高中生物人教版课件:光合作用

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光合产物中有机物的碳来自CO2
反应物、条件、场所、生成物
CO2+H2O
光能 叶绿体
(CH2O)+O2
糖类
三、光合作用的过程
划分依据:反应过程是否需要光能 光反应 暗反应
光反应
H2O


O2 [H]
ATP

ADP +Pi
1.光反应阶段
条件 :光、色素、酶
场所:类囊体薄膜上
物质 变化
水的光解: H2O 光
卡尔文循环:CO2 → C3 → (CH2O)
年代 1771 1779 1845 1864 1880 1939 20世纪40代
科学家
普利斯特利 英格豪斯 R.梅耶 萨克斯 恩格尔曼
鲁宾 卡门 卡尔文
结论
植物可以更新空气
只有在光照下植物可以更新空气 植物在光合作用时把光能转变成 了化学能储存起来 绿色叶片光合作用产生淀粉 氧由叶绿体释放出来。叶绿体是 光合作用的场所 光合作用释放的氧来自水。
多( C )
A.红光 B.蓝紫光 C.白光 D.绿光
2.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( B )
A.红光 B.蓝紫光 C.橙光 D.绿光
绿叶中的色素具有吸收光能、 传递光能、转化光能的作用
这些捕获光能的色素存在于细胞 中的什么部位呢?
回顾
绿叶
叶绿素主要吸收蓝紫光和红光 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光
光照到物体表 面后,该物体又将 这种颜色的光反射 出来,就是我们所 见到的颜色。对植 物而言,除了部分 橙光、黄光和大部 分绿光被反射外, 其他的基本上都被 叶绿素分子等所吸 收了,所以植物的 叶片呈现绿色。
例题
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
D 4.如图做色素层析分离的正确装置是( )
5.色素分布在叶绿体的什么部位?
叶绿体的类囊体薄膜上
6.与光合作用有关的酶在什么地方?
类囊体和叶绿体基质中
【巩固1】 如图表示绿叶中色素的提取和分离实验的部
D 分材料和用具,下列叙述错误的是( )
A.图①加入研钵内的物质有无水乙醇、SiO2、CaCO3 B.将浆糊状研磨液倒入②中,漏斗基部应放一块单层尼 龙布 C.③画滤液细线的要求是细、齐、直 D.④层析结果色素带最宽的是叶绿素b,扩散最快的是 叶黄素
硝化细菌能利用这两个化学反应中释放出来的化学能, 将CO2和水合成为糖类,这些糖类可供硝化细菌维持 自身的生命活动。
硝化细菌的化能合成作用
2NH3+3O2 2HNO2+O2
2HNO2+2H2O+能量 2HNO3+能量
6CO2+6H2O 能量 (CH2O)+6O2
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 自养生物。
6.1939年,鲁宾和卡门
同位素18O分别标记H2O和CO2
H2 18O和C18O2
结论:光合作用释放的氧气来自水
C18O2
O2 CO2
18O2
光照下的 球藻悬液
H2O H218O
第一组
第二组
7.美国卡尔文
用14C标记14CO2,供小球 藻进行光合作用,探明了 CO2中的C的去向,称为 卡尔文循环。
叶绿素a(蓝绿色) 叶绿素(主要吸收蓝
叶绿素b(黄绿色)
紫光和红光)
绿叶中的色素具有 吸收 、传递 、转化 光能 的作用,分布在类囊体的薄膜上 。
一、光合作用的定义
绿色植物通过叶绿体,利用光能, 把CO2和H2O转化成储存着能量的有 机物,并释放出O2的过程。
二、光合作用的探究历程(P101-102)
停止光照:C3 C5 [H] ATP (CH2O) 停光照,C3升其余降
停止CO2: C3 C5 [H] ATP (CH2O) 停CO2,C3和糖降,其余升
影响光合作用的环境因素
1)光照:光照强度、光的波长、光照时间
2)二氧化碳浓度 3)温度 4)水分 5)矿质元素 6)光质
1)光照强度
①图中A点含义: 光照强度为0,只进行呼吸作用
H2O
O2、[H]、ATP
CO2
糖类、ADP、Pi
物质变化
水的光解 ATP的合成
CO2的固定 C3的还原
能量变化
光能→ATP中活跃的化学能
ATP中活跃的化学能→ (CH2O)中稳定的化学能
联系
光反应为暗反应提供[H]和ATP 暗反应为光反应提供ADP和Pi
光合作用的实质
合成有机物:
把二氧化碳和水合成糖类等有机物。
储存能量:
光能 ATP中化学能
有机物中化学能
光反应
暗反应
光合作用
光合作用过程的图解(P103)
H2O
O2
水在光
下分解 [H]
2C3
光能
叶绿体中 的色素
ATP 酶
ADP+Pi
多种酶参 加催化
还原
CO2 固定 C5
(CH2O)
光反应阶段
暗反应阶段
正常进行光合作用的植物,突然停止光 照后,C3、C5、[H] 、ATP和(CH2O)含量如 何变化?若突然停止CO2的供应呢?

②B点含义: 光合作用与呼吸作用强度相等,称为光补偿点 ;
③C点表示:光合作用强度不再随光照强度增强而增强,称为光饱和;点
④若甲曲线代表阳生植物,则乙曲线代表 阴生 植物。
2)二氧化碳浓度
在一定的浓度范围内,光合 作用速率随CO2的浓度增 大而加快,超过一定浓度 光合作用速率趋于稳定。
图中A点表示:CO2浓度达到植物所需的最大值, 光合速率不再上升(CO2 饱和点)
颜色 橙黄色
黄色 蓝绿色 黄绿色
色素含量 最少 较少
最多 较多
溶解度 高 低
扩散速度 快 慢
二、绿叶中色素的种类和作用
绿
胡萝卜素(橙黄色)
类胡萝卜素
叶 (占1/4) 中
叶黄素 (黄色)

色 叶绿素 素 (占3/4)
叶绿素a (蓝绿色) 叶绿素b(黄绿色)
叶绿体中的 色素提取液
四种色素对光的吸收
四、化能合成作用
自然界中少数种类的细菌,虽然细胞内没有叶绿素, 不能进行光合作用,但是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,这种合成 作用,叫做化能合成作用,这些细菌也属于自养生物。
如:硝化细菌,不能利用光能,但能将土壤中的NH3 氧化成HNO2,进而将HNO2氧化成HNO3
1.1642年 比利时 海尔蒙特 实验
结论: 水分是植物建 造自身的原料。
2.1771年,英国 普利斯特利 实验
一段时间后
一段时间后
结论:植物可以更新空气
3.1779年,荷兰的英格豪斯
普利斯特利的实验只有在 阳光照射下才能成功;植物体 只有绿叶才能更新空气。
到 1785 年 , 发 现 了 空 气 的
3)温度
①光合作用是在 酶 的催化下进行的,温度直接影 响 酶的活性 ;
②B点表示: 此温度条件下,光合速率最高

③BC段表示:超过最适温度,光合速率随温度升高而下降;
4)水
当植物体内水分供应不足时,植物叶片 上的气孔就会关闭,以减少水分的散失。气 孔关闭,外界空气中的CO2就不能进入叶片 内部,C5固定不到CO2就不能形成C3,暗反应 受阻,光合作用下降,如植物“午休”现象。
将光能转换成细胞能够利用的化学能的 是 光合作用。
进行光合作用的细胞,首先要能 够 捕获光能 。
一、绿叶中色素的提取和分离
1.实验原理
提取 色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中, 所以可用无水乙醇提取色素。
分离 利用色素在层析液中的溶解度不同, 在滤纸上的扩散速度有差别,可以用来分离色素。
2.实验步骤
C 排列在最里圈的色素呈( )
A.橙黄色 B.蓝绿色 C.黄绿色 D.黄色
3.在进行绿叶中色素的提取和分离的实验时不让层
C 析液触及滤液细线的原因是( )
A.滤纸上几种色素会扩散不均匀而影响实验结果 B.滤纸上的滤液细线会变粗而使色素太分散 C.色素会溶解在层析液中而使实验失败 D.滤纸上的几种色素会混合起来不分散
5)矿质营养
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
6)光质
光合作用原理的应用
例:适当提高CO2的浓度(温室大棚),增加
光照时间和光照强度,农作物间距合理,选择 适当的光源,合理灌溉,增加昼夜温差等。
自养生物: 光能自养型(如:绿色植物) 化能自养型(如:硝化细菌)
异养生物: 人、动物、真菌、大多数细菌
植物在进行光合作用同时也在进行着呼 吸作用。
总光合作用是指植物在光下制造的有机 物的总量(吸收CO2的总量)。
净光合作用是指植物在光下制造的有机 物的总量(或吸收CO2的总量)中扣除掉在这 一段时间中植物进行呼吸作用所消耗的有机 物(或释放的CO2)后净增的有机物的量。
(一)提取绿叶中的色素
材料:5g鲜叶
(1)
SiO2——有助于研磨充分
研磨 药品 CaCO3 ——防止色素被破坏
无水乙醇——溶解色素
(2)过滤:获取绿色滤液
(二)制备滤纸条
铅笔线 画铅笔细线
(三)画滤液细线:细、直、齐。 用毛细吸管,吸取少量滤液,沿着铅笔线均匀地 画,待滤液干燥后再画2—3次。
CO2的固定: CO2+C5 酶 2C3
C3的还原:2C3+[H] ATP

(CH2O)+C5 ADP+Pi
产物: (CH2O) 、 ADP 、 Pi
能量转变: ATP中活跃的 化学能
有机物中稳定 的化学能
项目
光反应
暗反应
场所
类囊体的薄膜上
叶绿体基质
反应条件 光、色素、酶
多种酶、[H]、ATP
外界原料 产物
叶片中的叶肉细胞
叶绿体亚显微 结构模式图
叶肉细胞 亚显微结构模式图
三、叶绿体的结构和功能
外膜
内膜
每个基粒都含有 两个以上的类囊体,

多者可达100个以上。
绿
叶绿体内有如此多的 基粒和类囊体,极大

地扩大了受光面积。



式 图
基质 基粒
捕获光能的色素分布在_类_பைடு நூலகம்囊_体__的__薄__膜_上_
含色素
人教版 必修一 能量之源 光合作用
生态缸是非常受人们欢迎 的一种装饰品。生态缸常 设有光源或是放置在光线 较好的室内位置。假如放 置于黑暗当中,整个生态 缸会很快崩溃,生态缸里 的水草、鱼等会很快死亡。 这是为什么呢?
光合作用 是生物界获得能量、食物和氧气 的根本途径。
追根溯源,对于绝大多数生物来说, 活细胞所需能量的最终源头是 太阳能 。
滤液细线 画滤液细线
★要求:细而齐 重复2—3次
(四)分离绿叶中的色素 ★ 层析液不能没及滤液细线 ——防止色素溶于层析液
培养皿
胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b
插滤纸条
层析液
滤纸上色带的排列顺序如何?宽窄如何?说明什么?
3.实验结论
胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b
色素种类 胡萝卜素
叶黄素 叶绿素a 叶绿素b
【巩固2】 如图为叶绿体亚显微结构简图,下列叙述
中错误的是( D )。
A.①②均为选择透过性膜 B.与光合作用有关的色素分布在③上 C.③基粒是由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成 D.与光合作用有关的酶只分布在③上
课前提问 一、捕获光能的色素和结构
胡萝卜素(橙黄色)
类胡萝卜素
叶黄素 (黄色) (主要吸收蓝紫光)
组成,人们才明确绿叶在光下放 出的是O2,吸收的是CO2。
4.1845年,德国的梅耶
光 能
德国 梅耶
化 学 能
储存在什么 物质中?
5.1864年德国萨克斯的实验
在一
光照
暗半
处曝
放光
置,
几一 小半
暗处理
的遮
叶光
结片论:绿色叶片光合作用产生淀粉
碘蒸汽处理
酒精 脱色
光合作用释放的O2来自CO2还是H2O? 同位素标记法研究
位于类囊体薄膜上

绿
位于类囊体上

(少量)
含光
合酶 位于叶绿体基质中
(大量)















1880年,恩格尔曼实验示意图
讨论 1.恩格尔曼实验的结论是什么? 2.此实验设计有什么巧妙之处? 3.从资料2可以得出什么推论?
叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的 巨大膜表面上,不仅分布着许多吸收光能的色 素分子,还有许多进行光合作用所需的酶。
课堂训练
1.通过纸层析法分离叶绿体色素,结果在滤纸条上出
A 现4条色素带,从上而下依次为:( )
A.胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b B.胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b、叶黄素 C.叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素 D.叶黄素、叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素
2.在圆形滤纸的中央点上色素滤液,对叶绿体的色素 进行纸层析法分离,会得到近似同心的四个色素环,
[H] + O2
ATP的合成:ADP+Pi +光能

ATP
产物: O2、[H]、ATP
能量转变:光能
ATP中活跃的化学能
光反应
暗反应
H2O
O2


CO2
2C3

[H]

ATP

还 多种酶
原 参加催化 C5
ADP +Pi
(CH2O)
2.暗反应阶段
条件: 有光无光都可,需多种酶
场所: 叶绿体基质
物质 变化
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