5.4.2能量之源-光与光合作用 -高一生物人教版必修1.ppt

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1、自主学习自主学习阅读课本阅读课本P10P101 1-10-105 5页，完成以下填空：页，完成以下填空：时间时间人物人物实验过实验过程程结论结论1771年年普利斯特普利斯特利利小鼠与小鼠与绿绿色植物放在玻璃罩色植物放在玻璃罩内没有窒息而死内没有窒息而死植物可以植物可以_1779年年 英格豪斯英格豪斯500多次植物更新空气多次植物更新空气实验实验植物体只有植物体只有绿绿叶在叶在_才能更新空气即才能更新空气即产产生氧气生氧气1864年年 萨萨克斯克斯_后的后的绿绿叶一半遮光，叶一半遮光，一半曝光，后一半曝光，后经经碘蒸气碘蒸气处处 理，理，_一半叶一半叶变变蓝蓝，_一半叶不一半叶不变蓝变蓝植物叶片

2、在光合作用中植物叶片在光合作用中产产生了生了_1880年年 恩格恩格尔尔曼曼利用水利用水绵绵在不同光照条件下在不同光照条件下对对好氧好氧细细菌分布的影响菌分布的影响氧气是氧气是_产产生的，生的，_是光合作用的是光合作用的场场所所1941年年鲁宾鲁宾和和卡卡门门H2O+C18O2_H218O+CO2_光合作用光合作用释释放的氧气全部放的氧气全部来自于来自于_一、光合作用的探究历程一、光合作用的探究历程更新空气更新空气在光照下在光照下暗处理暗处理曝光曝光遮光遮光淀粉淀粉叶绿体叶绿体叶绿体叶绿体1818O O2 2O O2 2水水2000多年前多年前亚里士多德亚里士多德(Aristotle)问题：问

3、题：植物生长所需的物质来自何处植物生长所需的物质来自何处？认为认为：构成植物 体的原料是土壤 植物增加的重量植物增加的重量 =土壤减少的重量土壤减少的重量 海尔蒙特实验海尔蒙特实验五年后五年后16481648年比利时海尔蒙特的实验年比利时海尔蒙特的实验柳树增重柳树增重80kg土壤只减少土壤只减少0.06kg结论：植物增重主要来自结论：植物增重主要来自水分水分一段时间后一段时间后一段时间后一段时间后17711771年英国普利斯特利实验年英国普利斯特利实验普普利利斯斯特特利利实实验验结论结论：植物可以植物可以更新空气更新空气为什么蜡烛不会熄灭呢？已知材料：植物 蜡烛 玻璃钟罩 环境因素：阳光 实验

4、现象：光照下玻璃罩内植物旁的蜡烛依然燃烧实验现象：光照下玻璃罩内植物旁的蜡烛依然燃烧 结论：绿色植物可以更新空气 请指出一个明显的漏洞。请指出一个明显的漏洞。没有设置对照组没有设置对照组,排除光照对实验结排除光照对实验结果的干扰。果的干扰。17791779年，荷兰的英根豪斯年，荷兰的英根豪斯结论结论1：只有在：只有在光下光下植物才能更新空气。植物才能更新空气。普利斯特利的实验普利斯特利的实验只有在只有在阳光照射阳光照射下才下才能成功。能成功。17851785年，发现了空气的组成，年，发现了空气的组成，科学家在明确绿叶在光下科学家在明确绿叶在光下放出放出的气的气体是体是氧气氧气，吸收吸收的是的是

5、二氧化碳。二氧化碳。一一半半曝曝光光，一一半半遮遮光光在在暗暗处处放放置置几几小小的的叶叶片片18641864年萨克斯的实验年萨克斯的实验暗处理暗处理光照光照酒精酒精脱色脱色碘蒸汽处理碘蒸汽处理结论结论：绿色叶片光合作用产生绿色叶片光合作用产生淀粉淀粉同位素标记法同位素标记法C18O2 CO2H2OH218O光照下的光照下的球藻悬液球藻悬液O218O2AB同位素同位素18O分别标记分别标记H2O和和CO2H2 18O和和C18O2结论：光合作用释放的结论：光合作用释放的O2来自来自H2O 光合作用释放的光合作用释放的O2 到底是来自到底是来自H2O，还是还是CO2?19411941年年 美国科

6、学家美国科学家 鲁宾和卡门鲁宾和卡门20世纪世纪40年代，年代，卡卡尔文尔文(M.Calvin)用用14C标记的标记的CO2供小球供小球藻进行光合作用实验，藻进行光合作用实验，追踪检测其放射性。追踪检测其放射性。探明探明CO2中的中的C 在光在光合作用中转化成有机合作用中转化成有机物的转化途径。物的转化途径。卡尔文循环卡尔文循环：CO2 C3 (CH2O)二、光合作用的过程二、光合作用的过程光反应光反应暗反应暗反应划分依据划分依据:反应过程反应过程是否需要光能是否需要光能教师点评教师点评叶叶绿绿体体色色素素H2O水的光解水的光解叶叶绿绿体体色色素素O2HADP Pi酶酶ATP光反应色色素素光光

7、能能条件条件：光、光、色素、色素、酶酶场所：场所：物质物质变化变化水的光解：水的光解：ATP的合成：的合成：类囊体薄膜上类囊体薄膜上H2O H+O2光光 色素色素ADPPi ATP 光光酶酶光能光能1.光反应阶段光反应阶段吸收、传递吸收、传递和转换光能和转换光能能量转变：能量转变：ATP中活跃的化学能中活跃的化学能产物：产物：O2、H、ATP叶叶绿绿体体色色素素H2O水的光解水的光解叶叶绿绿体体色色素素O2HADP Pi酶酶ATP2C3多种酶多种酶参加催化参加催化供氢供氢供能供能还还原原（CH2O）暗反应暗反应光反应光反应CO2C5固固定定色色素素光光能能条件：条件：有光无光都可，需多种酶有光

8、无光都可，需多种酶场所：场所：叶绿体基质叶绿体基质物质物质变化变化CO2的固定：的固定：CO2C5 2C3酶酶C3的还原：的还原：ATP中活跃中活跃的化学能的化学能2.暗反应阶段暗反应阶段2C3+H (CH2O)+C5酶酶ATPADP+Pi能量转变：能量转变：有机物中稳有机物中稳定的化学能定的化学能产物：产物：（CH2O）、ADP、Pi光反应是暗反应的基础，为暗反应提供光反应是暗反应的基础，为暗反应提供HH和和ATPATP，暗反应为光反应提供暗反应为光反应提供ADPADP和和PiPi。暗反应暗反应光反应光反应项目项目联系联系能量能量转换转换物质物质变化变化条件条件部位部位ATP有机物中稳定的化

9、学能有机物中稳定的化学能多种酶多种酶叶绿体叶绿体基质基质中中CO2+C5 2C3酶酶 H A T P2C3 （CH2O）酶酶CO2的固定：的固定：C3的还原：的还原：光能光能ATP中活跃的化学能中活跃的化学能光光、色素、酶、色素、酶叶绿体叶绿体类囊体薄膜上类囊体薄膜上ATP的合成的合成：ADP+Pi+能量能量 ATP酶酶水的光解水的光解：2H2O 4H+O2光光光光光合作用光反应与暗反应的区别光合作用的概念光合作用的概念光合作用是指绿色植物通过光合作用是指绿色植物通过叶叶绿体绿体，利用，利用光能光能，把，把二氧化碳二氧化碳和水和水转化成储存着能量的转化成储存着能量的有机有机物物，并且释放出，并

10、且释放出氧气氧气的过程。的过程。场所场所条件条件产物产物原料原料光合作用实质光合作用实质能量变化：能量变化：合成有机物，储存能量。合成有机物，储存能量。物质变化：物质变化：整个光合作用过程中的物质变化和整个光合作用过程中的物质变化和能量变化分别是什么？能量变化分别是什么？把简单的把简单的无机物无机物转变为复杂的转变为复杂的有机物有机物 把把光能光能转变成储转变成储存在有机物中的存在有机物中的化学能化学能你能写出光合作用的反应式吗？你能写出光合作用的反应式吗？光合作用的反应式：光合作用的反应式：CO2+H2*O（CH2O）+*O2光能光能叶绿体叶绿体6CO2+12H2O C6H12O6+6H2O

11、+6O2光能光能叶绿体叶绿体光合作用与呼吸作用的区别：光合作用与呼吸作用的区别：光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用原料原料CO2、H2OO2、葡萄糖等有机物、葡萄糖等有机物产物产物O2、葡萄糖等有机物、葡萄糖等有机物CO2、H2O等等能量能量转换转换贮藏能量的过程贮藏能量的过程光能光能活跃的化学能活跃的化学能稳稳定的化学能定的化学能释放能量的过程释放能量的过程稳定的化学能稳定的化学能活跃活跃的化学能的化学能发生发生场所场所 叶绿体叶绿体线粒体、细胞质基质线粒体、细胞质基质条件条件光照下才可发生光照下才可发生光下、暗处都可发生光下、暗处都可发生异养生物：异养生物：不能直接利用无机物制造有机物，不能

12、直接利用无机物制造有机物，只能把从外界摄取的只能把从外界摄取的现成的有机物现成的有机物转变成自身转变成自身的组成物质，并储存能量的一类生物。的组成物质，并储存能量的一类生物。自养生物：自养生物：能够直接从外界摄取能够直接从外界摄取无机物无机物转变成转变成自身自身有机物有机物，并储存能量的一类生物。，并储存能量的一类生物。光能自养型（例如绿色植物）光能自养型（例如绿色植物）化能自养型（例如化能自养型（例如 硝化细菌）硝化细菌）人、动物、真菌、大多数细菌人、动物、真菌、大多数细菌硝化细菌化能合成作用化能合成作用2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量能量 2HNO2+O2 2HNO3+能量能量

13、 能量能量硝化细菌的化能合成作用硝化细菌的化能合成作用6CO6CO2 2+6H+6H2 2O O(CH(CH2 2O)+6OO)+6O2 2化能合成作用化能合成作用细菌利用体外环境中的某些无机物氧细菌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，这化时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用叫种合成作用叫化能合成作用化能合成作用。除了硝化细菌外，自然界还有铁细菌、除了硝化细菌外，自然界还有铁细菌、硫细菌属于进行化能合成作用的自养硫细菌属于进行化能合成作用的自养生物。生物。光能光能CO2+H2O叶绿体叶绿体（CH2O）+O2光合作用强度表示方法光合作用强度表示方法1、单位时间内光合作用

14、产生有机物的量、单位时间内光合作用产生有机物的量2、单位时间内光合作用吸收、单位时间内光合作用吸收CO2的量的量3、单位时间内光合作用放出、单位时间内光合作用放出O2的量的量内因：内因：环境因素：环境因素：基因决定酶种类基因决定酶种类数量不同数量不同光光 （强度、光质、时间长短）（强度、光质、时间长短）COCO2 2浓度浓度温度温度矿质元素矿质元素水分水分不同植物不同植物光合作用不同；光合作用不同；不同部位（叶）不同部位（叶）光合作用不同；光合作用不同；不同叶龄不同叶龄的叶光合作用不同。的叶光合作用不同。影响光合作用的因素影响光合作用的因素1.1.光照强度光照强度 真正光合速率真正光合速率=呼

15、吸速率呼吸速率 +净光合速率净光合速率 实际产实际产O2量量 =呼吸作用耗呼吸作用耗O2量量 +实测的实测的O2释放量释放量 实际实际CO2消耗量消耗量=呼吸作用呼吸作用CO2释放量释放量+实测的实测的CO2消耗量消耗量 实际葡萄糖生产量实际葡萄糖生产量=呼吸作用葡萄糖消耗量呼吸作用葡萄糖消耗量+葡萄糖净生产量葡萄糖净生产量 A A点点:光照强度为光照强度为0,0,只进行细胞呼吸只进行细胞呼吸,释放的释放的COCO2 2量表明呼吸强度量表明呼吸强度 B B点点:光合作用强度呼吸作用强度光合作用强度呼吸作用强度,呼吸释放的呼吸释放的COCO2 2全用于光合作用全用于光合作用 C C点点:光合强度

16、最大点，光合强度最大点，C C点以后限制光合作用的不再是光照强度点以后限制光合作用的不再是光照强度ABAB段段:随光照增强随光照增强,光合作用逐渐加强光合作用逐渐加强,此段此段呼吸强度呼吸强度光合强度光合强度BCBC段段:随光照增强随光照增强,光合作用逐渐加强光合作用逐渐加强,此段此段光合强度光合强度呼吸强度呼吸强度（呼吸速率）（呼吸速率）A A光合速率光合速率光合速率光合速率B BC C一天的时间一天的时间光合作用光合作用速速率率O光照强度光照强度121410光光合合作作用用速速率率夏天一天中日照强度与光合作用速率的关系夏天一天中日照强度与光合作用速率的关系日变化日变化(光照时间光照时间)：

17、光光合合作作用用速速率率CO2浓度浓度2.2.二氧化碳二氧化碳规律规律:在一定的浓度范围内在一定的浓度范围内,光合作用速率随光合作用速率随CO2的浓度增大而加快，超过一定浓度光合作的浓度增大而加快，超过一定浓度光合作用速率趋于稳定。用速率趋于稳定。光合作用是在酶的催化下进行的，温度直光合作用是在酶的催化下进行的，温度直接影响接影响酶的活性酶的活性。一般植物在。一般植物在10103535下正常进行光合作用。下正常进行光合作用。3.3.温度温度应用：应用：增加昼夜温差增加昼夜温差NN：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

18、重要组分；维持叶的重要组分；维持叶绿体正常结构和功能绿体正常结构和功能K K：促进光合产物向贮藏器官运输促进光合产物向贮藏器官运输MgMg：叶绿素的重要组分叶绿素的重要组分 4.4.矿质元素矿质元素5综合因素综合因素温度、光强、温度、光强、CO2浓度浓度 6.CO26.CO2和光照骤变对光合作用的影响和光照骤变对光合作用的影响11111111延长光合作用时间延长光合作用时间增加光合作用面积增加光合作用面积增加光能利用率增加光能利用率提高光合作用效率提高光合作用效率控制光照强弱控制光照强弱控制光质控制光质控制温度控制温度控制控制COCO2 2供应供应控制必需矿质元素供应控制必需矿质元素供应控制控制H H2 2O O供应供应温室中人工光照温室中人工光照合理密植合理密植间作套种间作套种通风透气通风透气在温室中施有机肥，在温室中施有机肥，使用使用COCO2 2发生器发生器阴生植物阴生植物阳生植物阳生植物应用应用提高农作物产量的措施提高农作物产量的措施红光和蓝紫光红光和蓝紫光适时适量施肥适时适量施肥合理灌溉合理灌溉保持昼夜温差保持昼夜温差