【公开课】光合作用与能量转化课件生物人教版必修1.pptx

基础回顾基础回顾糖类等有机物中的化学糖类等有机物中的化学能主要来源于？能主要来源于？人体生命活动所需能人体生命活动所需能量直接来源于？量直接来源于？ATPATP水解水解ATPATP中的能量来源于？中的能量来源于？呼吸作用呼吸作用光光 能能光合作用的能量来源于光合作用的能量来源于？光合作用光合作用谁来吸收光能吗？谁来吸收光能吗？第第4 4节节 光合作用和能量转化光合作用和能量转化第第5 5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径一、捕获光能的色素和结构一、捕获光能的色素和结构玉米中有时会出现玉米中有时会出现白化苗白化苗。白。白化苗对植物的生长有什么影响化苗对植物的生长有什么影响？玉玉米米中中有有时时会会出出现现白白化化苗苗,图图中中是是白白化化苗苗和和正正常常玉玉米米苗苗的的比比较较，白白化化苗苗由由于于不不能能进进行行光光合合作作用用，待待种种子子中中的的营营养养成成分分消消耗耗完完后后就就会会死死亡亡，这这说说明明光光合合作作用用离离不不开开色色素素的的作作用用。那那么么，绿绿叶叶中中与与光光合合作作用用有有关关的的色色素素和和结结构构有有哪哪些些呢呢？它它们们有有什么特点和功能呢？什么特点和功能呢？探究探究实践：绿叶中色素的提取和分离实践：绿叶中色素的提取和分离1.1.提取原理提取原理:绿叶中的色素属于脂溶性色素，不溶于绿叶中的色素属于脂溶性色素，不溶于水，易溶于有机溶剂，因此可用水，易溶于有机溶剂，因此可用_来提取。来提取。无水乙醇无水乙醇（1 1）提取方法：）提取方法：（2 2）色素提取时所用试剂及作用？）色素提取时所用试剂及作用？无水乙醇：无水乙醇：二氧化硅：二氧化硅：碳酸钙：碳酸钙：溶解色素（也可用溶解色素（也可用95%95%乙醇乙醇+无水碳酸钠）无水碳酸钠）有助于充分研磨有助于充分研磨防止色素被破坏防止色素被破坏过滤法过滤法捕获光能的色素捕获光能的色素探究探究实践：绿叶中色素的提取和分离实践：绿叶中色素的提取和分离（3 3）菠菜叶放置）菠菜叶放置24-3624-36小时的原因？小时的原因？防止水分过多影响提取效果。防止水分过多影响提取效果。迅速且充分。保证色素释放的更加充分且挥发量少。迅速且充分。保证色素释放的更加充分且挥发量少。（4 4）研磨时应注意什么？原因为何？）研磨时应注意什么？原因为何？（5 5）可以将尼龙布换成滤纸吗？收集滤液）可以将尼龙布换成滤纸吗？收集滤液,为什么要用为什么要用棉塞封口？棉塞封口？防止乙醇挥发，防止空气中的氧气破坏色素分子防止乙醇挥发，防止空气中的氧气破坏色素分子色素会被滤纸吸附，所以不可以用滤纸过滤色素会被滤纸吸附，所以不可以用滤纸过滤2.2.分离原理分离原理:各种色素在各种色素在_中的中的_不同不同,溶溶解度高的解度高的随层析液在滤纸条上的随层析液在滤纸条上的_,_,反之反之则慢。则慢。层析液层析液溶解度溶解度扩散扩散更快更快（1 1）分离方法：）分离方法：探究探究实践：绿叶中色素的提取和分离实践：绿叶中色素的提取和分离（2 2）层析液的成分及注意事项：）层析液的成分及注意事项：层析液由苯、丙酮、石油醚按一定比例混合而成。层析液由苯、丙酮、石油醚按一定比例混合而成。使用时应注意盖好盖子并避免洒出。层析过程应在通风使用时应注意盖好盖子并避免洒出。层析过程应在通风处进行，结束时应用肥皂将手洗干净。处进行，结束时应用肥皂将手洗干净。纸层析法纸层析法（4 4）滤液细线的划线原则）滤液细线的划线原则:细、直、匀。细、直、匀。探究探究实践：绿叶中色素的提取和分离实践：绿叶中色素的提取和分离（3 3）制备滤纸条注意事项：）制备滤纸条注意事项：将滤纸剪成能放入烧杯中的将滤纸剪成能放入烧杯中的滤纸条滤纸条在滤纸条一端在滤纸条一端剪去两角剪去两角（5 5）为何滤液细线不能触及层析液）为何滤液细线不能触及层析液？（6 6）为何要盖上培养皿？）为何要盖上培养皿？防止色素溶解在层析液中防止色素溶解在层析液中防止层析液挥发，因其易挥发且有毒防止层析液挥发，因其易挥发且有毒实验结果实验结果滤纸上有几条色素带？不同的色素带分别对应哪些色素？从上而下的排序说明了什么？4 4条条不同条带的宽窄说明了什么？含量不同含量不同溶解度不同溶解度不同胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a a叶绿素叶绿素b b探究探究实践：绿叶中色素的提取和分离实践：绿叶中色素的提取和分离叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素（含量约（含量约3/43/4）（含量约（含量约1/41/4）叶绿素叶绿素a a（蓝绿色蓝绿色）叶绿素叶绿素b b（黄绿色黄绿色）胡萝卜素（胡萝卜素（橙黄色橙黄色）叶黄素（叶黄素（黄色黄色）探究探究实践：绿叶中色素的提取和分离实践：绿叶中色素的提取和分离思考：如果将色素滤液点在圆形滤纸的思考：如果将色素滤液点在圆形滤纸的中央，色素带从外至内是中央，色素带从外至内是？3.3.若色素提取液呈淡绿色的，其原因有若色素提取液呈淡绿色的，其原因有 ：选取的叶片颜色叶片颜色不是浓绿色或称取的绿叶过绿叶过少或放置数天少或放置数天的菠菜叶，色素含量少；加入的无水乙醇过多无水乙醇过多，色素溶液浓度小；未加碳酸钙未加碳酸钙或加入的过少，色素分子部分破坏；研磨不充分研磨不充分，色素未能充分提取出来。3.3.若色素带颜色较浅，其原因有若色素带颜色较浅，其原因有 ：画滤液细线的次数太少画滤液细线的次数太少，滤纸条上的色素含量少；层析时，部分滤液细线已触及层析液部分滤液细线已触及层析液。同上4点提取液提取液色素带色素带探究探究实践：绿叶中色素的提取和分离实践：绿叶中色素的提取和分离叶绿素溶液叶绿素溶液叶绿素叶绿素主要吸收红光和蓝紫光类胡萝卜素类胡萝卜素主要吸收蓝紫光类胡萝卜素溶液类胡萝卜素溶液红红橙橙黄黄绿绿青青蓝蓝紫紫都都是是可可见见光光色素的功能：吸收、传递、转化光能捕获光能的色素捕获光能的色素叶绿素主要吸收叶绿素主要吸收类胡萝卜素主要吸收类胡萝卜素主要吸收红光红光和和蓝蓝紫紫光光紫紫光光捕获光能的色素捕获光能的色素注注：因为叶绿素对绿光吸收最少，绿：因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片才呈现光被反射回来，所以叶片才呈现绿色绿色。分析：分析：为什么植物春夏叶子翠绿为什么植物春夏叶子翠绿?而深秋则叶片金黄呢？而深秋则叶片金黄呢？由于叶绿素的含量大大超叶绿素的含量大大超过类胡萝卜素过类胡萝卜素，而使类胡罗卜素的颜色被掩盖，只显示出叶绿素的绿色。低温低温使叶绿素大量破坏，而使类胡萝卜素的颜色显示出来。当温度低于7 时，树叶中会生成花青素花青素。(1)(1)结构结构外表：外表：_内部内部_：由_堆叠而成决定(2)(2)功能功能：进行_的场所。双层膜双层膜基质基质基粒基粒类囊体类囊体光合作用光合作用(3)(3)物质基础物质基础在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的_。在_上和_中，还有许多进行光合作用所必需的酶。色素分子色素分子类囊体膜类囊体膜叶绿体基质叶绿体基质叶绿体叶绿体叶绿体基质叶绿体基质1g1g菠菜叶片中的类囊体总面积竟有菠菜叶片中的类囊体总面积竟有60m60m2 2左右左右恩格尔曼的实验恩格尔曼的实验极细的光束黑暗中集中于叶绿体被光束照射的部位光下分布于叶绿体所有受光部位水绵需氧细菌结论：结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。（1 1）为什么选用水绵和好氧细菌作为实验）为什么选用水绵和好氧细菌作为实验材料？材料？提示：提示：水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察。好氧细菌可确定释放观察。好氧细菌可确定释放O O2 2的部位。的部位。（2 2）为什么选用黑暗并且没有空气的环境）为什么选用黑暗并且没有空气的环境？提示：提示：选用黑暗并且没有空气的环境，可排除光线和氧的干扰。（3 3）为什么用）为什么用极细的光束照射极细的光束照射？提示：提示：叶绿体上有光照多和光照少的部位光照多和光照少的部位，相当于一组相互对照实验（对比实验对比实验）恩格尔曼的实验恩格尔曼的实验三棱镜三棱镜结论：结论：叶绿体主要吸收红光和蓝紫光照射水绵照射水绵需氧细菌聚集在红需氧细菌聚集在红光和蓝紫光的区域光和蓝紫光的区域为什么大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域？为什么大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域？提示：提示：这是因为水绵叶绿体上的光合色素这是因为水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光主要吸收红光和蓝紫光，在此波长光的照射下，叶绿体会释放氧气，因此需氧细菌在此区在此波长光的照射下，叶绿体会释放氧气，因此需氧细菌在此区域分布。域分布。恩格尔曼的实验恩格尔曼的实验好氧细菌水绵好氧细菌二、光合作用的原理和作用二、光合作用的原理和作用光合作用：光合作用：绿色植物通过叶绿体叶绿体，利用光能光能，将二氧化碳二氧化碳和水水转化成储存着能量的有机物有机物，并且释放出氧气氧气的过程。总反应式：总反应式：1.叶绿体如何将光能转化为化学能？2.光合作用如何将化学能储存在有机物中？3.光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化碳呢？注：注：注：注：（CHCHCHCH2 2 2 2O O O O）表示糖类，光合作用产物）表示糖类，光合作用产物）表示糖类，光合作用产物）表示糖类，光合作用产物一部分是淀粉，一部分是蔗糖一部分是淀粉，一部分是蔗糖一部分是淀粉，一部分是蔗糖一部分是淀粉，一部分是蔗糖探索光合作用原理的部分实验探索光合作用原理的部分实验资料资料1 1：1919世纪末，科学界普遍认为，在光合作用中，世纪末，科学界普遍认为，在光合作用中，COCO2 2分子的分子的C C和和O O被分开，被分开，O O2 2被释放，被释放，C C与与H H2 2O O结合成甲醛，结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。然后甲醛分子缩合成糖。CO2O2C+H2O甲醛(CH2O)19281928年，科学家发现年，科学家发现甲醛对植物有毒害甲醛对植物有毒害作用，而且作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖。甲醛不能通过光合作用转化成糖。初步判断：氧来自二氧化碳的氧来自二氧化碳的可能性较小可能性较小，较可能来源于水，较可能来源于水资料资料资料资料2 2 2 2：1937193719371937年，英国科学家希尔年，英国科学家希尔年，英国科学家希尔年，英国科学家希尔希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（他氧化剂（他氧化剂（他氧化剂（悬浮液中有悬浮液中有悬浮液中有悬浮液中有H H H H2 2 2 2O O O O，没有，没有，没有，没有COCOCOCO2 2 2 2），在光照下），在光照下），在光照下），在光照下可以释放出氧气。可以释放出氧气。可以释放出氧气。可以释放出氧气。像这样，离体叶绿体在适当条像这样，离体叶绿体在适当条像这样，离体叶绿体在适当条像这样，离体叶绿体在适当条件下发生水的光解，产生氧气件下发生水的光解，产生氧气件下发生水的光解，产生氧气件下发生水的光解，产生氧气的化学反应称作的化学反应称作的化学反应称作的化学反应称作希尔反应希尔反应希尔反应希尔反应。O O2 2H+离体的叶绿体悬浮液思考：思考：思考：思考：光合作用生成的光合作用生成的光合作用生成的光合作用生成的O O O O2 2 2 2中的氧元素到底来自中的氧元素到底来自中的氧元素到底来自中的氧元素到底来自H H H H2 2 2 2O O O O还是还是还是还是COCOCOCO2 2 2 2？如何设计实验进行探究？如何设计实验进行探究？如何设计实验进行探究？如何设计实验进行探究？同位素标记法同位素标记法能够说明能够说明。希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的，希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的，希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的，希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的，悬浮液中有悬浮液中有悬浮液中有悬浮液中有H H H H2 2 2 2O O O O，没有合成糖的另一种必需原料，没有合成糖的另一种必需原料，没有合成糖的另一种必需原料，没有合成糖的另一种必需原料COCOCOCO2 2 2 2，因此，该实验说明水的光解并非必须因此，该实验说明水的光解并非必须因此，该实验说明水的光解并非必须因此，该实验说明水的光解并非必须与糖的合成相关联，暗示着希尔反应是相对独立的反应阶段。与糖的合成相关联，暗示着希尔反应是相对独立的反应阶段。与糖的合成相关联，暗示着希尔反应是相对独立的反应阶段。与糖的合成相关联，暗示着希尔反应是相对独立的反应阶段。讨论讨论讨论讨论2.2.2.2.希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应化学反应化学反应化学反应？不能。不能。该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也并该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也并该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也并该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也并没有直接观察到氧没有直接观察到氧没有直接观察到氧没有直接观察到氧元素的转移。元素的转移。元素的转移。元素的转移。讨论讨论讨论讨论1.1.1.1.希尔的实验说明水的光解产生氧气，是否说明植物光合希尔的实验说明水的光解产生氧气，是否说明植物光合希尔的实验说明水的光解产生氧气，是否说明植物光合希尔的实验说明水的光解产生氧气，是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水？作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水？作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水？作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水？资料资料3 3：19411941年，美国科学家鲁宾和卡门年，美国科学家鲁宾和卡门 用用同位素标记同位素标记的方法，研究了的方法，研究了光合作用中氧气的来源。他们用光合作用中氧气的来源。他们用16161616O O O O的同位素的同位素的同位素的同位素1818O O分别标记分别标记分别标记分别标记成成H H2 21818O O和和C C1818O O2 2。然后，进行了两组实验：。然后，进行了两组实验：第一组给植物提供第一组给植物提供H H2 2O O和和C C1818O O2 2，第二组给同种植物提供第二组给同种植物提供H H2 21818O O和和COCO2 2。在其他条件都相同的情况下，。在其他条件都相同的情况下，第一组释放的氧气都是第一组释放的氧气都是O O2 2,第二第二组释放的都是组释放的都是1818O O2 2。同位素标记（示踪）法；同位素标记（示踪）法；相互对照（即对比实验）；相互对照（即对比实验）；该实验采用了什么实验方法？如何对照？该实验采用了什么实验方法？如何对照？光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于水，光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于水，光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于水，光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于水，而并不来源于而并不来源于而并不来源于而并不来源于COCOCOCO2 2 2 2讨论讨论讨论讨论3.3.3.3.分析鲁宾和卡门做的实验得出什么结论？分析鲁宾和卡门做的实验得出什么结论？分析鲁宾和卡门做的实验得出什么结论？分析鲁宾和卡门做的实验得出什么结论？资料资料4 4：1954195419541954年，美国科学家阿尔农发现，在光照下，年，美国科学家阿尔农发现，在光照下，年，美国科学家阿尔农发现，在光照下，年，美国科学家阿尔农发现，在光照下，叶绿体可合成叶绿体可合成叶绿体可合成叶绿体可合成ATPATP。他发现。他发现。他发现。他发现这一过程总是与水的光解这一过程总是与水的光解这一过程总是与水的光解这一过程总是与水的光解相伴随相伴随相伴随相伴随。尝试用示意图来表示尝试用示意图来表示尝试用示意图来表示尝试用示意图来表示ATPATPATPATP的合成与希尔反应的关系。的合成与希尔反应的关系。的合成与希尔反应的关系。的合成与希尔反应的关系。H H2 2O OO O2 2 +H H+能量能量光照光照ADP+PiADP+Pi ATP ATP思考：思考：思考：思考：从该实验，你能得出什么结论？从该实验，你能得出什么结论？从该实验，你能得出什么结论？从该实验，你能得出什么结论？ATPATPATPATP的合成场所：类囊体；合成条件：需光（酶）的合成场所：类囊体；合成条件：需光（酶）的合成场所：类囊体；合成条件：需光（酶）的合成场所：类囊体；合成条件：需光（酶）光合作用原理光合作用原理上述实验表明：上述实验表明：光合作用释放的氧气中的氧元素来自水，氧气的产生和光合作用释放的氧气中的氧元素来自水，氧气的产生和糖类的合成不是同一个化学反应，而是分阶段进行的。糖类的合成不是同一个化学反应，而是分阶段进行的。根据是否需要根据是否需要_，这些化学反应可以概括地分，这些化学反应可以概括地分为为_和和_（现在也称为碳反应）两个阶段。（现在也称为碳反应）两个阶段。光能光能光反应光反应暗反应暗反应光反应光反应类囊体薄膜类囊体薄膜的色素分子的色素分子可见光可见光ADP+PiADP+PiATPATPH H2 2O OO O2 2NADPNADP+酶酶吸收吸收光解光解H H+NADPHNADPH酶酶（氧化型辅酶（氧化型辅酶）（还原型辅酶（还原型辅酶）条件：条件：光、色素、多种酶光、色素、多种酶场所：场所：类囊体薄膜类囊体薄膜物质转化物质转化水的光解：水的光解：ATPATP的合成：的合成：H H2 2O O O O2 2+H+H+e+e-光光色素色素光能光能能量转化能量转化:ATPATP、NADPHNADPH中活跃的化学能中活跃的化学能ADP+Pi+ADP+Pi+能量能量 ATP ATP酶酶 NADPHNADPH的合成：的合成：NADPNADP+H+H+e+e-NADPH NADPH酶酶光合作用第一阶段的化学反应，必须有光合作用第一阶段的化学反应，必须有光光才能进行才能进行COCO2 2的固定：的固定：C C3 3的还原：的还原：2C2C3 3 (CH(CH2 2O)+CO)+C5 5酶酶ATPATP、NADPHNADPH有机物中稳定的化学能有机物中稳定的化学能COCO2 2C C5 5 2C 2C3 3酶酶物质转化物质转化ATPATP、NADPHNADPH中活跃的化学能中活跃的化学能能量转化：能量转化：暗反应暗反应ADP+PiADP+PiATPATPNADPNADP+能量能量C C5 5三碳酸三碳酸多多种种酶酶(CH(CH2 2O)O)糖类糖类COCO2 2固定固定还原还原酶酶NADPHNADPH酶酶能量能量三碳糖三碳糖光合作用第二阶段有没有光都能进行，称为暗反应阶段（又称碳反应）光合作用第二阶段有没有光都能进行，称为暗反应阶段（又称碳反应）条件：条件：场所：场所：叶绿体基质中叶绿体基质中有光无光都可以有光无光都可以多种酶等多种酶等光合作用的全过程光合作用的全过程叶绿体叶绿体中的色素中的色素C C5 52C2C3 3ADP+PiADP+PiATPATPH H2 2O OO O2 2H H+多多种种酶酶酶酶(CH(CH2 2O)O)COCO2 2吸收吸收光解光解固定固定还还原原光反应光反应暗反应暗反应NADPNADP+NADPHNADPH光能光能ATPATP、NADPHNADPH中活跃的化学能中活跃的化学能有机物中稳定的化学能有机物中稳定的化学能酶酶类囊体薄膜类囊体薄膜叶绿体基质叶绿体基质可见光可见光1.1.NADPNADPH H和和ATPATP的移动途径是什么？的移动途径是什么？2.NADP2.NADP+和和ADPADP的移动途径呢？的移动途径呢？3.NADPH3.NADPH的作用？的作用？从类囊体薄膜到叶绿体基质。从类囊体薄膜到叶绿体基质。从叶绿体基质到类囊体薄膜。从叶绿体基质到类囊体薄膜。在在C C3 3的还原中作还原剂；的还原中作还原剂；为为C C3 3的还原提供能量的还原提供能量光反应与暗反应的比较光反应与暗反应的比较反应阶段反应阶段反应部位反应部位反应条件反应条件物质变化物质变化能量变化能量变化产产 物物联联 系系光合作用光合作用实质实质光反应光反应暗反应暗反应类囊体薄膜上类囊体薄膜上叶绿体基质叶绿体基质必须有光、光合必须有光、光合色素、酶色素、酶有光或无光均可，多种酶有光或无光均可，多种酶光能光能ATPATP和和NADPHNADPH中活跃的化学能中活跃的化学能ATPATP和和NADPHNADPH中中活跃的化学能活跃的化学能稳定的化学能稳定的化学能NADPHNADPH、ATPATP、O O2 2ADPADP、Pi Pi、NADP+NADP+、（、（CHCH2 2O O）、C C5 5光反应为暗反应提供光反应为暗反应提供ATPATP和和NADPHNADPH，暗反应为光反应提供，暗反应为光反应提供ADPADP、PiPi、NADPNADP+把无机物转变成有机物，把光能转变成化学能贮存起来把无机物转变成有机物，把光能转变成化学能贮存起来光合作用中元素的转移光合作用中元素的转移H H的转移：的转移：H H2 2O O NADPHNADPH (CH(CH2 2O)O)C C的转移：的转移：COCO2 2 C C3 3 （CHCH2 2O O）O O的转移：的转移：COCO2 2 C C3 3（CHCH2 2O O）H H2 2O OO O2 2 COCO2 2+H+H2 2O O光能光能叶绿体叶绿体（CHCH2 2O O）+O+O2 2叶绿体叶绿体中的色素中的色素C C5 52C2C3 3ADP+PiADP+PiATPATPH H2 2O OO O2 2H H+多多种种酶酶酶酶(CH(CH2 2O)O)COCO2 2吸收吸收光解光解固定固定还还原原NADPNADP+NADPHNADPH酶酶可见光可见光光照不变光照不变NADPH、ATPC3C5（CH2O）CO2浓度减少浓度减少增加增加减少减少增加增加减少减少CO2浓度增加浓度增加减少减少增加增加减少减少增加增加条件骤变对光合作用中各物质的影响条件骤变对光合作用中各物质的影响条件骤变对光合作用中各物质的影响条件骤变对光合作用中各物质的影响叶绿体叶绿体中的色素中的色素C C5 52C2C3 3ADP+PiADP+PiATPATPH H2 2O OO O2 2H H+多多种种酶酶酶酶(CH(CH2 2O)O)COCO2 2吸收吸收光解光解固定固定还还原原NADPNADP+NADPHNADPH酶酶可见光可见光CO2浓度不变浓度不变 NADPH、ATP C3C5（CH2O）光照减弱光照减弱减少减少增加增加减少减少减少减少光照增强光照增强增加增加减少减少增加增加增加增加光合作用原理的应用光合作用原理的应用1.1.光合作用强度的光合作用强度的表示方法表示方法？COCO2 2H H2 2O O （CHCH2 2O O）O O 2 2光能光能叶绿体叶绿体固定固定COCO2 2的量的量制造或产生制造或产生有机物（糖类）量有机物（糖类）量产生产生O O2 2的量的量单位时间内单位时间内光合作用光合作用产物的生成量或底物的消耗量！产物的生成量或底物的消耗量！2 2、光合作用速率的测定、光合作用速率的测定线粒体线粒体叶绿体叶绿体产生产生O O2 2释放释放O O2 2（可以测得）（可以测得）叶叶肉肉细细胞胞COCO2 2吸收吸收COCO2 2（可以测得）（可以测得）实际测量到的光合作用指标是实际测量到的光合作用指标是净光合作用速率净光合作用速率，称为，称为表观光合速率表观光合速率。光合作用原理的应用光合作用原理的应用植物在进行光合作植物在进行光合作用的同时，还进行用的同时，还进行呼吸作用。呼吸作用。真正真正(总总)光合速率光合速率=净净(表观表观)光合速率光合速率 +呼吸呼吸作用速率作用速率合成有机物的量合成有机物的量固定或消耗固定或消耗COCO2 2量量 产生产生O O2 2的量的量有机物积累量有机物积累量 CO CO2 2吸收量吸收量 O O2 2的释放量的释放量消耗有机物的量消耗有机物的量黑暗下黑暗下COCO2 2的释放量的释放量黑暗下黑暗下O O2 2的吸收量的吸收量=+光合作用原理的应用光合作用原理的应用3.3.影响光合作用的因素有哪些影响光合作用的因素有哪些？COCO2 2的浓度的浓度COCO2 2H H2 2O O （CHCH2 2O O）O O 2 2光能光能叶绿体叶绿体H H2 2O O光：光：光照强度、光质、光照时间光照强度、光质、光照时间矿质元素（矿质元素（N N、MgMg是是合成叶绿素的原料）合成叶绿素的原料）外因：外因：内因：内因：酶的种类、数量酶的种类、数量色素的含量色素的含量叶龄不同叶龄不同温温度度光合作用原理的应用光合作用原理的应用（1 1）光照强度）光照强度光照强度光照强度0 0COCO2 2吸收吸收速率速率COCO2 2释放释放速率速率A AB BC C呼吸速率呼吸速率光补偿点光补偿点 光饱和点光饱和点净光净光合速合速率率总总光光合合速速率率B B：光合作用：光合作用=呼吸作用呼吸作用D D：光合速率开始达到最大时对应的光照强度：光合速率开始达到最大时对应的光照强度D DABAB：光合作用：光合作用 呼吸作用呼吸作用呼吸呼吸速率速率A:A:只进行呼吸作用只进行呼吸作用讨论：讨论：1 1、C C点点之前和之后限之前和之后限制光合作用因制光合作用因素分别是？素分别是？2 2、能否在图、能否在图中找出总光合中找出总光合速率？速率？光合作用原理的应用光合作用原理的应用阴生植物阴生植物 是指在弱光条件下比强光条件下生长良好的植物。是指在弱光条件下比强光条件下生长良好的植物。阳生植物阳生植物 在强光环境中生长发育健壮，在阴蔽和弱光条件下在强光环境中生长发育健壮，在阴蔽和弱光条件下生长发育不良的植物称阳性植物生长发育不良的植物称阳性植物阴生植物阴生植物阳生植物阳生植物光照强度光照强度0 0A AB BC C阳生植物阳生植物呼吸速率呼吸速率光补偿点光补偿点光饱和点光饱和点阴生植物阴生植物A A1 1B B1 1C C1 1D D提示：阴生植物的呼吸作用较提示：阴生植物的呼吸作用较弱，弱，光补偿点光补偿点B B1 1在在B B点左侧点左侧；对对光的利用能力也不强，光的利用能力也不强，最大光最大光合速率合速率C C1 1往左下移。往左下移。应用：应用：合理密植、间作套种、合理密植、间作套种、适当剪枝适当剪枝讨论：若该曲线表示讨论：若该曲线表示的是阳生植物的光合的是阳生植物的光合速率，阴生植物的曲速率，阴生植物的曲线该如何画？据此生线该如何画？据此生产上有哪些应用？产上有哪些应用？COCO2 2吸收吸收速率速率COCO2 2释放释放速率速率（1 1）光照强度）光照强度光合作用原理的应用光合作用原理的应用（2 2）COCO2 2浓度浓度COCO2 2浓度浓度A A A AB B B B吸吸收收速速率率COCO2 2C C C C释释放放速速率率COCO2 2D DA A点：点：对应的对应的COCO2 2浓度为能进行浓度为能进行光合作用的最低光合作用的最低COCO2 2浓度。浓度。COCO2 2补偿点补偿点 光合作用速率呼吸作用速率光合作用速率呼吸作用速率最大光合速率最大光合速率B B点：点：C C点：点：1.1.多施有机肥或农家肥；多施有机肥或农家肥；2.2.温室栽培可使用温室栽培可使用COCO2 2发生器等；发生器等；3.3.大田中还要注意通风透气。大田中还要注意通风透气。应用：应用：讨论：讨论：C C点之后光合速率的限制因点之后光合速率的限制因素有哪些？（素有哪些？（提示：外因、内因提示：外因、内因）外因：主要为光照强度和温度，外因：主要为光照强度和温度，内因：酶的数量和活性。内因：酶的数量和活性。对应的对应的D D点为点为COCO2 2饱和点饱和点光合作用原理的应用光合作用原理的应用（3 3）温度温度O O温度温度A A光光合合速速率率B BC C原理：原理：温度通过影响温度通过影响 影响光影响光合作用，主要制约合作用，主要制约 反应。反应。温度过高时植物温度过高时植物 ，光，光合速率会减弱。合速率会减弱。1.1.温室中温室中,白天适当提高温度白天适当提高温度,晚上适当降温，晚上适当降温，从而提从而提高作物产量（有机物积累量）。高作物产量（有机物积累量）。2.2.解释植物解释植物“午休午休”现象。现象。应用：应用：酶的活性酶的活性暗暗气孔关闭气孔关闭光合作用原理的应用光合作用原理的应用（4 4）矿质元素矿质元素N N：光合酶及：光合酶及NADPNADP+和和ATPATP的重要组分；的重要组分；P P：NADPNADP+和和ATPATP的重要组分；的重要组分；K K：促进光合产物向贮藏器官：促进光合产物向贮藏器官运输运输，如淀粉的运输；，如淀粉的运输；MgMg：叶绿素叶绿素的重要组分。的重要组分。应用：应用：合理施肥合理施肥讨论：讨论：矿质元素含量过高对植矿质元素含量过高对植物的生长会造成什么影响？物的生长会造成什么影响？矿质元素矿质元素光光合合速速率率光合作用原理的应用光合作用原理的应用缺水缺水气孔关闭气孔关闭限制限制COCO2 2进入叶片进入叶片光合作用受影响光合作用受影响原理：原理：水既是光合作用的水既是光合作用的 ，又是体内各种化学反应的又是体内各种化学反应的 ，直接直接影响光合作用速率；影响光合作用速率；水分还能影响气孔的水分还能影响气孔的 ，间接间接影响影响 进入叶片，从而进入叶片，从而影响光合作用速率。影响光合作用速率。（5 5）水水应用：应用：合理浇灌合理浇灌原料原料介质介质开闭开闭COCO2 2光合作用原理的应用光合作用原理的应用水水光光合合速速率率探究探究实践：探究环境因素对光合作用的影响实践：探究环境因素对光合作用的影响 叶片含有空气，上浮叶片含有空气，上浮 叶片_。抽气产生产生O O2 2充满细胞间隙，叶片充满细胞间隙，叶片光合作用下沉上浮实验原理实验原理:通过通过抽动活塞的方式降低注射器内气压抽动活塞的方式降低注射器内气压,使常压下隐匿于叶圆片中的气使常压下隐匿于叶圆片中的气泡变大泡变大,最后逃逸出来最后逃逸出来,而留下的空隙就会被水所占据而留下的空隙就会被水所占据,从而达到从而达到排除叶肉细胞排除叶肉细胞间隙中空气的目的。间隙中空气的目的。在水环境中在水环境中,由于叶片光合作用产生的氧气可附着在叶肉细胞的间隙或由于叶片光合作用产生的氧气可附着在叶肉细胞的间隙或叶片的表面叶片的表面,使叶片的密度降低使叶片的密度降低,造成叶片上浮。造成叶片上浮。因此因此,可以可以通过比较不同光照通过比较不同光照条件下条件下同一时间段内小圆形叶片浮起的数量同一时间段内小圆形叶片浮起的数量,以此来判断叶片进行光合以此来判断叶片进行光合作用的强度。作用的强度。自变量：自变量：光照强弱光照强弱因变量：因变量：光合作用强度光合作用强度检测方法检测方法相同时间小圆形叶片浮起的数量相同时间小圆形叶片浮起的数量单位时间内叶片上浮数量单位时间内叶片上浮数量控制方法控制方法相同瓦数，不同距离相同瓦数，不同距离不同瓦数，相同距离不同瓦数，相同距离注射器的作用：注射器的作用：实验材料：实验材料：圆形小叶片（菠菜、吊兰等绿叶）圆形小叶片（菠菜、吊兰等绿叶）排出圆形小叶片中的气体排出圆形小叶片中的气体无关变量：无关变量：相同且适宜相同且适宜探究探究实践：探究环境因素对光合作用的影响实践：探究环境因素对光合作用的影响分组实验：分别将分组实验：分别将1010片叶圆片投入片叶圆片投入3 3只盛只盛20m20mL LNaHCONaHCO3 3的小烧杯的小烧杯中并调整中并调整40W40W台灯距离（台灯距离（1010、2020、3030cmcm）什么作用？什么作用？吸收热量排除干扰吸收热量排除干扰探究探究实践：探究环境因素对光合作用的影响实践：探究环境因素对光合作用的影响在一定范围内，在一定范围内，随着光随着光照强度不断增强，光合照强度不断增强，光合作用强度也不断增强。作用强度也不断增强。探究探究实践：探究环境因素对光合作用的影响实践：探究环境因素对光合作用的影响讨论：讨论：利用该装置还能探究哪些环境因素对光合作用利用该装置还能探究哪些环境因素对光合作用的影响的影响？这些因素分别如何控制呢？这些因素分别如何控制呢？提示：提示：COCO2 2浓度（吹气时间或浓度（吹气时间或不同质量分数的不同质量分数的NaHCONaHCO3 3溶液）、溶液）、温度（水浴保温）、温度（水浴保温）、光质（不同颜色的彩色灯泡）光质（不同颜色的彩色灯泡）光合作用原理的应用光合作用原理的应用积累有机物的时间段：积累有机物的时间段：制造有机物的时间段：制造有机物的时间段：消耗有机物的时间段：消耗有机物的时间段：一天中有机物最多的时间点：一天中有机物最多的时间点：一天中有机物最少的时间点：一天中有机物最少的时间点：cece段段bfbf段段ogog段段e e点点c c点点此植物是否能此植物是否能正常生长？正常生长？一天积累有机物一天积累有机物00如图是夏季晴朗条件下植物一如图是夏季晴朗条件下植物一天中光合速率的变化曲线图。天中光合速率的变化曲线图。夏季一昼夜夏季一昼夜CO2CO2浓度变化曲线浓度变化曲线a:只呼吸 ab:温度降低，呼吸减弱b:呼吸强度最低 bc:温度升高，呼吸增强c:开始光合 cd:光合呼吸 d:光合=呼吸de:光强增大，光合作用增强ef:温度过高，气孔部分关闭，CO2吸收量减少fg:气孔逐渐打开，CO2吸收速率增大gh:光强减弱，但光合仍呼吸 h:光合=呼吸hi:光强较弱，光合呼吸 i:只呼吸光照下光照下COCO2 2的吸收量的吸收量黑暗中黑暗中COCO2 2的释放量的释放量曲线曲线c c：净光合速率：净光合速率曲线曲线d d：呼吸速率：呼吸速率E E点：点：净光合速率等于呼吸速率净光合速率等于呼吸速率总光合速率是净光合速率的总光合速率是净光合速率的2 2倍倍曲线曲线a a、b b的差值：的差值：净光合作用强度净光合作用强度光合作用强度光合作用强度 =呼吸作用强度呼吸作用强度D D点：点：净光合作用强度为净光合作用强度为0 0光合作用原理的应用光合作用原理的应用如图是密闭玻璃罩如图是密闭玻璃罩内的植物一天中光内的植物一天中光合速率的变化曲线合速率的变化曲线图。图。COCO2 2浓度增加的原因是浓度增加的原因是COCO2 2浓度下降的原因是浓度下降的原因是光合速率等于呼吸速率的点是光合速率等于呼吸速率的点是_；经过一昼夜的时间，该植物是否生长？经过一昼夜的时间，该植物是否生长？_。判断的依据是。判断的依据是 光合作用的起始点是光合作用的起始点是 。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C CD D、H H化能合成作用化能合成作用 能够利用体外环境中的能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量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：来制造有机物的合成作用。例如：硝化细菌、硫细菌、铁细硝化细菌、硫细菌、铁细菌菌等少数种类的细菌。等少数种类的细菌。2NH2NH3 3+3O+3O2 2 2HNO2HNO2 2+2H+2H2 2O+O+能量能量硝化细菌硝化细菌2HNO2HNO2 2+O+O2 2 2HNO 2HNO3 3+能量能量硝化细菌硝化细菌6CO6CO2 2+6H+6H2 2O 2CO 2C6 6H H1212O O6 6+6O+6O2 2能量能量讨论：讨论：进行化能合成作用的生物属于自养还是异养生物？进行化能合成作用的生物属于自养还是异养生物？异养生物异养生物：只能利用环境中：只能利用环境中现成的有机物现成的有机物来维持自身的生命活动。来维持自身的生命活动。自养生物自养生物：以：以无机物转变无机物转变成为成为自身的组成物质自身的组成物质。新陈代谢类型新陈代谢类型1 1）自养）自养 需氧需氧 大多数植物，大多数植物，蓝细菌蓝细菌（产氧光合），（产氧光合），硝化细菌、硫细菌、铁细菌硝化细菌、硫细菌、铁细菌2 2）自养）自