生物：54《能量之源——光与光合作用》课件(新人教版必修1).ppt

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1、生物体内的主要能源物质是:,生物体内主要的储能物质是:,糖类,脂肪,温故,生物体进行生命活动的直接能源物质:,ATP,最终能量来源:,太阳的光能,能量之源光与光合作用,第4节,1、实验绿叶中色素的提取和分离,实验原理：提取色素（用无水乙醇或丙酮）、分离色素（用层析液）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 醇等方法步骤：1.提取绿叶中的色素 2.制备滤纸条 3.画滤液细线 4.分离绿叶中的色素 5.观察和记录,一 捕获光能的色素和结构,提取色素：,分离:,研磨，加少许的石英砂和碳酸钙,无水乙醇，快速研磨,将研磨液进行过滤,剪碎叶片，放入研钵中,

2、制备滤纸条,画滤液细线,分离绿叶中的色素,层析液,叶绿素a,叶绿素b,(蓝绿色),(黄绿色),胡萝卜素,叶黄素,(橙黄色),(黄色),色素分离的原因：,叶绿素（约占3/4）,类胡萝卜素（约占1/4）,叶绿素a,叶绿素b,胡萝卜素,叶黄素,(橙黄色),(黄色),(蓝绿色),(黄绿色),1用纸层析法分离叶绿体中的色素，在滤纸条上，色素带从上至下，依次为：A.叶绿素b胡萝卜素叶黄素叶绿素a B.叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素 C.叶黄素叶绿素a叶绿素b胡萝卜素 D.胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b,D,巩固与提高,因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片才呈现绿色。,叶绿体中的色素主要吸收红

3、光和蓝紫光,叶片为什么往往是绿色的呢？,叶绿素中的吸收光谱,0,400,500,600,700 nm,50,100,叶绿素b,叶绿素a,紫外光,红外光,叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光,讨论：为什么不使用绿色的塑料薄膜或补充绿色光源？,用红色或蓝色的塑料薄膜挂红色或蓝色的灯管,1.在光照强度相同的情况下,为绿色植物提供哪种光,对其光合作用最有利,光合作用的产物较多,A.红光 B.蓝紫光 C.橙光 D.绿光,B,基粒,外膜,内膜,基质,2、光合作用的场所,类囊体,(有色素和酶),(含有酶),双层膜,有与光合作用有关的酶类囊体增大膜面积的结构有少量的DNA和RNA,叶绿体,使用：水绵,好氧菌

4、,水绵结构,5、恩格尔曼实验1880年，(美）,5.恩格尔曼实验,黑暗、无空气 环境,完全暴光,光束,完全暴光,极细光束照射,氧气是叶绿体释放出来的。叶绿体是光合作用的场所。光合作用需要光能,结论:,恩格尔曼实验,1、为什么水绵是合适的实验材料？2、他是如何控制实验条件的？,水绵具有细而长的叶绿体，便于观察,A、选用黑暗、无空气的环境：排除环境中光线和氧气的影响,B、选用极细的光束，并用好氧细菌检测，准确判断释放氧气的部位,讨论：此实验在设计上有什么巧妙之处？分以下几个问题：,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

5、,回眸光合作用的的探究历程,1771年，英国普利斯特利（J.Priestly)1779年，荷兰英格毫斯（J.Ingen-housz)1845年，德国梅耶（R.Mayer)1864年，德国萨克斯（J.Von Sachs)1939年，美国鲁宾(S.Ruben)和卡门(M.Kamen)1948年，美国卡尔文（M.Calvin),CO2+H2O,光能,C6H12O6+O2,叶绿体,反应物,产 物,条件,场所,1864年，萨克斯(德)的实验,（置于暗处几小时）思考：目的是什么？,为了使绿叶中原有的有机物消耗殆尽,绿色叶片,黑暗处理,一半曝光,一半遮光,变蓝,没有变蓝,碘蒸汽处理,4、萨克斯的实验（186

6、4年）,过程：,绿色叶片在光的作用下产生了淀粉,光合作用需要光,结论:,思考:萨克斯将绿色叶片先放在暗处几小 时的目的是（）A.将叶片中的水分消耗掉 B.将叶片中原有的淀粉消耗掉或转移C.增加叶片的呼吸强度 D.提高叶片对光的敏感度,B,同位素标记法？,用氧的同位素18O分别标记H2O和CO2,使它分别成为H218O和C18O2。进行两组光合作用的实验：,6、鲁宾、卡门实验,H2O,C18O2,H218O,CO2,光照下的小球藻悬浮液,O2,18O2,光合作用释放的O2全部来自于H2O,6、鲁宾、卡门实验,结论:,走近高考,在植物实验室的暗室内，为了尽可能地降低植物光合作用的强度，最好安装（）

7、A、红光灯 B、绿光灯C、白炽灯 D、蓝光灯,B,反应条件：反应场所：反应物：生成物：能量变化：,光能等,叶绿体,CO2，H2O,有机物，O2,光能化学能,三、光合作用的过程,1、光反应阶段,2、暗反应阶段,光合作用的过程,请阅读课文P103104页有关光合作用过程的内容，思考：1、光反应阶段和暗反应阶段在所需条件、进行场所、物质变化、能量转换方面的区别；2、两个阶段有何联系？,光合作用的过程,供氢,供能,还原,多种酶参加催化,2C3,C5,固定,CO2,光反应阶段,暗反应阶段,场所：,叶绿体的类囊体薄膜,叶绿体基质,光反应阶段,光能 酶 色素,在叶绿体类囊体的薄膜上进行,物质变化:,能量变化

8、:,ATP的合成：,水的光解：,条件：,场所：,酶、色素,暗反应阶段,多种酶，还原剂H 能量ATP,叶绿体基质,物质变化：,二氧化碳的固定：,三碳化合物被还原：,ATP中活跃化学能有机物中稳定的化学能,能量变化：,场所：,条件：,酶,2C3,酶,ATP、H,（CH2O）+C5+H2O,4、光反应阶段与暗反应阶段的比较,叶绿体类囊体的薄膜上,叶绿体的基质中,需光、色素和酶,需多种酶、H、能量ATP,光能转变为ATP中活跃的化学能,ATP中活跃的化学能转化为糖类等有机物中稳定的化学能,水的光解ATP的合成,CO2的固定,C3的还原,H2O,B,A,C,D,E+Pi,F,G,CO2,J,光,8.下

9、图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：,图中B是，它来自于的分解。图中C是，它被传递到叶绿体的 部位，用于。图中D是，在叶绿体中合成D所需的能量来自 图中的H表示，H为I提供当 突然停止光照时，F，G。（填增加或减少）,H,I,2,水,H,基质,还原C3,ATP,色素吸收的光能,增加,减少,光反应,H、ATP,讨论：条件变化时，各种物质合成量的动态变化。,增加,减少,增加,增加,增加,减少,减少,增加,增加,减少,增加,减少,增加,增加,减少,减少,减少,减少,增加,减少,6、光合作用原理的应用,（1）影响光合作用的因素,光照强度 CO2 温度、水、矿质元素 等,（2）提高农作物光合作用

10、强度的措施,3、适当提高CO2浓度,4、白天适当提高温度，夜晚适当降低温度,5、适当增加植物体内的含水量,6、适当增加矿质元素的含量,2、合理密植,在生活中的应用,清晨或夜间不在密林中锻炼,（增大昼夜温差）,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,能够直接把从外界环境摄取的无机物转变成为自身的组成物质，并储存了能量的一类生物,不能直接利用无机物制成有机物，只能把从外界摄取的现成的有机物转变成自身的组成物质，并储存了能量的一类生物,如：绿色植物，蓝藻、硝化细菌、铁细菌、硫细菌等,如：人、动物、真菌(

11、如蘑菇)、多数的细菌（乳酸菌、大肠杆菌）等,自养生物：,异养生物：,兼性营养型 有些生物（如红螺菌）在没有有机物的条件下能够利用光能固定二氧化碳并以此合成有机物，从而满足自己的生长发育需要；在有现成的有机物的时候这些生物就会利用现成的有机物来满足自己的生长发育的需要,绿色植物的光合作用与呼吸作用的比较：,含叶绿体的细胞,叶绿体,线粒体（主要场所）,光、色素、酶,氧气、酶,无机物 有机物,活细胞,光能转变为化学能储存在有机物中,将有机物中的能量释放出来，一部分转移到ATP中,光合作用的产物为细胞呼吸提供了物质基础有机物和氧气；细胞呼吸产生的二氧化碳可被光合作用所利用,分解有机物,光能转换为生命动

12、力的过程,光能,光反应,ATP中活跃的化学能,有机物中稳定的化学能,各项生命活动,ATP中活跃的化学能,利用,细胞呼吸,光合作用,暗反应,直接的能量来源：,ATP,最终的能量来源：,太阳的光能,4绿色植物在暗处不能放出氧气是因为 ACO2的固定受阻B三碳化合物的还原需要光C水的分解不能进行D五碳化合物的再生困难,C,5关于暗反应的叙述错误的是()A必须接受光反应产生的氢和ATP B将完成CO2的固定及三碳化合物的还原 C暗反应的主要产物是葡萄糖D暗反应不需要光，只能在暗处进行,D,6、下列能正确表示光合作用整个过程中能量变化的是A、光能ATP活泼的化学能葡萄糖稳定的化学能B、光能葡萄糖稳定的化

13、学能ATP活泼的化学能C、光能ATP活泼的化学能D、光能葡萄糖稳定的化学能,A,7.某科学家用含碳的同位素14C的二氧化碳追踪光合作用中碳原子在下列分子中的转移,最可能的途径是 A.二氧化碳叶绿素ADP B.二氧化碳叶绿素ATP C.二氧化碳三碳化合物葡萄糖 D.二氧化碳酒精葡萄糖,C,8、（04全国）离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO2气体的供应，短时间内叶绿体中C3化合物与C5化合物相对含量的变化是（）A、C3化合物增加、C5化合物减少 B、C3化合物增加、C5化合物减少 C、C3化合物减少、C5化合物增加 D、C3化合物减少、C5化合物减少,C,9光合作用过程中，

14、水的分解及三碳化合物形成葡萄糖所需能量分别来自 A呼吸作用产生的ATP和光能B都是呼吸作用产生的ATPC光能和光反应产生的ATPD都是光反应产生的ATP,C,2水稻在适宜的情况下生长，如改变下列哪一项会使产量增加 A氧的含量BCO2的含量C氮的含量D水蒸气的含量,B,3.在暗反应中，固定二氧化碳的物质是（）三碳化合物 五碳化合物 氧气,4.下列有关光合作用的叙述中,正确的是光合作用全过程都需要光光合作用光反应和暗反应都需酶的催化光合作用全过程完成后才有氧气的释放光合作用全过程完成后才有化学能的产生,5光合作用的暗反应中，三碳化合物转变成葡萄糖，最起码需要的条件是（）O2 叶绿素分子 ATP H

15、 多种酶 五碳化合物 A.B.C.D.,6光合作用不在叶绿体类囊体膜上进行的是()A.ADP+Pi+能量 ATP B.氧气的产生 C.二氧化碳的固定 D.H的产生,7.叶绿体中色素的作用是()A.固定二氧化碳 B.还原二氧化碳 C.形成葡萄糖 D.吸收、传递、转化光能8.与光合作用光反应有关的是（）H2O ATP ADP CO2 A.B.C.D.,D,A,9、在光合作用实验中，如果所用的水中有0.20%的水分子含有18O，CO2中有0.68%的CO2分子含有18O，那么，植物进行光合作释放的O2中，含18O的比例为（）A、0.20%B、0.44%C、0.64%D、0.88%,A,返回,光照强度

16、与光合速率的关系,a点：光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放的CO2量可表示细胞呼吸的强度,ab段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量减少，这是因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度,b点：细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，此时细胞呼吸强度等于光合作用强度,bc段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，到C点以上不再增强,a点：,b点：,bc段：,ab段：,光补偿点,光饱和点,下图表示的是光照强度与光合作用强度之间关系的曲线，该曲线是通过实测一片叶子在不同光照强度条件下的CO2 吸收和释放的情况。你认为下列四个选项中，能代表细胞

17、中发生的情况与 B点 相符的是,C,A点,B,措施：阳生植物应种植在阳光充裕的地方，阴生植物应种植在荫蔽的地方；光强必须达到一定值。,合理密植,立体种植,改变株形,大棚人工光照,一年一熟改为一年多熟,施用NH4HCO3（大田）,施用农家肥,合理密植,（立体种植）套 种,油 桃,措施：温室：燃烧液化石油气，使用二氧化碳发生器。大田：确保良好通风；增施有机肥料；深施“碳铵”(NH4HCO3),空气中CO2含量一般占330mg/L，与植物光合所需最适浓度（1000mg/L）相差太远。,必须指出：增加CO2可以提高光合效率，但是无限制地在全球范围内提高CO2浓度，会产生“温室效应”,如何控制温室内的温

18、度，有利于提高光合作用强度？,温室栽培中，白天调到光合作用的最适温度，晚上适当降低温度。,（增大昼夜温差）,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：叶绿素的重要组分不足：光合作用不能顺利进行过量：危害农作物正常生长发育,光合作用与叶龄的关系,O,叶龄,光合速率,农作物管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶，蔬菜及时换新叶,光合作用的出现为有氧呼吸的出现创造了条件,为陆生生物的出现创造了条件(多余的游离氧变成了臭氧，阻挡紫外线),在蓝藻出现以前，地球的大气并没有氧。只是在距今3020亿年以前，蓝藻在地球上出现

19、以后，地球的大气中才逐渐含有氧，从而使地球球上其他进行有氧呼吸的生物得以发生和发展。,叶绿素a叶绿素b叶黄素胡萝卜素,叶绿素a,光合作用,阅读课本后思考：,1、叶绿体中的光合色素主要有哪些？P98-992、它们分别主要吸收哪种光？,9.下图是小球藻进行光合作用示意图，图中物质A与物质B的分子量之比是（）,C18O2,A,H2O,CO2,B,H218O,光照射下的小球藻,A：B：,巩固与提高,1进行光合作用完整的单位是 A叶肉细胞B叶绿素C绿色基粒D叶绿体,A,需叶绿素、光、酶,多种酶、ATP和H,ATP的合成：,水的光解：,CO2的固定：,C3的还原：,ATP中的活跃化学能有机物中稳定的化学能

20、,光反应与暗反应的区别,叶绿体的基质中,叶绿体类囊体的薄膜上,1.光反应为暗反应提供:,2.暗反应为光反应补充消耗了的ADP和Pi。,光反应与暗反应的联系,还原剂H和能量(ATP)；,1.下图为用分光光度计测定叶片中两类色素吸收不同波长光波的曲线图,请判定A和B分别为何种色素（）或者问：对叶绿体中的某色素进行光谱分析，发现光谱中的蓝紫光区和红光区呈黑色，则此色素可能是,A.叶绿素、类胡萝卜素 B.类胡萝卜素、叶绿素 C.叶黄素、叶绿素 D.叶绿素a、叶绿素b,D,H2O,B,A,C,D,E+Pi,F,G,CO2,J,光,8.下 图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：,图中B是，它来自于的

21、分解。图中C是，它被传递到叶绿体的 部位，用于。图中D是，在叶绿体中合成D所需的能量来自 图中的H表示，H为I提供当 突然停止光照时，F，G。（填增加或减少）,H,I,2,水,H,基质,还原C3,ATP,色素吸收的光能,增加,减少,光反应,H、ATP,光反应和暗反应的比较,场所,条件,物质变化,能量变化,光反应,暗反应,基粒片层膜上,基质中,有光,光反应、多种酶,水的光解ATP的生成,CO2的固定C3的还原ATP的水解,光能 活跃化能,活跃化能 稳定化能,8、剑桥大学的希尔将分离出来的叶绿体加到草酸高铁钾盐溶液中，经过光照以后放出氧气，同时草酸高铁被还原 4Fe3+2H2O 4Fe2+4H+O

22、2请问希尔实验的重要意义是什么？它是否就是光反应？,【答案】希尔反应不能说就是光反应。它主要是说明了光合作用的氧气的来源是水分子的分解。,9下图是验证绿色植物进行光合作用的实验装置。先将这个装置放在暗室24小时，然后移到阳光下；瓶子内盛有NaOH溶液，瓶口封闭。,(1)数小时后摘下瓶内的叶片，经处理后加碘液数滴而叶片颜色无变化，证明叶片中_，这说明_。(2)瓶内放NaOH溶液的作用是_。(3)将盆栽植物先放在暗处24小时的作用是_。,无淀粉,光合作用需要CO2作原料,除去CO2,消耗体内原有的淀粉,延长光合作用时间,增加光合作用面积,提高农作物的光合作用效率,光照强弱的控制,二氧化碳的供应,必

23、需矿质元素的供应,提高农作物对光能的利用率,如：如合理密植、套种,如：补充人工光照、多季种植,植物在能量相等的不同单色光下，红光和蓝紫光有利于提高光合作用效率，而黄绿光则不利于提高光合作用效率；在红光下，光合产物中糖类含量较多，在蓝紫光下，光合产物中蛋白质和脂肪较多。,措施：在塑料大棚或人工光照的温室中，给绿色植物开“光吧”,1光合作用过程的正确顺序是（）二氧化碳的固定 氧气的释放 叶绿素吸收光能水的光解三碳化合物被还原A.B.C.D.,光合作用的反应式:,从反应式中能获得那些信息？,三、光合作用的过程,右图是一个研究光合作用过程的实验，实验前溶液中加入ADP，Pi，叶绿体等，实验过程中有机物

24、的合成如下图。请分析回答：,AB段：,无CO2，所以没有有机物合成,BC段：,因为AB段提供了充足的H和ATP，暗反应进行，有机物合成率迅速上升。,CD段：,因为无光照，随着H和ATP的不断消耗，暗反应减弱,有机物合成率下降,有机物合成率,时间,光照无CO2,黑暗有CO2,CO2浓度对光合作用强度的影响,光合速率,CO2的浓度,B,A,C,3提取叶绿体中的色素，最常用的溶剂是_A.蒸馏水 B.甲醇 C.丙酮 D.乙醇,叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光,三棱镜,三棱镜,绿叶色素提取液,特别说明：光合作用的产物除糖类和氧外，还有氨基酸、脂肪等有机物,H2O+CO2（CH2O）+O2,光能,叶绿体

25、,12H2O+6CO2 C6H12O6+6H2O+6O2,光能,叶绿体,3、光合作用中H、C、能量的转移途径：H2O中H的转移途径：CO2中C的转移途径：能量的转移途径：,H2O,H,（CH2O）,CO2,C3,（CH2O）,光能,ATP中活跃的化学能,（CH2O）中稳定的化学能,1、光合作用将太阳能转化为化学能并储存有机物；2、光合作用释放氧气；3、为生物进化起了重要推动作用,光合作用的意义：,a b：b c：c d：d e：,CO2浓度超过一定限度，将引起原生质体 中毒或气孔关闭，抑制光合作用。,CO2浓度对光合作用强度的影响,CO2浓度再增加，光合作用强度保持不变；,随CO2的浓度增加，光合作用强度增强；,CO2太低，农作物消耗光合作用产物；,下图表示的是光照强度与光合作用强度之间关系的曲线，该曲线是通过实测一片叶子在不同光照强度条件下的CO2 吸收和释放的情况。你认为下列四个选项中，能代表细胞中发生的情况与 B点 相符的是,C,A点,B,不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光，即红藻反射出了红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄色的光。水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于对蓝、绿部分的吸收，即到达深水层的光线是相对富含短波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方,