高中生物人教版 必修1 第五章 第4节　能量之源——光与光合作用课件（68张PPT）

课件68张PPT。 俗话说：“万物生长靠太阳”，为什么这么说呢？我们来看一组数据：
①地球表面上的绿色植物每年大约制造4400亿吨有机物；
②地球表面上的绿色植物每年储存的能量约为7．11×1018kJ，这个数字大约相当于240000个三门峡水电站所发出的电力。 绿色植物储存在有机物中的能量来自哪里呢？第四节
能量之源－光与光合作用光合作用需要色素去捕获光能。一、捕获光能的色素和结构实验绿叶中色素的提取和分离实验原理：提取
分离
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(无水乙醇)(层析液)实验步骤1.提取绿叶中的色素2.制备滤纸条★要求：细、直、齐
重复2—3次3.画滤液细线4.分离绿叶中的色素5、观察与记录实验结果2、实验流程捕获光能的色素类胡萝卜素叶绿素胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b(占1/4)(占3/4)（橙黄色）（黄色）（蓝绿色）（黄绿色） 叶绿体中的色素：色素的吸收光谱叶绿素主要吸收红光和蓝紫光类胡萝卜素主要吸收蓝紫光思考树叶为什么是绿色？ 这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位呢？叶绿体的结构外膜内膜基粒基质类囊体捕获光能的色素分布在___________类囊体的薄膜上叶绿体的功能恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处? 思考(1)选材方面，选用水绵为实验材料。水绵不仅具有细长的带状叶绿体，而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中，便于观察、分析研究。 (2)将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了光线和氧气的影响，从而确保实验正常进行。 （3）选用了极细光束照射，并且选用好氧细菌检测，从而能够准确判断出水绵细胞中释放氧的部位。（4）进行黑暗(局部光照)和曝光对比实验，从而明确实验结果完全是光照引起的。 巧妙之处光合作用的探索历程1、普利斯特利（英）实验（1771年）结论：绿色植物可以更新空气普利斯特利没有发现光在植物更新空气中的作用。
①普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功。
②植物体只有绿叶才能更新空气。2、英格豪斯实验（1779年） 此时，人们尚不了解植物吸收和放出的究竟是什么气体？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，吸收的是二氧化碳结论：提出问题：光能哪里去了？ 1845年，德国科学家梅耶根据能量转化与守恒定律明确指出：植物进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。提出问题：光能转换成化学能，贮存于什么物质中呢？即植物在吸收水分和二氧化碳、释放氧气的过程中，还产生了什么物质呢？一半曝光，一半遮光在暗处放置几小的叶片萨克斯（德）实验 1864目的：消耗掉叶片中的营养物质结论：光合作用的产物除氧气外还有淀粉酒精脱色 光合作用的原料有水和二氧化碳，光合作用释放的氧气到底来自二氧化碳还是水。提出问题： 随着技术的进步，人们对同位素有了更多了解，这为解决氧气来自水还是二氧化碳提供了研究手段。同位素标记法可用于追踪物质的运行和变化规律用同位素标记的化合物，化学性质不会改变 20世纪30年代，鲁宾和卡门（美）的同位素标记实验：结论：
　　光合作用产生的氧气全部来自水，而不是来自CO2。20世纪40年，
（美）卡尔文(Calvin)14CO2小球藻有机物的14C结论：14CO2中的14C转化成有机物的14C。光合作用探究历程(小结）植物可以更新空气只有在光照下植物可以更新空气植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来绿色叶片光合作用产生淀粉氧由叶绿体释放出来。叶绿体是光合作用的场所光合作用释放的氧来自水光合产物中有机物的碳来自CO2 光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。光合作用的概念：CO2+H2O* (CH2O)+O2*总反应式:叶绿体光1、绿叶中的色素能够在滤纸上彼此分离开的原因是
A. 色素提取液中的不同色素已经分层
B. 阳光的照射使各种色素能彼此分开
C. 色素在层析液中的溶解度不同
D. 丙酮使色素溶解并且彼此分离的扩散速度不同
2、在一定时间，绿色植物在一定强度的_______的照射下，放出的氧最多
A．白光 B．红光和蓝紫光
C．蓝紫光和绿光 D．红光和绿光
C练习A3、20世纪30年代，美国科学家鲁宾和卡门的同位素标记法的实验证明（　　）
A、叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所
B、光合作用中产生了淀粉和氧
C、光合作用释放的氧全部来自水
D、光合作用利用了二氧化碳和水
4．绿色植物光合作用的产物有　　( )
①水 ②氧气 ③氢气 ④ CO2 ⑤葡萄糖
A．①②③④⑤ B．②④⑤
C．①②⑤ D．②③④⑤CC5、如图所示，在密封的钟罩内放一盆枝叶繁茂生长旺盛的植物和一只青蛙，并给青蛙备足食物和水分。
（1）如果把此装置放在阳光下，青蛙会很快死去吗？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（2）如果把此装置放在黑暗环境中，青蛙情况如何？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　说明其原因
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）如果只用绿光照射此装置，青蛙情况又如何？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　说明其原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）如果使可见光通过滤光片，用能透过　　　　　　　　光的滤光片照射此装置才会使青蛙存活时间长？原因是　　　　　　　　　　　　　　。
（5）使青蛙存活时间相对来说最长、措施最简单的方法是　　　　　　　　　　　　。没有光，植物不能进行光合作用，缺氧，青蛙会而死亡青蛙会死亡青蛙会正常生活植物不能利用绿光进行光合作用，青蛙会缺氧而死亡青蛙会死亡红橙光和蓝紫光在红橙光和蓝紫光下，植物可进行光合作用用无色透明的玻璃罩，放在光下．思考与讨论： 1.光合作用的原料、产物、场所和条件是什么？其化学反应式是？ 原料— CO2和H2O；
产物— 糖类和O2； 场所—叶绿体；
条件—光 酶；光合作用的反应式是：CO2 + H2O（CH2O） + O24、光合作用化学反应式：5、光合作用过程（1）光合作用分为哪几个阶段？分类依据是什么？（2）每个阶段反应的条件、场所、物质变化、
能量变化如何？四、光合作用的过程光 反 应条件：水在光下分解O2[H]光、酶、色素过程：场所：类囊体的薄膜上物质能量光能暗 反 应C5 固
定2c3场所：条件：过程：叶绿体基质酶多种酶
参加催化物
质能量ATP中活跃的化学能转化为糖类中稳定的化学能 色素分子可见光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[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：光合作用的第一阶段，必须有光才能进行光合作用的第二阶段，有没有光都可以进行①光反应为暗反应准备了物质[H]和ATP联 系ATP中活跃的化学能转变为有机物中稳定的化学能光能转变为ATP中活跃的化学能能量转化物质转化 叶绿体基质中基粒的类囊体膜上部位与暗反应有关的酶、
[H]、ATP、 CO2光、色素、与光反应有关的酶、水条件区 别暗 反 应光 反 应项目2H2O ─→ 4[H]+O2↑光解ADP+Pi+能量─→ATP酶CO2+ C5 ─→ 2C3酶2C3 ─ ─→ (CH2O)+C5ATP、[H] 酶光反应和暗反应的区别和联系 ②暗反应是光反应的继续，最终完成物质和能量的转化光反应H2O →2 [H] + 1/2O2水的光解：光合磷酸化：暗反应总结：原料和产物的对应关系：（CH2O）CHOCO2CO2H2OO2H2O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CO2C3（CH2O）fromfromfromfrom6、光合作用的实质把二氧化碳和水合成糖类等有机物。自养生物: 以CO2和H2O（无机物）为原料合成糖类（有机物），糖类中储存着的能量。异养生物: 只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。所需的能量来源不同（光能、化学能）例如人、动物、真菌及大多数的细菌。化能合成作用 自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有色素，不能进行光合作用，但是能够体外环境中某些无机物释放的能量来制造有机物，这种合成作用，叫做化能合成作用。——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7、化能合成作用探究环境因素对光合作用的影响 实验原理：利用真空渗入法排除叶内细胞间隙的空气，充以水分，使叶片沉于水中。
在光合作用过程中，植物吸收CO2 放出O2，由于O2在水中的溶解度很小，而在细胞间积累, 结果使原来下沉的叶片上浮，根据上浮所需的时间长短，即能比较光合作用的强弱。实验步骤：
打出小圆形叶片(30片)：用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出(直径＝1cm)
?
抽出叶片内气体：用注射器(内有清水、小圆形叶片)抽出叶片内气体(O2等)
?
小圆形叶片沉水底：将抽出内部气体的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中，小圆形叶片全部沉到水底实验流程实验结论：在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强(小圆形叶片中产生的O2多，浮起的多)。不同光照强度对光合作用的影响光合作用的重要意义 包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源
维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
促进生物进化
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 影响光合作用的因素①光照强度 真正光合速率=净光合速率+呼吸速率影响光合作用的因素温度01020304050温度光合效率ABC③CO2浓度b:CO2的补偿点c:CO2的饱和点 a—b: CO2太低，农作物消耗光合产物；
b—c: 随CO2的浓度增加，光合作用强度增强；
c—d: CO2浓度再增加，光合作用强度保持不变；
d—e: CO2深度超过一定限度，将引起原生质体中毒或气孔关闭，抑制光合作用。N：光合酶及NADP+和ATP的重要组分
P：NADP+和ATP的重要组分；维持叶绿体正常结构和功能
K：促进光合产物向贮藏器官运输
Mg：叶绿素的重要组分
④矿质营养 影响光能利用率的因素在生产中的应用：延长光合作用时间增加光合作用面积光能利用率光合作用效率( 轮作 )( 合理密植：间种、套种 )1、光照强度、光质2、CO2浓度3、温度4、矿质元素（ 合理施肥）5、水（ 合理灌溉）AB光照强度0阳生植物阴生植物B：光补偿点C：光饱和点应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。C光补偿点、光饱和点 ： 阳生植物 阴生植物>叶绿体和线粒体相同点：都是双层膜
都有基质和酶
都有增大膜面积的结构
都有少量的DNA和RNA
都与能量转换有关
都是半自主复制细胞器比较光合作用、呼吸作用光、色素、酶、H2O和CO2叶绿体细胞质基质、线粒体O2、酶、H2O、C6H12O6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）当外界因素中的光照强度骤然变化（其他因素不变）时，短时间内将直接影响光合作用中哪些量？光照由强变弱[Ｈ]减少ATP减少C3含量上升C5含量下降CO2固定不变C3还原减弱有机物合成减少思考当外界因素中的CO2浓度骤然变化（其他因素不变）时，短时间内将直接影响光合作用中哪些量？思考五、光合作用和呼吸作用中的化学计算光合作用反应式：
6CO2＋12H2O→C6H12O6＋6O2＋6H2O呼吸作用反应式：
有氧：C6H12O6＋6O2＋6H2O→ 6CO2＋12H2O
无氧：C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2 (植物)实测CO2吸收量
＝光合作用CO2吸收量-呼吸作用CO2释放量
实测O2释放量
＝光合作用O2释放量-呼吸作用O2消耗量有呼吸无光合A光合小于呼吸AB光合等于呼吸B光合大于呼吸BC光合作用与呼吸作用光合作用实际产O2量
光合作用实际CO2消耗量
　
光合作用C6H12O6净生产量
　光合速率，通常以吸收CO2mg/h*cm2表示
真正光合速率= 净光合速率+呼吸速率关于光合作用与细胞呼吸的计算＝实测O2释放量＋呼吸作用耗O2量＝实测CO2消耗量＋呼吸作用CO2释放量＝光合作用实际C6H12O6生产量－
　　呼吸作用C6H12O6消耗量例1（2007山东理综）．以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是：
A．光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与
30℃相等
B．光照相同时间，在20℃
条件下植物积累的有机物的
量最多
C．温度高于25℃时，光合
作用制造的有机物的量开始
减少
D．两曲线的交点表示光合
作用制造的与呼吸作用消耗
的有机物的量相等A例2、将某种绿色植物的叶片放在特定的实验装置中，研究在10℃、20℃的温度下，分别置于5000勒克斯、20000勒克斯光照和黑暗条件下的光合作用和呼吸作用，结果如下图所示：
1．该叶片的呼吸速率在20℃下是10℃下的???? 倍
2．该叶片在10℃、5000勒克斯的光照下，每小时光合作用所产生的氧气量是?? ????? mg。
3．该叶片在20℃、20000勒克斯的光照下，如果光合作用合成的有机物都是葡萄糖，每小时产生的葡萄糖为?? ? ???? mg。33.5+0.5(6+1.5)/32*180/6=7.03影响光合作用的因素温度01020304050温度光合效率ABCAB光照强度0阳生植物阴生植物B：光补偿点C：光饱和点应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。C光补偿点、光饱和点 ： 阳生植物 阴生植物> 影响光合作用的因素光照强度CO2浓度b:CO2的补偿点c:CO2的饱和点 a—b: CO2太低，农作物消耗光合产物；
b—c: 随CO2的浓度增加，光合作用强度增强；
c—d: CO2浓度再增加，光合作用强度保持不变；
d—e: CO2深度超过一定限度，将引起原生质体中毒或气孔关闭，抑制光合作用。影响光合作用的因素N：光合酶及NADP+和ATP的重要组分
P：NADP+和ATP的重要组分；维持叶绿体正常结构和功能
K：促进光合产物向贮藏器官运输
Mg：叶绿素的重要组分
矿质营养影响光合作用的因素增加农作物产量的几点做法：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。——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化合物糖类暗反应练一练2、在光照下供玉米离体叶片少量的14CO2，随着光合作用时间的延续，在光合作用固定CO2形成C3化合物与C4中，14C含量变化示意图正确的是( )B3、下图中的甲、乙两图为一昼夜中某作物植株对CO2的吸收和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题：
1．甲图曲线中C点和E点（外界环境中CO2浓度变化为零）处，植株处于何种生理活动状态?????????????????????
2．根据甲图推测该植物接受光照的时间是曲线中的???????? 段，其中光合作用强度最高的是????? 点，植株积累有机物最多的是????????? 点。呼吸作用释放CO2的量等于光合作用吸收CO2的量时 B－F D E 谢谢