酶
酶
(CH2O)
CO2
吸收
光解
能
固定
还原
酶
光反应
暗反应
光合作用总过程：
产物和原料的对应关系：
（CH2O）
C
H
O
CO2
CO2
H2O
O2
H2O
能量的转移途径：
碳的转移途径：
光能
ATP中活跃的化学能
(CH2O)中稳定的化学能
CO2
C3
（CH2O）
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↓
C3还原 受阻
C3 ↑
C5 ↓
CO2 ↓
CO2固 定停止
C3 ↓
C5 ↑
光合作用的实质
物质变化：
　　无机物合成有机物
能量变化：
　　光能转变为化学能
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
光合作用的意义
异养生物
营养类型
自养生物
只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。例如人、动物、真菌及大多数的细菌。
能以CO2和H2O(无机物)为原料合成糖类(有机物)的生物。例如绿色植物。
异养生物
营养类型
自养生物
光能自养生物
化能自养生物
光合作用
光能自养生物
以光为能源，以CO2和H2O(无机物)为原料合成糖类(有机物)，糖类中储存着由光能转换来的能量。例如绿色植物。
化能合成作用
化能自养生物
利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。少数的细菌，如硝化细菌。
2HNO2＋O2
硝化细菌
2HNO3＋能量
2NH3＋3O2
硝化细菌
2HNO2＋2H2O＋能量
硝化细菌
CO2＋H2O
(CH2O)＋O2
硝化细菌的化能合成作用过程:
化能合成作用
所需的能量来源不同(光能、化学能)
又称光合作用强度，是指一定量的植物(如一定的叶面积)在单位时间内释放的氧气（制造糖类）或吸收的二氧化碳。
光合速率:
CO2 +H2O （CH2O）+ O2
光照
叶绿体
影响光合作用强度的因素？
环境中影响光合作用强度的因素
实验原理：
利用真空渗水法排除叶片细胞间隙中的气体，使其沉入水中。在光合作用的过程中植物吸收CO2并排出O2，产生O2的多少与光合作用的强度密切相关，O2溶解度很小，积累在细胞间隙从而使下沉的叶片上浮。因此可依据一定时间内叶片上浮的数量，来比较光合作用的强弱。
实验步骤：
1、用打孔器打出大小相等的圆叶片若干片（避开叶的主脉）。
2. 用注射器连抽几次抽出叶片中的气体，使叶片沉入水底。
3.将气体逸出的叶片放入一次性杯中保存
4.将3个烧杯编号后，分别加入40ml相应溶液，并各放入10片抽去气体的叶片 。
5.按实验记录表进行操作
烧杯
编号 处理条件 5分钟上浮数 10分钟上浮数 15分钟上浮数
1 距40W台灯15cm,
2%NaHCO3溶液，
室温 1 5 9
2 距40W台灯25cm，
2%NaHCO3溶液，
室温 0 2 5
3 距40W台灯15cm，
清水，
室温 0 0 0
光照强度
光合作用速率
O
CO2浓度保持不变
在一定范围内，光合作用的速率随光照强度的增强而加快；但光照强度增加到一定强度，光合作用速率不再加快。
影响光合作用强度的因素
1、光照强度
　　真正光合速率=净光合速率+呼吸速率
项目 表示方法
净光合速率（又称表观光合速率） O2的释放量、CO2的吸收量、
有机物的积累量
真正光合速率（又称实际光合速率） O2的产生量、CO2的固定量、
有机物的制造量
呼吸速率（黑暗中测量） CO2的释放量、O2的吸收量、
有机物的消耗量
在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度增大而加快，但达到一定浓度时，再增加CO2浓度，光合作用速率不再增加。
光合作用速率
O
光照强度保持不变
CO2浓度
2、CO2浓度
温度
CO2吸收或释放量
O
在一定范围内，光合作用速率随温度升高而加快；温度过高会使酶的活性下降， 从而使光合作用速率下降。
3、温度
4、必需矿质元素
矿质元素会直接或间接影响光合作用。氮是催化光合作用中各种酶及[H]和ATP的重要组成成分, 磷是[H]和ATP的重要组成成分，N、Mg、Fe、Mn等是叶绿素生物合成所必需的元素。糖类的合成和运输都需要K，P在维持叶绿体膜的结构和功能上起重要作用。
5、水
水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质。另外，缺水时使气孔关闭，影响CO2进入植物体，使光合作用速率下降，所以水对光合作用影响很大。
夏季中午，为什么有些植物的光合作用强度明显减弱？
光照过强，蒸腾作用过大，气孔关闭，CO2供应不足。
①图中A点含义：
②B点含义：
光合作用与呼吸作用强度相等。
光照强度为0，只进行呼吸作用。
　　③C点表示：
　　④若甲曲线代表阳生植物，则乙曲线代表________植物。
阴生
　　　 　光合作用强度不再随光照强度增强而增强
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
　　①光合作用是在___的催化下进行的，温度直接影响__________
酶的活性
酶
超过最适温度，光合速率随温度升高而下降
②B点表示
③BC段表示
此温度条件下，光合速率最高
延长光合作用时间
增加光合作用面积
增加光能利用率
提高光合作用效率
控制光照强弱
控制光质
控制温度
控制CO2供应
控制必需矿质元素供应　
控制H2O供应
提高复种指数（轮作）
温室中人工光照
合理密植
间作套种
通风透光
在温室中施有机肥，
使用CO2发生器
阴生植物
阳生植物
应用——提高农作物产量的措施
红光和蓝紫光
适时适量施肥
合理灌溉
保持昼夜温差
光合作用与呼吸作用的区别
光合作用 呼吸作用
原料
产物
能量转换
发生部位
发生条件
CO2、H2O
O2、葡萄糖等有机物
O2、葡萄糖等有机物
CO2、H2O等
贮藏能量的过程
光能→活跃的化学能→
稳定的化学能
释放能量的过程
稳定的化学能→
活跃的化学能
有叶绿体的细胞，叶绿体
活细胞，
线粒体、细胞质
光照下才可发生
光下、暗处都可发生
光合作用与细胞呼吸的联系
A
B
C
D
CO2
O2
CO2
O2
光合作用与细胞呼吸的联系
A
B
E
G
CO2
O2
CO2
O2
B
C
D
E+Pi
F
G
CO2
J
I
H2O
光
A
H
下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：
B
C
D
E+Pi
F
G
CO2
J
I
H2O
光
A
H
　　① 图中A是______，B是_______，它来自于______的分解。
B
C
D
E+Pi
F
G
CO2
J
I
H2O
光
A
H
　　① 图中A是______，B是_______，它来自于______的分解。
色素
B
C
D
E+Pi
F
G
CO2
J
I
H2O
光
A
H
　　① 图中A是______，B是_______，它来自于______的分解。
O2
色素
B
C
D
E+Pi
F
G
CO2
J
I
H2O
光
A
H
　　① 图中A是______，B是_______，它来自于______的分解。
O2
水
色素
B
C
D
E+Pi
F
G
CO2
J
I
H2O
光
A
H
　　② 图中C是_____，它被传递到叶绿体的______部位，用于_______________ ______________
B
C
D
E+Pi
F
G
CO2
J
I
H2O
光
A
H
　　② 图中C是_____，它被传递到叶绿体的______部位，用于_______________ ______________
NADPH
B
C
D
E+Pi
F
G
CO2
J
I
H2O
光
A
H
　　② 图中C是_____，它被传递到叶绿体的______部位，用于_______________ ______________
基质
NADPH
B
C
D
E+Pi
F
G
CO2
J
I
H2O
光
A
H
　　② 图中C是_______，它被传递到叶绿体的______部位，用于_______________ ______________
NADPH
基质
用作还原剂还原C3
和为暗反应供能
B
C
D
E+Pi
F
G
CO2
J
I
H2O
光
A
H
　　③ 图中D是______，在叶绿体中合成D所需的能量来自_______________。
B
C
D
E+Pi
F
G
CO2
J
I
H2O
光
A
H
　　③ 图中D是______，在叶绿体中合成D所需的能量来自_______________。
ATP
B
C
D
E+Pi
F
G
CO2
J
I
H2O
光
A
H
　　③ 图中D是______，在叶绿体中合成D所需的能量来自_______________。
ATP
色素吸收的光能
B
C
D
E+Pi
F
G
CO2
J
I
H2O
光
A
H
④ 图中G_____________，F是_______________，J是_________
B
C
D
E+Pi
F
G
CO2
J
I
H2O
光
A
H
④ 图中G_____________，F是_______________，J是_________
C5化合物
B
C
D
E+Pi
F
G
CO2
J
I
H2O
光
A
H
④ 图中G_____________，F是_______________，J是_________
C5化合物
C3化合物
B
C
D
E+Pi
F
G
CO2
J
I
H2O
光
A
H
④ 图中G_____________，F是_______________，J是_________
C5化合物
C3化合物
糖类
B
C
D
E+Pi
F
G
CO2
J
I
H2O
光
A
H
⑤ 图中的H表示_________，H为I提供_______________
B
C
D
E+Pi
F
G
CO2
J
I
H2O
光
A
H
⑤ 图中的H表示_________，H为I提供_______________
光反应
B
C
D
E+Pi
F
G
CO2
J
I
H2O
光
A
H
⑤ 图中的H表示_________，H为I提供_______________
光反应
NADPH和ATP
1. 在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉的是
　　A. [H] B. C5化合物 　　C. ATP D. CO2
B
1. 在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉的是
　　A. [H] B. C5化合物 　　C. ATP D. CO2
2. 将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的CO2条件下。如果将环境中CO2含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况依次是
A. 上升；下降；上升 B. 下降；上升；下降 C. 下降；上升；上升 D. 上升；下降；下降
C
2. 将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的CO2条件下。如果将环境中CO2含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况依次是
A. 上升；下降；上升 B. 下降；上升；下降 C. 下降；上升；上升 D. 上升；下降；下降
　　3. 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. ③② B. ③④
　　C. ①② D. ④③
　　3. 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. ③② B. ③④
　　C. ①② D. ④③
B
4. 在光合作用过程中，能量的转移途径是
　　A. 光能→ATP→叶绿素→葡萄糖
　　B. 光能→叶绿素→ATP→葡萄糖
　　C. 光能→叶绿素→CO2→葡萄糖
　　D. 光能→ATP→CO2→葡萄糖
4. 在光合作用过程中，能量的转移途径是
　　A. 光能→ATP→叶绿素→葡萄糖
　　B. 光能→叶绿素→ATP→葡萄糖
　　C. 光能→叶绿素→CO2→葡萄糖
　　D. 光能→ATP→CO2→葡萄糖
B
　　5. 若白天光照充足，下列哪种条件对农作物增产有利 　　A. 昼夜恒温25℃ 　　B. 白天温度25℃，夜间温度15℃ 　　C. 昼夜恒温15℃ 　　D. 白天温度30℃，夜间温度15℃
D
　　5. 若白天光照充足，下列哪种条件对农作物增产有利 　　A. 昼夜恒温25℃ 　　B. 白天温度25℃，夜间温度15℃ 　　C. 昼夜恒温15℃ 　　D. 白天温度30℃，夜间温度15℃
6. 下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是 　　A. 增大O2浓度 　　B. 增大CO2浓度 　　C. 增强光照 　　D. 调节室温
6. 下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是 　　A. 增大O2浓度 　　B. 增大CO2浓度 　　C. 增强光照 　　D. 调节室温
A