新光與光合作用課件

第四節(jié)能量之源——光與光合作用

一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)二、光合作用的原理和應(yīng)用一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)綠葉中的色素類胡蘿卜素葉綠素胡蘿卜素(橙黃色)葉黃素(黃色)葉綠素a(藍綠色)葉綠素b(黃綠色)(占1/4)(占3/4)葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍紫光葉片為什么往往是綠色的呢？三、葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能（1）分布主要分布在綠色植物的葉肉細胞（2）形態(tài)一般呈扁平的橢球形或球形（3）結(jié)構(gòu)基粒由類囊體堆疊而成,分布有色素和酶基質(zhì)含多種光合作用所需的酶，含有少量的DNA和RNA。增大膜面積的方式：類囊體堆疊成基粒葉綠體的結(jié)構(gòu)雙層膜注意色素和酶的分布（4）功能光合作用的場所1880年美國科學家恩格爾曼現(xiàn)象：分析：在沒有空氣的黑暗環(huán)境中好氧細菌只集中在被光線照射的葉綠體附近。光線照射部位進行光合作用產(chǎn)生了氧氣。水綿+好氧細菌黑暗無空氣極細光束照射好氧細菌集中在葉綠體被光束照射的部位完全暴露光下好氧細菌分布于葉綠體所有受光部位實驗過程實驗結(jié)論1、氧氣是葉綠體釋放出來的2、葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所3.光合作用需要光什么是光合作用？光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。場所條件產(chǎn)物原料葉綠體中的色素光能H2O〔H〕O2直接釋放出去為暗反應(yīng)階段提供還原劑為暗反應(yīng)階段提供能量光反應(yīng)階段:水在光下分解ADP+PiATP酶2.ATP的合成1.水的光解光能→ATP中活躍的化學能1、光反應(yīng)階段光、酶、色素?作用葉綠體類囊體的薄膜上物質(zhì)變化:2H2O→4〔H〕+O2光解ADP+Pi+能量→ATP酶能量變化:光能→ATP中活躍的化學能

ATP的合成：水的光解：條件：場所：作用？多種酶參加催化

2C3

CO2C5還原固定（CH2O）暗反應(yīng)階段

供氫酶〔H〕ATP供能酶固定固定光反應(yīng)階段1.二氧化碳的固定2.三碳化合物的還原：ADP+PiCO2+C5→2C3酶ATP中的活躍化學能→有機物中穩(wěn)定的化學能2C3ATP、

[H]

（CH2O）

+C5酶2、暗反應(yīng)階段多種酶、[H]、ATP葉綠體基質(zhì)物質(zhì)變化：

酶

CO2+C5→2C3二氧化碳的固定：三碳化合物的還原：ATP中活躍化學能→有機物中穩(wěn)定的化學能能量變化：場所：條件：ATP的水解2C3酶ATP、

[H]

（CH2O）

+C5光合作用的過程比較光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段場所條件物質(zhì)變化能量變化聯(lián)系葉綠體類囊體的薄膜葉綠體的基質(zhì)中光、色素和酶ATP、[H]、多種酶水的光解ATP的合成CO2的固定C3的還原光能—ATP中活躍的化學能ATP中活躍的化學能—有機物中穩(wěn)定的化學能光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和ATP暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi,促進光反應(yīng)的進行2C3CO2ATPADP+Pi（CH2O）酶C5供氫條件C3C5[H]和ATP停止光照，C02供應(yīng)不變光照不變，停止C02供應(yīng)增加減少減少減少增加增加

分析：條件改變時物質(zhì)量的變化4、光合作用過程的正確順序是（）①二氧化碳的固定②氧氣的釋放③葉綠素吸收光能④水的光解⑤三碳化合物被還原A.④③②⑤①B.④②③⑤①C.③②④①⑤D.③④②①⑤5、在暗反應(yīng)中，固定二氧化碳的物質(zhì)是Ａ．三碳化合物Ｂ．五碳化合物Ｃ．［Ｈ］Ｄ．氧氣6、在光合作用的暗反應(yīng)過程中，沒有被消耗掉的是（）

A、[H]B、C5化合物C、ATPD、CO2光合作用原理的應(yīng)用

影響光合速率的因素光合作用強度：光合速率植物在單位時間內(nèi)通過光合作用制造糖類（或產(chǎn)生O2、消耗CO2）的量。

影響光合速率的因素外部因素光（光照強度、光照時間、光的成分）溫度二氧化碳濃度水分的供應(yīng)必需礦質(zhì)元素

內(nèi)部因素植物自身的遺傳性（如陰生植物、陽生植物）葉齡葉面積指數(shù)又叫葉面積系數(shù)，是指單位土地面積上植物葉片總面積占土地面積的倍數(shù)。即：葉面積指數(shù)=葉片總面積/土地面積。

CO2濃度2、CO2濃度對光合作用的影響光合作用強度一定的CO2濃度范圍內(nèi)，植物的光合強度隨CO2濃度的上升而增強，當CO2濃度上升到某一數(shù)值之后，光合強度不再繼續(xù)提高CO2是光合作用的兩種原料之一應(yīng)用：適當增加CO2濃度提高溫室作物的產(chǎn)量ABCO2補償點CO2飽和點EDB一天的時間O111210AC91413教材P106拓展題1光合作用強度光照增強光照減弱？夏天，植物的“午休”現(xiàn)象C點時，光照強度最大，氣溫太高，為防止水分過度蒸發(fā)，氣孔大量關(guān)閉，導致CO2供應(yīng)減少，光合作用減弱。光照強度溫度通過影響酶的活性來影響光合作用。3、溫度對光合作用的影響在一定范圍內(nèi)，隨溫度升高，光合速率增大；溫度過高會使酶活性下降，從而使光合速率減小。光合作用原理的應(yīng)用1.控制光照強度和延長光照時間2.控制溫度3.增加農(nóng)作物環(huán)境中CO2的濃度增施有機肥料、增加通風、大棚內(nèi)圈養(yǎng)一些小型動物、種植一些食用菌等。提高農(nóng)作物的光合產(chǎn)量4、合理施肥、合理灌溉，保證水分和礦質(zhì)元素的供應(yīng)白天提高溫度，增加光合速率夜晚降低溫度，降低呼吸速率合理密植（增大晝夜溫差）夏季夜晚大棚通風？間作套種光合作用的原理的應(yīng)用光合作用強度：植物在單位時間內(nèi)通過光合作用制造糖類（或產(chǎn)生O2、消耗CO2）的量。實驗探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響光照強度（光照時間、光的成分）、溫度、CO2濃度、水、礦質(zhì)元素等探究光照強度對光合作用的影響光合速率探究光照強度對光合作用的影響因變量：自變量：光照強度如何控制？調(diào)節(jié)臺燈與實驗裝置間的距離光合作用強度的大小觀測指標？相同時間內(nèi)小葉片浮起的數(shù)量對葉片的處理：小圓形葉片，抽氣，放于黑暗盛有清水的燒杯中。葉片全部沉到水底。富含CO2的清水123結(jié)論：光合作用隨光照強度的增大而增強。探究光照強弱與光合作用強度的關(guān)系：

該實驗的變量是光照強弱，可通過改變光源與綠色植物之間的距離達到目的。最后通過觀察氣泡的產(chǎn)生數(shù)量說明光合作用強度大小。一直增大光照強度，光合作用會一直增強嗎？NO會受其它限制因素的影響。B：光補償點C2：光飽和點光照強度0吸收量CO2C2ABC1cab光補償點：光合作用吸收的CO2和呼吸釋放CO2相等時的光照強度。光飽和點：光合作用達到最強時所需的最低光照強度。此時光合作用還會在增強嗎？黑暗中呼吸作用強度CO2釋放量對于植物的生長能不能在白天把光強始終調(diào)到B點？A點：AB段：B點：BC段：C點：光照強度為0時只進行細胞呼吸，釋放C02量代表此時的呼吸強度

隨光照強度增強，光合作用逐漸增強，C02的釋放量逐漸減少,因一部分用于光合作用

光補償點,此時細胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用速率=細胞呼吸速率

隨光照強度不斷增強，光合作用不斷增強

光照強度達到一定值時，光合作用不再增強

凈AB光照強度0吸收CO2C2C1abcA點：黑暗時，只進行細胞呼吸區(qū)別植物體的吸收或釋放與葉綠體的吸收和釋放CO2O2AB段：弱光下，光合作用小于細胞呼吸AB光照強度0吸收CO2C2C1abcO2CO2CO2O2B點：光補償點，光合速率等于呼吸速率AB光照強度0吸收CO2C2C1abcO2CO2BC1段：強光下，光合速率大于呼吸速率AB光照強度0吸收CO2C2C1abcO2CO2CO2O2下圖表示的是光照強度與光合作用強度之間關(guān)系的曲線，該曲線是通過實測一片葉子在不同光照強度條件下的CO2吸收和釋放的情況。你認為下列四個選項中，能代表細胞中發(fā)生的情況與B點相符的是

CA點B表觀(凈)光合速率為測量值，常用O2的釋放量，CO2吸收量，有機物的積累量表示。實際光合速率為計算值，常用O2的產(chǎn)生量，CO2固定（同化）量，有機物的生成（產(chǎn)生）量表示。題中判斷方法：光合作用的計算：O2的產(chǎn)生量CO2的消耗量

光合作用C6H12O6產(chǎn)生量

真正光合速率=凈(表觀)光合速率+呼吸速率光合作用的計算：＝O2的釋放量＋呼吸作用的耗O2量＝CO2吸收量＋呼吸作用CO2的產(chǎn)生量＝光合作用C6H12O6積累量＋呼吸作用C6H12O6消耗量AB光照強度0吸收mg/dm2·hCO2陽生植物陰生植物B：光補償點C陰生植物的光飽和點與光補償點一般都低于陽生植物。C點的限制因素外因：內(nèi)因：溫度、CO2濃度色素含量、酶的數(shù)量等例：下圖是夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強度的曲線圖。分析回答：2．12時左右的溫度很高，蒸騰作用很強，氣孔關(guān)閉，二氧化碳供應(yīng)減少，導致光合作用強度明顯減弱。光合速率與光照強度、時間的關(guān)系1．7～10時的光照不斷增強，所以光合作用強度不斷增強。3．14～17時的光照不斷減弱，所以光合作用強度不斷減弱。光合作用的探究歷程1、1648年，海爾蒙特的實驗植物增重來自水分未考慮空氣的作用2、1771年，普里斯特利的實驗?zāi)芨驴諝馕窗l(fā)現(xiàn)光的作用3、1779年，英格豪斯的實驗只有在陽光下才能更新空氣4、1785年，才明確綠葉在光下放出的氣體是O2，吸收的是CO2。5、1845年，梅耶光能哪里去了？光能化學能

6、1864年，薩克斯的實驗儲存在什么物質(zhì)中？7、1880年，恩吉爾曼實驗在哪里進行？8、1939年，魯賓和卡門實驗O2來自H2O、CO2？9、20世紀40年代，卡爾文CO2轉(zhuǎn)換成有機物中C的途徑卡爾文循環(huán)1、海爾蒙特的實驗（1648年）柳樹實驗五年后植物增重主要來自水分忽略了空氣、礦物質(zhì)的影響柳樹2.5Kg土100Kg柳樹82.5Kg土99.9Kg結(jié)論：綠色植物具有更新空氣的能力（放出的氣體是O2，吸收CO2

）2、普里斯特利的實驗（1771年）普利斯特利的的實驗有時成功，有時失敗，可能的原因是什么？沒有考慮到光的作用。1864年薩克斯的實驗光照酒精脫色碘蒸汽處理為什么對植物進行一晝夜的暗處理？為了將葉片中原有的淀粉耗盡為什么讓葉片的一半曝光，另一半遮光呢？進行對照一半曝光，一半遮光黑暗處理一晝夜用碘處理以前需要將葉片進行脫色，方法是把葉片放入酒精再水浴加熱即可酒精脫色返回1939年魯賓和卡門的實驗CO218O2H218OC18O2H2O光照射下的小球藻懸液結(jié)論：光合作用中釋放的O2全部來自H2O

AB用氧的同位素18O分別標記H2O和CO2,使它分別成為H218O和C18O2。進行兩組光合作用的實驗：O2同位素標記法——能夠利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物的合成作用例如：硝化細菌、硫細菌、鐵細菌等少數(shù)種類的細菌7、化能合成作用2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量硝化細菌2HNO2+O22HNO3+能量硝化細菌6CO2+6H2O2C6H12O6+6O2能量能夠直接把從外界環(huán)境攝取的無機物轉(zhuǎn)變成為自身的組成物質(zhì)，并儲存了能量的一類生物不能直接利用無機物制成有機物，只能把從外界攝取的現(xiàn)成的有機物轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì)，并儲存了能量的一類生物如：綠色植物，藍藻、硝化細菌、鐵細菌、硫細菌等如：人、動物、真菌(如蘑菇)、多數(shù)的細菌（乳酸菌、大腸桿菌）等自養(yǎng)生物：異養(yǎng)生物：酶CO2+H2O（CH2O)+O2光能葉綠體C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O

+能量

光合作用有氧呼吸熱能ATPATP中活躍的化學能有機物中穩(wěn)定的化學能光合作用為細胞呼吸提供物質(zhì)和能量基礎(chǔ)，細胞呼吸為光合作用提供原料合成有機物，儲存能量分解有機物，釋放能量P53光照下活細胞任何時候光能轉(zhuǎn)換為生命動力的過程光能光反應(yīng)ATP中活躍的化學能有機物中穩(wěn)定的化學能各項生命活動ATP中活躍的化學能利用細胞呼吸光合作用暗反應(yīng)直接的能量來源：ATP最終的能量來源：太陽的光能1、下列措施中，不會提高溫室蔬菜產(chǎn)量的是（）A、增大O2濃度B、增大CO2濃度C、增強光照D、調(diào)節(jié)室溫2、生長旺盛的葉片，剪成5mm見方的小塊，抽去葉內(nèi)氣體，做下列處理（見圖），這四個處理中，沉入底部的葉片小塊最先浮起的是3、光照增強，光合作用增強。但夏季的中午卻又因葉表面氣孔關(guān)閉而使光合作用減弱。這是由于（）A、水分產(chǎn)生的[H]數(shù)量不足B、葉綠體利用的光能合成的ATP不足C、空氣中CO2量相對增多，而起抑制作用D、暗反應(yīng)中三碳化合物產(chǎn)生的量太少CO2量減少，CO2固定受阻，C3減少4、若白天光照充足，下列哪種條件對農(nóng)作物增產(chǎn)有利

A.晝夜恒溫25℃B.白天溫度15℃，夜間溫度15℃C.晝夜恒溫15℃D.白天溫度25℃，夜間溫度15℃增大晝夜溫差下列關(guān)于光合作用和呼吸作用的敘述，正確的是（）A．光合作用和呼吸作用總是同時進行B．光合作用形成的糖類能在呼吸作用中被利用C．光合作用產(chǎn)生的ATP主要用于呼吸作用D．光合作用與呼吸作用分別在葉肉細胞和根細胞中進行【例8】給含氨(NH3)較多的土壤中耕松土，有利于提高土壤肥力，其原因是()

[名師點撥]土壤中的硝化細菌是好氧生物，給土壤中耕松土，能使土壤中氧增加，有利于硝化細菌將NH3逐步氧化為NO-2

和NO-3

，增加土壤肥力，NO-3可被植物根系吸收用于合成蛋白質(zhì)等物質(zhì)。

A．改善土壤通氣，根細胞呼吸加強B．可增加土壤中N2的含量C．改善土壤通氣，硝化細菌繁殖快，有利于土壤中硝酸鹽增加D．可促進氨的擴散[答案]C葉綠體中色素提取和分離實驗中幾個關(guān)鍵問題取葉要新鮮，濾液中含有較多的色素；加入二氧化硅：有助于研磨充分加入碳酸鈣：防止研磨中色素被破壞加入無水乙醇：為了溶解、提取色素研磨要迅速充分，防止乙醇揮發(fā)，同時可以得到色素濃度較大的濾液；尼龍布：過濾葉脈及二氧化硅等畫濾液細線