天津市第一百中学高中生物《5.4能量之源 光与光合作用》名师优质课件 新人教版必修1

叶绿体的结构
叶绿体基质
类囊体薄膜 学科网
基粒 内膜
外膜
叶绿体结构
• 1、叶绿体中的色素
• （1）分布：叶绿体类囊体薄膜
• （2）提取方法：有机溶剂（如：无水乙醇）
• （3）提取时加SiO2的目的是：使研磨充分
•
加CaCO3的目的是：防止色素受破坏
• （4）分离方法：纸层析法
• （5）分离原理：不同色素在层析液中溶解度不 同，溶解度大的扩散速度快。
左移，与松树相比，人参光合作用强度达到最高点时，所需 要的光照强度比松树低。
•光质的控制 红橙光光合效率最高,蓝紫光次之,绿光最差。
为提高大棚蔬菜的产量，应采取的正确措施是
A.安装红色透光薄膜
（D ）
B.安装蓝紫色透光薄膜
C.安装绿色透光薄膜
D.安装无色透光薄膜
1883年，德国生物学家用巧妙的实验，研究了光合作用的作 用光谱。它用一种丝状绿藻，将棱镜产生的光谱投射到丝状绿 藻上，并在丝状绿藻的悬浮 液中放入一些好氧细菌， 然后在显微镜下观察细菌 在丝状绿藻不同波长的光 照下各部分的聚集情况 （如图），请分析： （1）细菌聚集多的部分表示__氧__气____的浓度高，即这些部位丝 状绿藻的___光__合__作__用_强度高。 （2）从细菌大量聚集的区域可以看出，主要的作用光谱为 ____红___光____区和____蓝__紫__光__区。 （3）如果将该丝状绿藻长期放在500～550毫微米的波长照 射，丝状绿藻将死会亡_________，其原因是50：0～550毫微米的波长为
绿光区，丝状绿藻几乎不吸收绿光，因而丝状绿藻会因不能进行 光合作用，生命活动却一直在消耗有机物，长期的异化作用大于 同化作用，会引起丝状绿藻死亡 。
不同的藻类植物在海水中的分布有分层现象。如绿藻一般生 长在海水的浅层，而红藻类可以生活在20-30米较深的海水 中。已知红藻中有藻红蛋白和类胡萝卜素等光合色素，绿藻 中含有叶绿素等光合色素。图1是太阳光的光谱示意图；图2 中A是藻红蛋白的吸收光谱示意图。请利用物理学和生物学 知识解释绿藻和红藻在海水中出现这种分布的原因？
第四节 能量之源——
•
光与光合作用
•
天津市第一百中学
•
李允海
• 具有双层膜的细胞器有那几个？
Байду номын сангаас
主要内容
• 1、叶绿体的结构 • 2、叶绿体中色素的种类和作用 • 3、叶绿体中色素的提取和分离实验 • 4、光合作用的探究历程
• 5、光合作用的场所和过程 • 6、光合作用原理的应用 • 7、化能合成作用
②光照强度为a时，光合作用吸收二氧化碳的量等于呼吸作用 放出的二氧化碳的量。如果白天光照强度较长时期为a，植物 能不能正常生长？为什么？ 不能。光照强度为 a 时，光合作用 形成的有机物和呼吸作用消耗的有机物相等，但晚上只进行呼 吸作用。因此，从全天看，消耗大于积累，植物不能正常生长。 ③如将该曲线改绘为人参（阴生植物）光合作用强度与光照强 度关系的曲线，b点的位置应如何移动，为什么？
中资料可获得的结论（ C ）
(A)温度越高，光合作用速率愈快，故光合作用速率与温度 成正比。
(B) CO2浓度愈高，光合作用速率愈快，故光合作用速率与 浓度成正比。
(C) CO2浓度在0.4%以下时，光合作用速率随CO2浓度的 增加而升高。
(D)温度40℃，CO2浓度为0.6%时，光合作用速率约50。
• （6）、层析的结果：由快到慢，由上到下的顺序是：
• 胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a （蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）
• （7）、层析时的注意事项：
•
A、 色素滤液细线要细而直
•
B 、色素滤液细线不能接触到层析液
•
C、 滤纸要去两角
•
D 、 烧杯要加盖
叶绿体 中色素
叶绿素a（蓝绿色） 叶绿素b（黄绿色） 胡萝卜素（橙黄色）
• A．①②③④ B．④③②①
• C．③①④② D．①③②④
叶绿体基质
类囊体薄膜 基粒 内膜 外膜
光合作用的过程
光反应
暗反应
提高农作物产量的措施
增加光能利用率
提高复种指数 延长光合作用时间： 温室中人工光照
增加光合作用面积：
合理密植 间作套种
提高光合作用效率
控制光照强弱
阴生植物 阳生植物
控制光质
通风透光
控制CO2供应
在温室中施有机肥， 使用CO2发生器
控制必需矿质元素供应 适时适量施肥
提高农作物的光合作用效率
光合作用效率的定义： 绿色植物通过光合作用制造的有机物中所含
的能量，与光合作用中吸收的光能的比值。
光合作用效率的表示方法： 1.光合作用强度 2.光合作用速率 3.单位面积单位时间内CO2的变化量 单位：molm-2 s-1 mgm-2 s-1
•无机盐元素对光合作用效率的影响
(1)是叶绿体的组成成分。
N、Mg 叶绿素
N
酶
N、P
ATP、NADPH
(2)参与酶活性的调节:Mg、Mn、Cl和Ca
(3)参与光合作用暗反应与产物转运。如 K
• 光合速率的日变化
光合作用强度 (molm-2s-1)
40
35
C4
30
25
20
15
C3
10
5
0
5
10
15
20
25
时间
化能合成作用
• 硝化细菌等一类微生物能够利用体外环境 中某些无机物氧化时释放的能量来制造有 机物的过程。
• 例如硝化细菌、硫细菌等都是自养生物。
•光照强度的控制
光 合 作 用 强ab 度 光补 光饱
偿点 和点
阳生植物 阴生植物
光照强度
2001苏浙理综 右图表示野外松树（阳生植物）光合 作用强度与光照强度的关系。其中的 纵坐标表示松树整体表现出的吸收二 氧化碳和释放二氧化碳量的状况。
①当光照强度为b时，光合作用强度 最高，光照强度再增强，光合作用强度不再增加。 。
•CO2浓度对光合作用效率的影响
光40 合35 作30 用强25 度20
15 10
5 0
-5 0 a
-10
C4 C3
500 b
1000
1500
CO2 (l L-1)
在低浓度的CO2环境中，下列哪一组植物的生
长状况要良好一些（ C ）
A.小麦、水稻
B.小麦、大豆
C.玉米、高梁
D.玉米、马铃薯
右图为光合作用速率与温度、 CO2浓度的关系图，根据图中资 料来判断，下列叙述哪项是由图
•
• 结论：植物增重主要来自于水分
• 讨论：实验的不足在哪里呢？
•
没有考虑到空气的影响
植物放出氧气之谜
• 1771年普利斯特利的实验： • 结论：植物能净化空气 • 不足：没有考虑光照的影响 • 1779年英格豪斯 • 结论：光照绿色植物才能更新空气 • 1785年清楚了空气的成分从而明确绿叶在
光下吸收的是二氧化碳，释放的是氧曼气 • 1800年恩格尔曼证明氧气来自叶绿体，叶
绿体是光合作用的场所。
1845年德国 梅耶 光能转化为化学能储存起来
• 1864年德国 萨克斯 光合作用产物氧气和 淀粉
1939年鲁宾和卡门 同位素标记 光合作用释 放的氧气来自 水
20世纪40年代 卡尔文 同位素标记法 二氧 化碳中的碳转化成有机物中的碳
1、请按时间先后顺序排列下列事件（ ）
①德国科学家萨克斯证明了绿色叶片在光合作用 中产生了淀粉 ②美国科学家鲁宾和卡门用同位 素标记法证明光合作用释放的氧气全部来自参加 反应的水③英国科学家普利斯特利指出植物可以 更新空气 ④美国科学家恩格尔曼用水绵做实验 证明氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植 物进行光合作用的场所
所光以子含能叶量绿E=素h，υ,光吸速收c红=光λυ较，多,则的υ绿=c藻/λ分，布从于而海E=水（的h浅c）层/；λ，含即藻波红 蛋长白越和短类，胡光萝子卜的素能，量吸越收高由。蓝由紫此光可和知绿，色水光层较对多光的波红中藻的分红布、于橙海部 水分深吸的收地显方著。多（于这对是蓝植、物绿在部演分化的过吸程收中，，即对深于水深层水的中光光线谱中成含分较发多 生的变短化波的光一。种生理适应。）
叶黄素（黄 色）
红光和蓝紫光 蓝紫光
叶绿体中色素的作用
• 吸收、传递、转化光能 。其 中叶绿素a和叶绿素b主要吸 收蓝紫光和红光。胡萝卜素 和叶黄素主要吸收蓝紫光.
探究历程
• 问题1：植物为什么会生长？ • 古希腊亚里士多德 • 认为：根吸收土壤中的养分 • 土壤减少的重量=植物增加的重量
1642年，海尔蒙特实验 五年后柳树增重74.47kg,土壤减少0.06kg