课件29张PPT。第4节 能 量 之 源——光与光合作用玉米的白化苗思 考为什么白化苗无法正常存活？色素——光合作用色素扮演捕捉太阳能的角色对绝大多数的生物来说：
活细胞所需能量的最终来源是_太阳能
活细胞通过光合作用把_太阳能 转化为 化学能思 考生活中接触过哪些色素？
生活经验中有哪些色素捕捉光能的例子？一、绿叶中色素的种类和作用植物叶片光合色素的种类太阳光三棱镜红 橙 黄绿 青 蓝 紫绿叶的色素溶液红光、蓝紫光哪去了？被色素吸收了！！ 2.色素的作用波长390 nm760 nm 2.色素的作用 2.色素的作用①色素都可吸收光
②不同色素吸收不同波长的光
③
吸收光能（此光能都可用于光合作用）（光合作用所利用的光都是可见光）蓝紫光红光蓝紫光为什么叶绿素呈现绿色？叶绿素主要吸收蓝紫光和红光（叶绿素对绿光吸收量最少，绿光被反射出来）思考温室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜？如果选用补充光源呢？ 3.色素存在的位置—— 叶 绿 体1817年，两位法国科学家首次从植物中分离出叶绿素。1865年，德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光和作用中的功能，发现叶绿素并非普遍分布在植物的整个细胞中，而是集中在一个个更小的结构里，即叶绿体。类 囊 体基 质含有酶(1) 叶绿体的结构1g菠菜叶片中类囊体的总面积达60m2,膜的面积很大！为什么?外膜 内膜
基质
基粒：
——含有多种酶(1) 叶绿体的结构恩格尔曼的实验(2) 叶绿体的功能 照光（2）叶绿体的功能 资料1 2. 实验的妙处：
选材好: 水绵的叶绿体易于观察;好氧细菌可确定放氧多的 位置
实验条件好: 无空气又黑暗→可排除氧和光的干扰
设对比实验: 极小的光束→叶绿体可分为光照多,光照少的部位
资料1 1. 结论：
氧气是叶绿体释放出来的.
叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所.资料2: < 结论 >
叶绿体是光合作用的场所恩格尔曼的第二个实验叶绿体主要吸收红光和蓝光用于光合作用，放出氧气。拓展题水层吸收多红 橙 黄 绿 青 蓝 紫1. 水层吸收红光、橙光>蓝光、绿光短波长的光到达水深层2. 绿藻吸收红光、蓝紫光 绿藻分布较浅层 绿藻吸收红藻吸收藻类本身的颜色是反射出来的光。二、光合作用的原理和应用1. 光合作用的探究历程：目的：探究绿叶中含有几种色素？原理：
1.绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无
水乙醇中。
2.不同的色素在层析液中的溶解度不
同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩
散得快，反之则慢。绿叶中色素的提取和分离1.无水乙醇（也可用体积分数为95%的乙醇，加入适量的无水碳酸钠）
2.层析液：20份在60-90℃下分馏出来的石油醚、2份丙酮、1份苯混合而成（石油醚：丙酮：苯=20：2：1）
3.二氧化硅
4.碳酸钙
试剂步骤1.提取绿叶中的色素
注意：
① 二氧化硅：有助于研磨充分
② 碳酸钙：防止研磨中色素被破坏
③ 研磨过滤中，漏斗基部放一块单层尼
龙布
④ 滤液收集的试管口用棉塞塞严
2.制备滤纸条
注意：
①将滤纸条的一端剪去两角
②在距离带角的这一端1cm处用铅笔画一条细的横线3.画滤液细线
注意：
①用毛细吸管吸取少量滤液
②沿铅笔线均匀地画出一条细线
③待滤液干后，再画一两次4.分离绿叶中的色素
注意：
①将滤纸条有滤液细线的一段朝下
②不能让滤纸细线触及层析液5.观察与记录本实验应在通风条件下进行课件89张PPT。第五章 细胞的能量供应和利用第4节 能量之源
——光与光合作用【温馨提示】请拿出你的导学案、课本、双色笔，还有最最重要的激情！！本节聚焦：
捕获光能的色素和结构
光合作用的原理和应用学习目标1.说出绿叶中色素的种类和作用。
2.说出叶绿体的结构和功能。
3. 说明光合作用以及对它的认识过程。
4.探究影响光合作用强度的环境因素。
5.说出光合作用原理的应用。
6.简述化能合成作用。学习重难点重点：
1.绿叶中色素的种类和作用。
2.光合作用的发现及研究历史。
3.光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
4.影响光合作用强度的环境因素。
难点：
光反应、暗反应过程。
2.探究影响光合作用强度的环境因素。1、绿叶中捕获光能的色素有哪些？（两类四种）分别呈现什么颜色？
2、叶绿素a和叶绿素b分别吸收什么颜色的光？胡萝卜素和叶黄素呢？
3、为什么叶片呈现绿色？
4、描述叶绿体的结构，吸收光能的四种色素分布在哪里？与光合作用有关的酶呢？
5、恩格尔曼的实验结论是什么？实验方法有什么巧妙之处？
6、叶绿体的功能。
7、了解光合作用的探究历程,从中找出光合作用的原料、产物、场所和条件。
8、写出光合作用的总反应式。
9、说出光合作用的概念。随机提问【知识点1】色素的种类胡萝卜
叶黄
叶绿素a
叶绿素b橙黄
黄
蓝绿
黄绿类胡萝卜
叶绿约1/4约3/4一束白光透过三棱镜被折射出来后,分散成彩虹中的各种颜色（赤橙黄绿青蓝紫）【知识点2】色素的作用吸收光能叶绿素a和叶绿素b主要吸收__________和__________.
胡萝卜素和叶黄素主要吸收_________________.
叶绿素对_________吸收最少，________被反射出来，所以叶片呈现________.红光 蓝紫光蓝紫光绿光 绿光 绿色温室或大棚种植蔬菜是，应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜或补充光源？基粒基质类囊体( 酶 ）（色素、酶）吸收光能的四种色素就分布在叶绿体类囊体薄膜上。【知识点3】 色素的存在部位1880年 德国科学家 恩格尔曼在没有空气的黑暗环境中好氧细菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位。在没有空气的光亮环境中好氧细菌集中在叶绿体所有受光的部位。叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。恩吉尔曼实验设计有哪些巧妙之处？实验材料选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察，用好氧细菌可确定释放氧气多的部位；没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰；用极细的光束照射，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验；临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果，等等。 叶绿体是进行光合作用的场所。它内部巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素的分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。普利斯特利
更新空气在光照下把光能转换成了化学能叶绿体产生淀粉水分是建造植物体的唯一原料明确绿叶在光下放出_____ ，吸收_____O2CO2光合作用的探索历程 （快速阅读，小组抢答）英格豪斯恩格尔曼以前，人们一直以为：一粒小小的种子能够长为参天大树，完全依靠于土壤。1664年(比利时 )海尔蒙特实验水分是建造植物体的唯一原料1771年英国普利斯特利实验植物可以更新空气实验：500多次植物更新空气的实验
结论：普利斯特利实验只有在 才能成功， 植物体只有 能更新浑浊的空气光照条件下 绿叶1779年荷兰英格豪斯实验 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。 1845年，德国科学家梅耶根据能量转化与守恒定律，指出植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。光能到哪里去了？化学能储存在哪里？光照脱绿处理1864年德国萨克斯实验绿叶光合作用产生了淀粉1. 如何使现象明显？
2. 如何排除植物体内原有淀粉的干扰？普利斯特利
更新空气在光照下把光能转换成了化学能叶绿体产生淀粉水分是建造植物体的唯一原料明确绿叶在光下放出_____ ，吸收_____O2CO2英格豪斯恩格尔曼光合作用的场所、条件、原料、产物是什么？1.场所： 2.条件：
3.原料：
4.产物：
5.能量转换：
6.化学反应式：叶绿体光、多种酶二氧化碳、水有机物、氧气光能化学能光合作用的过程CO2＋H2O （CH2O）＋O2光能叶绿体光合作用：绿色植物通过_______，利用____， 把_______和_______转化成储存着能量的________，并且释放______的过程。CO2＋H2O （CH2O）＋O2光能叶绿体叶绿体光能二氧化碳有机物氧气水氧气来源于哪里？产生的有机物是怎样合成的？第一组第二组20世纪30年代（美国）鲁宾与卡门实验探究光合作用产生的氧气来自于H2O还是CO2？同位素标记法光合作用释放的氧气来自水。20世纪40年代（美国）卡尔文等实验（同位素标记法）光合作用产生的有机物是怎样合成的？用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C在光合作用中转化成有机物中碳的途径，称为卡尔文循环。二、光合作用的过程 根据是否需要光能：光反应：暗反应：必须有光才能进行有光没有光都可以进行 场所:条件:物质变化:能量变化:光 反 应ATP的合成:ADP+Pi+能量→ATP水的光解: H2O→[H]+O2光能→活跃的化学能叶绿体的类囊体薄膜上光 、酶、色素光能C52C3ATP[H](CH2O)暗反应能量变化:场所:条件:物质变化:ADP+Pi叶绿体基质 有或无光、酶 CO2的固定:C3 的还原:ATP的分解:活跃化学能→稳定化学能
(ATP中) (有机物里)H2O → [H]→（CH2O）CO2 →C3→（CH2O）用放射性同位素分别标记H2O中的H和O：
H的转移途径：
O的转移途径：
用放射性同位素标记CO2 中的C:H2O →O2【拓展】光合作用各元素的转移途径练习册62页C52C3(CH2O)1、在无光条件下，暗反应能否长期进行？
2、如果暗反应受到抑制，光反应会不会受影响？思 考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、需要酶叶绿体类囊体薄膜上叶绿体基质中水的光解：
ATP的合成CO2的固定
C3的还原
ATP的水解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[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi 。 光反应和暗反应既有区别又紧密联系，是缺一不可的统一整体。时间短促，以微秒计较缓慢联系CO2＋H2O （CH2O）＋O2光能叶绿体物质变化：无机物转变成有机物能量变化：光能转变成化学能光合作用的实质：光合作用的意义1.有机物制造的“绿色工厂”
2.将太阳能转化为化学能的“巨型能量转换站”；
3.维持氧和二氧化碳含量稳定的“自动空气净化器”
4.促进了生物的进化。
5.总之，从物质转变和能量转变的过程来看，光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢叶绿体
中的色素
分子光能C52C3ADP+PiATPH2OO2[H](CH2O) + H2OCO2吸收光解能固定还原光反应阶段
（类囊体薄膜）暗反应阶段
（叶绿体基质）葡萄糖（ ）改变某些因素,对光合作用的影响光照 强→弱，CO2 供应不变葡萄糖（ ）光照 弱→强，CO2 供应不变葡萄糖（ ）光照不变，CO2 减少葡萄糖（ ）光照不变，CO2 增加糖↓改变某些因素,对光合作用的影响光反应减弱C3↑
C5↓C3 被还原减弱
CO2的固定不变[H]减少
ATP减少光照 强→弱
CO2 供应不变糖↑光反应增强C3↓
C5↑C3 被还原增强
CO2的固定不变[H]增多
ATP增多光照 弱→强
CO2 供应不变糖↓暗反应减弱[H]增加
ATP增加C3↓
C5↑ CO2 固定减弱
C3的被还原不变光照不变
CO2 减少糖↑暗反应减弱[H]减少
ATP减少C3↑
C5↓CO2 固定增强
C3的被还原不变光照不变
CO2 增加难点----我不怕!影响光合作用的环境因素三、光合作用原理的应用光合作用强度：光合作用强度还可以通过哪些指标来定量的表示？植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。可以通过测定一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量地表示。
如：单位时间内光合作用产生糖类的量
单位时间内光合作用吸收CO2的量
单位时间内光合作用释放O2的量
※讨论：
影响光合作用的因素有哪些？ 1、光照强度、光照时间、光的成分2、温度3、CO2浓度4、水份5、肥料（矿质元素）6、叶龄1、光照对光合作用的影响（1）光照强弱光照减弱，光合作用速度喊慢；
光照增强，光合作用逐步增强，但增加到一定
强度，光合作用速度则不再增强（3）波长的影响红光下最强，蓝光、紫光其次，绿光最差（2）光照时间2、温度通过影响酶的活性，来影响光合作用的速度3、CO2光合速率随CO2浓度减少而降低，
随CO2浓度增加而增强，若浓度再增加，
光合速率则不会再增加影响光合作用的因素4、水份水是光合作用的原料，缺水既可以直接影响光合作用，也可以间接影响。5、肥料（矿质元素）6、叶龄浓度适中，不宜过高幼叶-壮叶-老叶→强-稳定-弱光照强度光合速率光饱和点 在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合速率也不断增加。当光照强度增加到某一点后，再增加光照强度，光合速率也不再增加，这一点的光照强度称光饱和点。 A1 光照强度对光合作用的影响[应用]1、增加光照强度2、延长光照时间3、增加光合作用面积，如合理密植4、阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，间作套种植物，可合理利用光能。活学活用C点：光照过强
温度过高
蒸腾作用过强2. CO2浓度对光合作用影响一定范围内, 适当提高__________,可_____光合速率CO2浓度提高(AB段)2. CO2浓度对光合作用影响[应用]中午开棚通风 “正其行，通其风” 3 温度对光合作用的影响温度→酶活性→光合速率3 温度对光合作用的影响[应用]增加昼夜温差
新疆哈密瓜为什么这么甜？ 4. 叶龄对光合作用的影响叶龄→叶绿体叶绿素→光合速率1. OA段:___________________________5 光照面积对光合作用的影响实际光合作用量干物质量呼吸量O随叶面积增大,光合作用增加2. OC段:___________________________随叶面积增大,呼吸作用增加3. OB段:_________________________光合作用 ＞ 呼吸作用4. BC段下降的原因:
______________________________叶面积增大,光合作用不再增加,但呼吸作用仍增加6. 必需矿质元素对光合作用的影响直接或间接影响光合作用.(1)__________________等是叶绿素的必需元素N、Mg、Fe、Mn(2)缺乏________,影响糖类的转变和动输K、P(3)______构成叶绿体膜及光合作用中间产物的转变和能量的传递P复习：影响光合作用强度的因素？光照的长短与强弱；光的成分； CO2的浓度；温度的高低、必需矿物质元素（N、P、Mg）、水分等。1、适当提高CO2的浓度（温室大棚）；
2、增加光照时间和光照强度；
3、白天适当增加温度，夜间适当降低温度；
4、农作物间距合理，选择适当的光源等；
5、合理施肥，提供必要的矿物质元素；
6、合理灌溉，提供适当水分。增加农作物产量的几点做法：7. 多因子共同影响光合作用OP段, 影响光合速率的主要因素是___________达Q点(饱和点)后, 要改变光合速率,就要改变______当达50 ℃时,光合速率的曲线是________光照强度温度7. 多因子共同影响光合作用OP段, 影响光合速率的主要因素是___________达Q点(饱和点)后, 要改变光合速率,就要改变______温度光照强度7. 多因子共同影响光合作用 光合速率光照强度O高浓度CO2OP段, 影响光合速率的主要因素是___________达Q点(饱和点)后, 要改变光合速率,就要改变______光照强度CO2浓度中浓度CO2低浓度CO22.考查多因子对光合作用的综合影响
【例2】（2010·安徽高考节选）为探究影响光合作用强度的因素，将同一品种玉米苗置于25℃条件下培养，实验结果如图所示。请回答：
（1）与D点相比，B点条件下限制玉米CO2吸收量的因素是______，C点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是_______。
（2）实验结果表明，在________的条件下施肥效果明显。除本实验所涉及的因素外，从增加光合面积的角度考虑，采取_________措施能提高玉米的光能利用率。光照强度土壤含水量当土壤含水量在40%～60%之间时合理密植绿色植物在水分充足的条件下,光合作用的速度与环境因素的关系如图(1)影响光合作用的主要非生物因素__________________走近高考(2) 光合作用强度与温度的关系:(3) 40℃时,光照强度为c时,限制光合作用的内在因素是:
光照强度 温度在一定范围内,随温度升高而升高暗反应的酶数量和酶活性CO2外界因素是:_________(4) 光照强度为b,温度为20℃,限制光合作用的内在因素 是___________________________________暗反应的酶数量和酶活性, 温度光合作用与呼吸作用生命活动所需的能量能量（贮存能量）（贮存能量）能量（贮存能量）（贮存能量）光比较光合作用、呼吸作用光、色素、酶叶绿体细胞质基质、线粒体酶、有光无光均可进行无机物转变成有机物有机物氧化分解成无机物 ATP中活
跃化学能光能糖类等有机物中稳定化学能C6H12O6等有机物稳定的化学能 ATP中活 跃化学能和热能合成有机物，储存能量分解有机物，释放能量光合作用为呼吸作用提供物质（有机物、O2）；
呼吸作用为光合作用提供原料（CO2）叶肉细胞O2？如何测定叶片的呼吸耗氧量？ 黑暗条件下将植物的一片叶子放入一个密闭透明的容器内，用氧气传感器测量容器内氧气的浓度为M1，一段时间后再测量一次氧气浓度M2。M1－M2就是叶片这段时间内氧气消耗量O2O2O2氧气传感器 较强光照下将植物的一片叶放入一个密闭透明的容器内，用氧气传感器测量容器内氧气的浓度为N1，一段时间后再测量一次氧气浓度为N2。N2－N1是否就是这段时间内叶片中氧气的产生量？氧气释放量呼吸耗氧量＋如何测定叶片的氧气产生量？CO2CO2CO2如何测定叶片的呼吸产生CO2量？ 黑暗条件下将植物的一片叶子放入一个密闭透明的容器内，用CO2传感器测量容器内CO2的浓度为M1，一段时间后再测量一次CO2浓度M2。M2－M1就是叶片这段时间内产生的CO2量CO2CO2CO2CO2传感器 较强光照下将植物的一片叶子放入一个密闭透明的容器内，用CO2传感器测量容器内CO2的浓度为N1，一段时间后再测量一次CO2浓度为N2。N1－N2：CO2吸收量呼吸产生量＋这段时间内叶片中CO2吸收量黑暗条件下植物只进行呼吸作用。 植物从外界吸收02，并将细胞呼吸产生的C02释放到外界。细胞呼吸强度的表示方式:①黑暗下单位时间内CO2释放量(或实验容器内C02增加量)
②黑暗下单位时间02吸收量(或实验容器内O2减少量)
③黑暗下单位时间重量(有机物)的减少量光照条件下植物既进行光合作用，又进行呼吸作用。较弱光下：光合速率﹤呼吸速率光照条件下植物既进行光合作用，又进行呼吸作用。弱光下：光合速率 ﹦呼吸速率较弱光下：光合速率﹤呼吸速率光照条件下植物既进行光合作用，又进行呼吸作用。较强光下：光合速率﹥呼吸速率弱光下：光合速率 ﹦呼吸速率较弱光下：光合速率﹤呼吸速率光合速率﹥呼吸速率光合速率﹤呼吸速率光合速率 ﹦呼吸速率A点：光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，单位时间内释放的CO2可表示此时细胞的呼吸强度。AB段：光照强度增大，光合作用强度增大， CO2释放量减少，因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用。此时呼吸强度﹥光合强度。B点：细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用。此时呼吸强度 = 光合强度。B点对应的光照强度称为光补偿点。BC段：随着光照强度不断增大，光合作用强度也不断增强，到C点以后不再加强了。此时光合强度﹥呼吸强度 。C点对应的光照强度称为光饱和点。AB光照强度0CO2吸收量阳生植物阴生植物B：光补偿点C：光饱和点C光补偿点、光饱和点: 阳生植物 阴生植物>小结在光合作用与细胞呼吸同时进行时真正(总)光合速率 = 表观(净)光合速率 + 呼吸速率测定的实际结果实质是光合作用减去细胞呼吸的差数，
即净（表观）光合速率，若把呼吸速率加到净光合速率
上去，则得到总(真正)光合速率。
光照强度AB净光合速率总光合速率真正(总)光合速率 = 表观(净)光合速率 + 呼吸速率CO2的吸收量CO2的释放量呼吸速率CCO2的固定量CO2的吸收量呼吸产生的CO2量=+光照强度AB净光合速率总光合速率真正(总)光合速率 = 表观(净)光合速率 + 呼吸速率O2的释放量O2的吸收量呼吸速率CO2的释放量O2的产生量=呼吸消耗的O2量+有机物的产生量（制造量）有机物的积累量呼吸消耗的有机物量=+真正(总)光合速率 = 表观(净)光合速率 + 呼吸速率三、化能合成作用化能合成作用：指某些细菌能够利用体外环境中的某些________氧化时所释放出来的能量来制造______的合成作用。无机物有机物例：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌相同相同自养某些无机物氧化时,所释放的能量太阳能绿色植物少数种类的细菌化能合成作用与光合作用能将无机物合成有机物的生物只能利用环境中现成的有机物来维持自身生命活动的生物光能自养生物：绿色植物
化能自养生物：少数细菌人、动物、真菌以及大多数细菌自养生物与异养生物活学活用对某植株做如下处理：
（甲）持续光照10分钟；
（乙）光照5秒，再暗处理5秒，连续交替20分钟
若其他条件不变，则在甲、乙两种情况下，
植株所制造的有机物总量是：（ ）
A、甲>乙 B、甲<乙
C、甲=乙 D、无法确定B在室内由于有适宜的阳光、温度和充足的CO2，植物长势良好；如CO2发生器突然发生故障，此时测定叶肉细胞内的C3、C5、ATP和NADPH的含量变化情况，应该是（ ）
A.下降、下降、上升、上升
B.下降、上升、上升、上升
C.上升、上升、下降、下降
D.上升、下降、上升、上升为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是
A．光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液
B．光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液
C．黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液
D．黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：①图中A是______,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G________,F是__________,J是_____________
⑤图中的H表示_______， I表示________，H为I提供__________Ｏ2水[H]基质用作还原剂，还原C3ATP光能光反应[H]和ATP色素C5化合物C3化合物糖类暗反应
