必修1-高一生物光合作用课件
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人教版 必修一 微专题四 光合作用与细胞呼吸的关系、曲线模型及相关实验设计 课件 (48张)
√B.40 ℃条件下，若黑夜和白天
时间相等，龙血树能正常生长 C.补充适量的无机盐可能导致图乙中D点左移 D.图乙中影响D、E两点光合速率的主要环境因素相同
叶绿体消耗二氧化碳的速率表示总光合速率，总光合速率＝呼吸速 率＋净光合速率，据图甲 分析，温度为30 ℃和40 ℃ 时，叶绿体消耗二氧化碳 的速率相等，A正确； 40 ℃条件下，净光合速率等于呼吸速率，若黑夜和白天时间相等， 则植物积累有机物的量为(5＋5)×12－5×24＝0，故龙血树不能正常 生长，B错误；
实质
分解有机物、释放能量，供细 合成有机物，储存能量
胞利用
场所 条件
联系
叶绿体 只在光下进行
活细胞(主要在线粒体) 有光、无光都能进行
(1)物质方面 ①C：CO2—反暗—应→(CH2O)—有—氧—呼—吸——第—一—阶—段→丙酮酸—有—氧—呼—吸——第—二—阶—段→ CO2。 ②O：H2O—光—反—应→O2—有—氧—呼—吸——第—三—阶—段→H2O。 ③H ： H2O —光—反—应→ NADPH —暗—反—应→ (CH2O) —有—氧—呼—吸—第——一—、—二—阶—段→ [H]—有—氧—呼—吸——第—三—阶—段→H2O。
(2)能量方面：光能—光—反—应→ATP 和 NADPH 中的能量—反—暗应→(CH2O)中的 热能
能量—细呼—胞吸→A各T项P中生的命能活量动
2.微观辨析真正(总)光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系(以光合速 率大于呼吸速率为例)
项目
表示方法(单位：g·cm－2·h－1)
呼吸 速率
净光合 速率
三、测定光合速率和呼吸速率的方法 1.“装置图法”测定光合速率与呼吸速率 (1)测定装置
(2)测定方法及解读 ①测定呼吸速率(装置甲) a.装置甲烧杯中放入适宜浓度NaOH溶液用于吸 收CO2。 b.玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用的干扰。 c.置于适宜温度环境中。 d.红色液滴向左移动(用红色液滴单位时间内向左移动的距离代表呼吸速率)。
时间相等，龙血树能正常生长 C.补充适量的无机盐可能导致图乙中D点左移 D.图乙中影响D、E两点光合速率的主要环境因素相同
叶绿体消耗二氧化碳的速率表示总光合速率，总光合速率＝呼吸速 率＋净光合速率，据图甲 分析，温度为30 ℃和40 ℃ 时，叶绿体消耗二氧化碳 的速率相等，A正确； 40 ℃条件下，净光合速率等于呼吸速率，若黑夜和白天时间相等， 则植物积累有机物的量为(5＋5)×12－5×24＝0，故龙血树不能正常 生长，B错误；
实质
分解有机物、释放能量，供细 合成有机物，储存能量
胞利用
场所 条件
联系
叶绿体 只在光下进行
活细胞(主要在线粒体) 有光、无光都能进行
(1)物质方面 ①C：CO2—反暗—应→(CH2O)—有—氧—呼—吸——第—一—阶—段→丙酮酸—有—氧—呼—吸——第—二—阶—段→ CO2。 ②O：H2O—光—反—应→O2—有—氧—呼—吸——第—三—阶—段→H2O。 ③H ： H2O —光—反—应→ NADPH —暗—反—应→ (CH2O) —有—氧—呼—吸—第——一—、—二—阶—段→ [H]—有—氧—呼—吸——第—三—阶—段→H2O。
(2)能量方面：光能—光—反—应→ATP 和 NADPH 中的能量—反—暗应→(CH2O)中的 热能
能量—细呼—胞吸→A各T项P中生的命能活量动
2.微观辨析真正(总)光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系(以光合速 率大于呼吸速率为例)
项目
表示方法(单位：g·cm－2·h－1)
呼吸 速率
净光合 速率
三、测定光合速率和呼吸速率的方法 1.“装置图法”测定光合速率与呼吸速率 (1)测定装置
(2)测定方法及解读 ①测定呼吸速率(装置甲) a.装置甲烧杯中放入适宜浓度NaOH溶液用于吸 收CO2。 b.玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用的干扰。 c.置于适宜温度环境中。 d.红色液滴向左移动(用红色液滴单位时间内向左移动的距离代表呼吸速率)。
3.2.2光合作用光能的捕获和转换(课件)高一生物(2019必修1)【01】
水的光解：H2O 光能 1/2O2 +2H++2
NADPH的合成：
H++NADP+
2e-
酶
NADPH
ATP的合成： ADP＋Pi＋能量（光能)
酶
ATP
能量变化 光能→电能→ATP和NADPH中的活跃的化学能
+
NADP+
氧化型辅酶Ⅱ
NADPH 还原型辅酶Ⅱ
暗反应阶段
三碳化合物 2C3
条件：NADPH 、ATP、多种酶
2.在卡尔文循环中，CO2转变为磷酸丙糖(G3P)的过程分为CO2的固定、氧 化还原反应和C5，[即二磷酸核酮糖(RuBP)]的再生三个阶段(下图)。据 图回答下列问题：
(1)如果CO2浓度降低，会导致卡尔 文 循 环 中 的 CO2 固 定 过 程 减 弱 ， CO2的固定速率_降__低___，但短时间 内不会直接影响氧化还原反应和
(2) 据 图 可 知 ， 水 的 裂 解 发 生 于 _类__囊__体__膜__上___，该过程为叶绿体基质 中 进 行 的 暗 反 应 提 供 __A__T_P___ 和 __N__A_D__P_H____。 (3)如果光照强度减弱，则光反应的速 率会__减__弱__，进而影响暗反应过程中 __C__3的__还__原____。
随堂检测
3.若外界环境中的光照突然减弱，则叶绿体内C3和C5含量的变化是( ) A.均不变 3减少，C5增多 3增多，C5减少 D.均增多
随堂检测
4.下列对光合作用图解的分析，错误的是( )
A.光合色素分布在类囊体膜上 B.图中①②为O2和ATP C.若突然停止CO2供应，短时间内三碳化合物的含量将上升 D.若提供3H2O，则3H的转移途径为H2O→[H]→糖类
光合作用与能量转化—光合作用的原理和应用课件-高一生物人教版必修一
同位素标记（示踪）法； 相互对照（即对比实验）； 光合作用释放的氧全部来自水， 而并不来源于CO2。
资料4：阿尔农实验
1954年，美国科学家阿尔
光照
农(D. Arnon)发现，在光照下
水
，叶绿体可合成ATP。
1957年，他发现这一过程 总是与水的光解相伴随。
光解
ATP
尝试用示意图表 示ATP的合成与 希尔反应的关系？
实验：探究光照强度对光合作用强度的影响
方法步骤： 5）分别向3只小烧杯中各放入10片小圆形叶片，然后分别对这3个 实验装置进行强、中、弱三种光照(3盏40W台灯分别向3个实验装置 照射，光照强弱可通过调节台灯与实验装置间的距离来决定)。
什么作用？ 吸收热量排除干扰
光源会产生热量，导致温度 不同，所以为了保证单一变 量，应该加一个盛水玻璃柱， 排除温度对实验结果的影响。
光合作用的概念:
光合作用是指绿色植物通过___叶__绿__体____，利用__光___能___，将
__二__氧___化__碳__和__水____转化成储存着能量的___有__机___物___，并且释放出
____氧__气_____的过程。
CO2+H2O
光能 叶绿体
（CH2O）+O2
一、光合作用的原理
结论： 光合产物中有机物的碳来自CO2。
2.光合作用的过程
根据是否需要____光___能_____，这些化学反应可以概括地分为 ___光__反__应_____和____暗__反__应_____（现在也称为碳反应）两个阶段。
(1)光反应
H2O 光解
O2
可见光 吸收
条件：光、色素、多种酶
H+
NADPH （还原型
资料4：阿尔农实验
1954年，美国科学家阿尔
光照
农(D. Arnon)发现，在光照下
水
，叶绿体可合成ATP。
1957年，他发现这一过程 总是与水的光解相伴随。
光解
ATP
尝试用示意图表 示ATP的合成与 希尔反应的关系？
实验：探究光照强度对光合作用强度的影响
方法步骤： 5）分别向3只小烧杯中各放入10片小圆形叶片，然后分别对这3个 实验装置进行强、中、弱三种光照(3盏40W台灯分别向3个实验装置 照射，光照强弱可通过调节台灯与实验装置间的距离来决定)。
什么作用？ 吸收热量排除干扰
光源会产生热量，导致温度 不同，所以为了保证单一变 量，应该加一个盛水玻璃柱， 排除温度对实验结果的影响。
光合作用的概念:
光合作用是指绿色植物通过___叶__绿__体____，利用__光___能___，将
__二__氧___化__碳__和__水____转化成储存着能量的___有__机___物___，并且释放出
____氧__气_____的过程。
CO2+H2O
光能 叶绿体
（CH2O）+O2
一、光合作用的原理
结论： 光合产物中有机物的碳来自CO2。
2.光合作用的过程
根据是否需要____光___能_____，这些化学反应可以概括地分为 ___光__反__应_____和____暗__反__应_____（现在也称为碳反应）两个阶段。
(1)光反应
H2O 光解
O2
可见光 吸收
条件：光、色素、多种酶
H+
NADPH （还原型
光合作用与能量转化第3课时课件高一上学期生物人教版必修1
用注射器排除叶片中的气体；放入适宜浓度的NaHCO3溶液中
五、光合作用原理的应用
测量并记录实验结果：
五、光合作用原理的应用
实验结论：
统计并分析实验结果：
光照强度
光合作用强度
随光照强度的增强光合作用强度增加
a b c
d e f
光饱和点：随光照增强光合作用不再增强时的光照强度
测定O2释放量
测定O2的消耗量
O2的产生量 =
容器内O2的增加量
CO2的固定量=
容器内CO2的减少量
有机物的制造量（产生量）=
真光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率
O2的释放量
+ 细胞呼吸的耗氧量
CO2的吸收量
+ 细胞呼吸的产生的CO2量
有机物的积累量
+ 细胞呼吸的有机物消耗量
思考1以下图中2、3、4、5分别对应曲线的哪些部分？
A点
AB段
BC段
B点ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
其他环境因素对光合作用强度的影响
三、光合作用原理的应用
2.CO2浓度
三、光合作用原理的应用
3.H2O
水是光合作用的原料缺水导致植物气孔关闭，CO2吸收减少，从而影响暗反应
4.温度——影响酶的活性
5.矿质元素
N：
P：
Mg：
小 结
1.设计实验探究光强、 CO2浓度、温度等对光合作用强度的影响。
2. 采取合理补充光照、合理增施CO2等措施，提高光合作用强度来达到农作物增产的目的。
mg/h
光合强度=呼吸强度对应的点？一天内有机物积累最多的点？
五、光合作用原理的应用
总光合速率=净光合速率+呼吸速率
五、光合作用原理的应用
测量并记录实验结果：
五、光合作用原理的应用
实验结论：
统计并分析实验结果：
光照强度
光合作用强度
随光照强度的增强光合作用强度增加
a b c
d e f
光饱和点：随光照增强光合作用不再增强时的光照强度
测定O2释放量
测定O2的消耗量
O2的产生量 =
容器内O2的增加量
CO2的固定量=
容器内CO2的减少量
有机物的制造量（产生量）=
真光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率
O2的释放量
+ 细胞呼吸的耗氧量
CO2的吸收量
+ 细胞呼吸的产生的CO2量
有机物的积累量
+ 细胞呼吸的有机物消耗量
思考1以下图中2、3、4、5分别对应曲线的哪些部分？
A点
AB段
BC段
B点ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
其他环境因素对光合作用强度的影响
三、光合作用原理的应用
2.CO2浓度
三、光合作用原理的应用
3.H2O
水是光合作用的原料缺水导致植物气孔关闭，CO2吸收减少，从而影响暗反应
4.温度——影响酶的活性
5.矿质元素
N：
P：
Mg：
小 结
1.设计实验探究光强、 CO2浓度、温度等对光合作用强度的影响。
2. 采取合理补充光照、合理增施CO2等措施，提高光合作用强度来达到农作物增产的目的。
mg/h
光合强度=呼吸强度对应的点？一天内有机物积累最多的点？
五、光合作用原理的应用
总光合速率=净光合速率+呼吸速率
5.4.光合作用与能量转化 课件-高一上学期生物人教版(2019)必修一
1.恩格尔曼的第1个实验的结论是什么？
2.恩格尔曼在选材实验设计上有什么巧妙之处？
叶绿体的结构适用于进行光合作用
1、为什么选用水绵和好氧细菌作为实验材料？
➢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O2的部位。
2、为什么选用黑暗并且没有空气的环境？
➢选用黑暗并且没有空气的环境，可排除光线和 氧的干扰。
探究·实践
材料用具
干燥的定性滤纸，试管棉塞，试管夹， 研钵，玻璃漏斗，尼龙布，毛细吸管， 剪刀，药匙，量筒，天平。 无水乙醇，层析液，二氧化硅，碳酸 钙
探究·实践
方法步骤
1.提取绿叶中的色素
①称取5g的绿叶，剪碎， 放入研钵中。
探究·实践
②放入少许二氧化硅和 碳酸钙 再放入10mL无 水乙醇
目的：二氧化硅有助于 研磨得充分，碳酸钙可 防止研磨中色素被破坏。
★层析液不能没及滤液线
层析液
防止色素溶解在层析 液中
探究·实践 6.实验结果
探究·实践
讨论：
滤纸条上有4条不同的颜色的色素带，从上到下 依次为胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素（黄色，）
叶绿素a（蓝绿色）和叶绿素b(黄绿色)
1.滤纸条上有几条色素带？它们是按照什么次序分布的？
2.滤纸条上的色素带的分布情况说明了什么？
叶绿体除了吸收光能以外，还有什么功能吗？
水绵和需氧型细 菌放在没有空气 的黑暗小室内
叶绿体的结构适用于进行光合作用
极
放
细
置
的
光
光
下
束
叶绿体的结构适用于进行光合作用
用透过三棱镜的光照射水绵 临时装片，发现大量的需氧 型细菌聚集在红光和蓝紫光 区域。
【课件】光合作用与能量转化课件2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1
必修1 第5章 细胞的能量供应和利用
第4节 光合作用与能量转换
第2课时 光合作用的原理
2.1 光 合 作 用 的 概 念
定义：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 转化成储存着能量的 有机物 ，并且释放 出 氧气 的过程。
光合作用的反应式：
光能 CO2+H2O
叶绿体
(CH2O)+O2
实质： 合成有机物，储存能量
2.2 探索光合作用原理的部分实验
1、19世纪末，科学家普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O 被分开，O2被释放，C和H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。
CO2
O2
C+ H2O
甲醛
(CH2O)
2、1928年，科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通 过光合作用转化成糖。
糖类 (CH2O)
酶
C3的还原：
2C3
(CH2O) 糖类
NADPH NADP+ ATP ADP+Pi
能量变化 活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能
比较光反应、暗反应
条件 场所
光反应阶段 光、色素、酶 叶绿体类囊体薄膜
暗反应阶段
不需光、酶、NADPH、ATP
叶绿体基质
物质变化 能量变化
联系
水的光解； ATP的生成 CO2的固定； C3的还原
D.③④②①⑤
4、在暗反应中，固定二氧化碳的物质是（ B ）
A.三碳化合物 B.五碳化合物
C.NADPH
D.氧气
5.如图为叶绿体中光合作用过程示意图，其中A、B、C、D表示叶绿体的结构，
①②③④⑤表示有关物质。下列说法错误的是 B
5.4.2 光合作用与能量转化 高一生物课件(人教版2019必修1)
思考3：结合上述现象大致描述CO2转化成有机物过程中，C的转移途径
CO2
C3
(CH2O) C5
光合作用的过程
暗反应：
1.场所？ 2.条件？ 3.物质变化? 4.能量变化？ 5.各种产物有何去向？
（气孔）
供氢、供能 NADPH NADP+
ATP 供能
2C3 固
CO2
多种酶 定
还 参加催化 原
C5
ADP+Pi
延伸思考2：该实验有对照组吗？满足对照原则吗？无单独对照组
实验组相互对照（对比实验）
探究光合作用原理的部分实验
5、 阿尔农发现，在光照下，叶绿体可合成ATP 且这一过程总是与水的光解相伴随
讨论4：尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系
H2O
光照 叶绿体
O2+NADPH +能量
ADP+Pi
ATP
1
19世纪末
甲醛→糖
1937年
希尔反应 水的光解产生氧气
1928年
甲醛对植物有毒 不能通过光合作用转化成糖
1941年
鲁宾和卡门 同位素标记法光合作用氧气来自于水
1954年
阿尔农 光照下叶绿体合成ATP 该过程总与水的光解相伴
总结
上述实验表明：
1.光合作用释放的氧气中的氧元素来自水 2.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
想一想：结合光合作用过程图，思考讨论以下问题：
思考2：光合作用过程中各元素的转移途径分别为？并在反应式中标注出来
H的转移：H2O → NADPH→(CH2O) C的转移： CO2 → C3 →（CH2O） O的转移：H2O → O2
【课件】光合作用原理的应用--影响光合作用的因素课件-高一上学期生物人教版(2019)必修1
bc段：光合作用强度<呼吸作用强度 ce段：光合作用强度>呼吸作用强度 ef段：光合作用强度<呼吸作用强度 fg段：只进行呼吸作用
晴朗夏季的某绿色植物光合作用一昼夜中CO2吸收量和释放量变化 曲线图。分析各点含义及成因： “光合午休”现象
d点： 温度过高，大量气孔关闭， CO2无法进入叶肉组织，光合 作用暗反应受到限制。
二、探究环境因素对光合作用的影响
实验原理: 通过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泡变大,
最后逃逸出来,而留下的空隙就会被水所占据,从而达到排除叶肉细胞间隙中空气 的目的。
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叶片的
表面,使叶片的密度降低,造成叶片上浮。因此,可以通过比较不同光照条件下同一 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作用的强度。
三、影响光合作用强度的因素
外部因素2：CO2浓度
D
CO2
吸
收 量
CO2启动点
CO2饱和点
净光合速率
O
释
放 量
A
C bc
B CO2补偿点
d
CO2浓度
总光合速率
进行光合作用所需最低CO2浓度
CO2
应用
①大田中增加空气流动，以增加二氧化碳浓度，如“正其 行，通其风”；
② 施用有机肥、农家肥 ③投放干冰或二氧化碳发生器
CO2
三、影响光合作用强度的因素 应用
①阴雨天，温室大棚中适当提高光照强度；还可以适当延长 光照时间
②增加光合作用面积，合理密植。如阴生植物的光补偿点和 光饱和点都较低，间作套种时应注意农作物的种类搭配，从而 合理利用光能。
光合作用原理的运用
晴朗夏季的某绿色植物光合作用一昼夜中CO2吸收量和释放量变化 曲线图。分析各点含义及成因： “光合午休”现象
d点： 温度过高，大量气孔关闭， CO2无法进入叶肉组织，光合 作用暗反应受到限制。
二、探究环境因素对光合作用的影响
实验原理: 通过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泡变大,
最后逃逸出来,而留下的空隙就会被水所占据,从而达到排除叶肉细胞间隙中空气 的目的。
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叶片的
表面,使叶片的密度降低,造成叶片上浮。因此,可以通过比较不同光照条件下同一 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作用的强度。
三、影响光合作用强度的因素
外部因素2：CO2浓度
D
CO2
吸
收 量
CO2启动点
CO2饱和点
净光合速率
O
释
放 量
A
C bc
B CO2补偿点
d
CO2浓度
总光合速率
进行光合作用所需最低CO2浓度
CO2
应用
①大田中增加空气流动，以增加二氧化碳浓度，如“正其 行，通其风”；
② 施用有机肥、农家肥 ③投放干冰或二氧化碳发生器
CO2
三、影响光合作用强度的因素 应用
①阴雨天，温室大棚中适当提高光照强度；还可以适当延长 光照时间
②增加光合作用面积，合理密植。如阴生植物的光补偿点和 光饱和点都较低，间作套种时应注意农作物的种类搭配，从而 合理利用光能。
光合作用原理的运用
5.4光合作用与能量转化课件高一上学期生物人教版必修1(1)
实验：绿叶中色素的提取和分离
2．分离色素步骤：
（1）制备滤纸条
（2）画滤液细线
（3）分离绿叶中的色素
要求：
培养皿
剪去 两角
铅笔线
1CM
使层析液同步到达滤 液细线，防止色素带 不整齐
①细、齐、直；
原因：防止色 素带重叠而影 响分离效果。
②待滤液干后， 再重画1~2次
原因：积累更 多的色素
滤液细线 层析液
5.4 光合作用与能量转化
第一课时 捕获光能的色素和结构
问题探讨
你参观或听说过植物工厂吗？植物工厂在人工精密控制光照、温度、湿度、 二氧化碳浓度和营养液成分等条件下， 生产蔬菜和其他植物。有的植物工 厂完全依靠LED灯等人工光源，其中常见的是红色、蓝色和白色的光源。
1、靠人工光源生产蔬菜有什么好处？
用人工光源生产蔬菜，可以避免由于自然环境中光照强 度不足导致光合作用强度低而造成的减产。同时，人工光 源的强度和不同色光是可以调控的，可以根据植物生长的 情况进行调节，以使蔬菜产量达到最大。
2、为什么要控制二氧化碳浓度，营养液成分和 温度等条件？
影响光合作用的因素很多，既有植物自身条件，也有外 界环境条件。二氧化碳浓度、营养液和温度是影响植物生 长的重要外部条件，因此要进行控制，以便让植物达到最 佳的生长状态。
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，在此波长光的照射下，
叶绿体会释放氧气，适于好氧细菌在此区
域分布。
4. 综合上述资料，你认为叶绿体具有什么 功能？
叶绿体是进行光合作用的场所，并且能
够吸收特定波长的光。
恩格尔曼的实验直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。 结合其他的实验证据，科学家们得出叶绿体是光合作用的场所这 一结论。
高一生物必修1第5、6单元课件：5-4能量之源——光与光合作用
第五章
第4节
成才之路 ·生物 ·人教版 · 必修1
(三)资料分析 1．恩格尔曼实验的结论是：氧气是叶绿体释放出来 的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。
第五章
第4节
成才之路 ·生物 ·人教版 · 必修1
2．提示：实验材料选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿 体呈螺旋式带状，便于观察 ，用好氧细菌可确定释放氧气 多的部位；没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰；用 极细的光束照射，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位， 相当于一组对照实验；临时装片暴露在光下的实验再一次验 证实验结果，等等。 3．叶绿素是进行光合作用的场所。
第4节
成才之路 ·生物 ·人教版 · 必修1
2．暗反应 (1)场所：叶绿体的________中。 (2)条件：酶、[H]、ATP。 (3)物质变化： a．CO2的固定：C5＋CO2→________；b.C3的还原：C3 ＋[H]＋ATP→________。 (4)能量变化：ATP中活跃的化学能转变为________。
第五章
第4节
成才之路 ·生物 ·人教版 · 必修1
三、光合作用的探究历程 1．1864年，德国的萨克斯的实验证实了光合作用的产 物有________。 2．1939年，美国的鲁宾和卡门利用________证明了 ________________。 3．20世纪40年代，美国的卡尔文，利用________技术 最终探明了______在光合作用中转化成________的途径。
第五章
第4节
成才之路 ·生物 ·人教版 · 必修1
(3)画滤液细线 用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细 线。待滤液干后，再画一两次。滤液细线不仅要细、直，而 且含有比较多的色素(可以画两三次)。
光合作用和能量转化 第4课时 课件 高一上学期生物人教版必修1
bc段：光合作用 < 细胞呼吸。
d点：温度 过高，部分或全部气孔关闭，出现
c点：光合作用 = 细胞呼吸。
“午休现象”。
ce段：光合作用 > 细胞呼吸。
e点：下午6时左右，光合作用 = 细胞呼吸。
五、自然环境及密闭容器中光合作用变化的模型
1. 自然环境中一昼夜植物光合作用曲线
S1
S2
S3
ef段：光合作用 < 细胞呼吸。
下降。
（2）图像分析
光
合
作
用
强
度
AB段：光照强度不断增强 DE段：光照强度不断减弱
含水量
时间
在一定范围内，光合作用 强度随水分的增加而加快
BC段：温度过高，为减少蒸腾作用，
气孔关闭，CO2供应不足，光合速率 下降，出现“午休”现象
三、影响光合作用强度的因素及应用——矿质元素
N：光合酶及ATP的重要组分 P： 类囊体膜和ATP的重要组分； K：促进光合产物向贮藏器官运输 Mg：叶绿素的重要组分
fg段：没有光照，光合作用 停止，只行呼吸作用。
积累有机物时间段：ce段。
一天中有机物积累最多的时间点：e点。
制造有机物时间段：bf段。 消耗有机物时间段：Og段。
一昼夜有机物积累量表示为：S1-S2-S3(表示面积)
五、自然环境及密闭容器中光合作用变化的模型
2. 密闭环境中一昼夜O2和CO2含量的变化
注意物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照试验。
六、测定光合速率和呼吸速率的方法 2、黑白瓶法
“黑白瓶”问题是一类通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总光合作用强度的题目， 其中“黑瓶”不透光，测定的是有氧呼吸量；“白瓶”给予光照，测定的是净光合作用 量，可分为有初始值与没有初始值两种情况，规律如下：
3.4.1影响光合作用的环境因课件高一上学期生物必修1
第四节 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素
第1课时
目录
01 光照对光合速率的影响 02 CO2对光合速率的影响 03 温度对光合速率的影响 04 水和无机盐对光合速率的影响 05 本节小结 06 学习效果检测
第1课时 影响光合作用的环境因素
课标解读
核心素养
1. 尝试探究各种环境因素对光 合速率的影响。
塑料大棚和玻璃室内，农民还通过二氧化碳发生装置，直接施放二氧 化碳，以增加作物产量。
探究CO2浓度对光合作用的影响
氧气是植物光合作用的产物，可以通过植物释放氧的速率来估 量光合速率。 针筒内水生藻类光合作用释放出的氧导致气压上升会导致移液 管内的液面下移。通过观察液面的移动情况，便可得知光合速率 的变化。
赞同
深入探究-光照强度对光合速率的影响
光照强度：可以用单位时间叶面积上所接收的可见光能量来表示。 光合速率：可以用单位时间单位叶面积上的CO2固定量或O2释放量来表示。
吸收 CO2
光能
O2 释放
总光合速率 净光合速率
光合作用
（CH2O）
O2 CO2
有氧呼吸 呼吸速率
外叶 界肉 环细 境胞
深入探究-光照强度对光合速率的影响
光
中CO2浓度的上升而___增__加_____，
合 速
在CO2浓度达到某一定值后，再增
率
加CO2浓度，光合速率_不__再__增__加____。
单一变量
光照强度不变
CO2浓度
应用实践
CO2对光合速率影响的应用
很多农民通过深施碳酸氢铵肥料、增施有机肥和实施秸秆还田，促进 土壤中微生物发酵，以增加作物所处生活环境中二氧化碳的浓度，以提 高作物产量。
镁是__叶__绿__素____的组成成分，适时补充镁元素 可以促进叶绿素的合成，从而影响光合速率。
第1课时
目录
01 光照对光合速率的影响 02 CO2对光合速率的影响 03 温度对光合速率的影响 04 水和无机盐对光合速率的影响 05 本节小结 06 学习效果检测
第1课时 影响光合作用的环境因素
课标解读
核心素养
1. 尝试探究各种环境因素对光 合速率的影响。
塑料大棚和玻璃室内，农民还通过二氧化碳发生装置，直接施放二氧 化碳，以增加作物产量。
探究CO2浓度对光合作用的影响
氧气是植物光合作用的产物，可以通过植物释放氧的速率来估 量光合速率。 针筒内水生藻类光合作用释放出的氧导致气压上升会导致移液 管内的液面下移。通过观察液面的移动情况，便可得知光合速率 的变化。
赞同
深入探究-光照强度对光合速率的影响
光照强度：可以用单位时间叶面积上所接收的可见光能量来表示。 光合速率：可以用单位时间单位叶面积上的CO2固定量或O2释放量来表示。
吸收 CO2
光能
O2 释放
总光合速率 净光合速率
光合作用
（CH2O）
O2 CO2
有氧呼吸 呼吸速率
外叶 界肉 环细 境胞
深入探究-光照强度对光合速率的影响
光
中CO2浓度的上升而___增__加_____，
合 速
在CO2浓度达到某一定值后，再增
率
加CO2浓度，光合速率_不__再__增__加____。
单一变量
光照强度不变
CO2浓度
应用实践
CO2对光合速率影响的应用
很多农民通过深施碳酸氢铵肥料、增施有机肥和实施秸秆还田，促进 土壤中微生物发酵，以增加作物所处生活环境中二氧化碳的浓度，以提 高作物产量。
镁是__叶__绿__素____的组成成分，适时补充镁元素 可以促进叶绿素的合成，从而影响光合速率。
【课件】光合作用的原理和应用课件高一上学期生物人教版必修1
光
A
C D
F CO2
G
E
J
H
I
①图中A是_色__素__,B是Ｏ__2_,它来自于__水__的分解。
②图中C是_N_A_D_PH ，它被传递到 叶绿体基__质_部位，用
于 作还原剂，还原C3 。
③图中D是_A_T_P_，在叶绿体中合成D所需的能量来自_光_能__。
④图中G_C_5_,F是_C_3_,J是_糖__类_ 。⑤图中的H表示_光__反__应__，
1、步骤及操作：
(3)将处理过圆形小叶片放入清水中， 黑暗 保存。 问：为什么要黑暗保存？ 答：防止实验前叶片光合作用产生氧气。
1、步骤及操作： (4)取3只小烧杯，分别倒入富含 CO2 的清水。
问：有哪些办法可以提高清水中CO2浓度？
光照下，绿色植物光合作用产生 O2 。 光照强度不同，光合作用产生 O2 速率不同。相同时间
I表示_暗__反__应__，H为I提供_N_A_D_P_H_和__A_T_P。
当条件改变时，在短时间内C3、C5、ATP、NADPH含量变化？ 条件 光照减弱、 光照增强、 光照不变、 光照不变、
CO2供应不变CO2供应不变 CO2供应减少 CO2供应增加
C3
增加
减少
减少
增加
C5
减少
增加
增加
减少
ATP 减少
2、外界（环境）因素： （1）单因素对光合速率的影响： ①光照强度
原理
曲线 模型 及分 析
应用
光照强度通过影响__光__反应产生ATP及NADPH的速率， 进而影响__暗__反应合成有机物的速率
①A点： 呼吸作用强度 ， B点：光补偿点 ， C点： 光饱和点 ；
5.4.2 光合作用与能量转化课件 高一上学期生物人教版必修1
五、光合作用原理及探索
1.光合作用的探究历程
（5）瓦尔堡实验
布来克曼在1905年提出光合作用分为依赖光的阶段和不依赖光的阶段。 瓦尔堡设计了下图类似的实验检验布来克曼的假说。
连续光照135s
A组
→ 光合产物量：a
光照7.5s，黑暗7.5s，光暗交替共135s
B组
→ 光合产物量：0.7a
思考：若光合作用的全过程都需要光，则B组光合产物量应为多少？ 光合作用分为光反应和暗反应
光合作用强度的表示方法：
（单位时间内光合作用）
制造或产生有机物（糖类）量 固定或者利用CO2的量 产生或消耗O2的量
思考：能否测量出光合作用强度？
六、光合作用原理的应用
2.探究环境因素对光合作用强度的影响
（1）实验目的： 探究光照强度对光合作用强度的影响
（2）变量分析： 自变量：光照强度 如何处理？ 不同瓦数的灯或相同瓦数 台灯离实验装置的距离
五、光合作用原理及探索
1.光合作用的探究历程
（2）希尔反应
思考3：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？
能说明，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H20，无CO2，所以可以说明水的光解并非与糖的合成相关联，暗示希 尔反应是相对独立的反应阶段。
五、光合作用原理及探索
NADPH
C3
ATP
ADP+Pi NADP+
C5
（1）物质方面： 光反应生成的ATP和NADPH供暗反应中C3的还原，而暗 反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+。
（2）能量方面： 光反应将光能转变为不稳定化合物（ATP和NADPH）中的 化学能，暗反应再将不稳定化学物中的化学能转变为稳 定化学物（糖类等有机物）中的化学能
【课件】光合作用与能量转化课件2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1
（一）捕获光能的色素
实验操作的误差分析
假设同学甲在进行色素提取实验时，一次加入大量无水乙醇； 同学乙在进行层析时不小心将滤液细线浸没于层析液之下。 请问两位同学的操作是否会影响实验结果？
① 同学甲的操作会导致提取的色素浓度过低，使色素提取液和色素带 颜色较浅；
② 同学乙的操作会导致绿叶纸条上的色素更多的溶解于层析液中，如 果时间较短，色素带颜色较浅；若时间较长，则可能无色素带出现。
（二）叶绿体的结构适于进行光合作用
资料： 又结合其他实验证据，科学家们证明了：在叶绿体基质中，含有多种
进行光合作用所必需的酶。
叶绿体是光合作用的场所，并且 能够吸收特定波长的光。
叶绿体内部巨大的膜表面上，分 布着许多吸收光能的色素分子，在 类囊体膜上和叶绿体基质中，还有 很多进行光合作用所必需的酶。
(5)在真核细胞内，能进行光合作用的色素分布在叶绿体以及液泡
中( × )
练习巩固
3．如图1所示为某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行相关实验的流程，请分析回答下列问题：
(1) 提 取 色 素 时 为 了 研 磨 充 分 应 加 入 ___S_i_O_2____ ， 纸 层 析 法 分 离 色 素 的 原 理 是 _色__素__在__层__析__液__中__的__溶__解__度__不__同__，__溶__解__度__高__的__随__层__析__液__在__滤__纸__条__上__扩__散__的__快__，__反__之__则__慢_______。
（2）为什么选用黑暗并且没有空气的环境？ 选用黑暗并且没有空气的环境，可排除光线和氧的干扰。
（3）为什么用极细的光束照射？ 叶绿体上有光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验。
思考·讨论： 恩格尔曼的实验二
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A
C18O2
B
光照射下的 小球藻悬液
H218O
H2O
二、光合色素与光能的捕获
1、色素位置： 类囊体薄膜上 2、色素种类和功能
叶绿 体中 的色 素
叶绿素 （含量约占 总量的3/4）
叶绿素a（蓝绿色） 叶绿素b（黄绿色）
主要吸收 蓝紫光和 红光
类胡萝卜素 （含量约占 总量的1/4）
胡萝卜素（橙黄色） 主要吸收
思考：1.本实验的单一变量是什么？
2.碘液（碘蒸汽）染色的目的是什么?
3.植物先进行暗处理几小时，目的是什么?
4.酒精脱色是脱掉绿叶中什么成分?
5.本实验的实验结论？
酒精 一 脱色 半
滴加 碘液
淀粉是光合作用的产物。
遮 光
一 半 曝 光 暗处理几小时
萨克斯实验示意图
1880年 恩吉尔曼
在没有空气的黑暗环境中 在没有空气的光亮环境中
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 本上都被叶色素分 子吸收，所以植物 的叶片呈现绿色。
▪ 思考：叶绿体中的色素主要吸收什么颜色的光 ？
恩吉尔曼的实验结果
共同探究
光合作用的过程
H2O O2
二.准备滤纸条
铅笔线 画铅笔细线
滤液细线
画滤液细线
★要求：细而齐 重复2—3次
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。
四.分离色素：
培养皿
层析液 插滤纸条
★层析液不能没 及滤液线
胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b
二、光合色素与光能的捕获
物质 变化
能量 变化
光、色素、水、酶 [H]、 ATP 、CO2 、酶
水的光解 ATP的生成
CO2的固定 C3的还原
光能
活跃的化学能
活跃的化学能
稳定的化学能
联系 前者是后者的基础，后者是前者的继续
光合作用原理的应用
农业生产上许多增加农作物产量的 措施，是为了提高光合作用的强度。
例：控制光照的强弱和温度的高低，适当增加 作物环境中二氧化碳的浓度
A．0.20% B．0.68% C．0.88% D．0.48%
4．光合作用过程中，水的分解及三 碳化合物形成葡萄糖所需能量分别
C 来自 [ ]
A．呼吸作用产生的ATP和光能 B．都是呼吸作用产生的ATP C．光能和光反应产生的ATP D．都是光反应产生的ATP
5．水稻在适宜的情况下生长，如改
B 变下列哪一项会使产量增加 [ ]
光解
酶
吸收
[H]
可见光
色素分子
ATP 酶 ADP+Pi
2C3
还原
酶
固定
CO2 C5
C6H12O6 +H2O
光反应
暗反应
光反应阶段
光合作用第一个阶段中的化学反 应,必须有光才能进行,这个阶段叫 做光反应阶段。
场所： 类囊体的薄膜上(基粒片层薄膜) 反应物： 水、ADP、Pi 生成物： [H]、O2、ATP 能量： 光能→活跃的化学能
光照 产生气体
暗处 不产生气体
英根豪斯实验示意图
资料1：在以后的20多年 中，在许多科学家的努力 下，特别是经过化学家们 的努力，研究得出空气成 分以后，得知英格豪斯提 出植物可以更新实空气， 实际是产生了氧气的原因。
英格豪斯的实验说明了绿色植物光合作用需要的条 件是？ 产物有？
1864年 萨克斯
必修1-高一生物光合作用课件
这棵树能进行光合作用吗？想一想,光合作用与我们 有关吗?
年 海尔蒙特
海尔蒙特实验示意图
思考：1.分析实验前后柳苗和干土的重量有何变化？ 柳树增重74.4kg，土壤只减少0.1kg
2.海尔蒙特通过此实验得出柳苗的增重只是来 自于水，你认为他忽视了哪些因素？ 忽视了空气、光照等因素
暗反应阶段
光合作用第二个阶段中的化学反应， 有没有光都可以进行，这个阶段叫做 暗反应阶段。
场所： 叶绿体内的基质中
反应物： [H]、ATP、CO2、C5 生成物：ADP、Pi、（CH2O）、H2O 能量： 活跃的化学能→稳定的化学能
光反应和暗反应的比较
光反应
场所 基粒片层结构薄膜上
暗反应
基质中
条件
1771—1777，英国 约瑟夫·普里斯特利
现象： 蜡烛 熄灭。
现象： 蜡烛 持续 燃烧。
现象： 小鼠
死亡。
现象： 小鼠 存活。
结论：植物能够净化因燃烧或呼吸而变混浊的空气。
1779年 英格豪斯
英格豪斯花了三个月的时间，用带叶的枝条作了500次以上 的实验（如图)，发现植物在光照下才能（释放气体）更新空气。
A．CO2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
3．在光合作用实验里，如果所用的水 中有0.2%的水分子含18O，二氧化碳中 有 0.68% 的 二 氧 化 碳 分 子 含 18O ， 那 么 ， 植物进行光合作用释放的氧气中，含
A 18O的比例为[ ]
A．氧的含量 B．CO2的含量 C．氮的含量 D．水蒸气的含量
【解析】 影响光合作用速度的因素主要 有：水和CO2(原料)；温度(影响光合作 用的酶)；光照强度(影响光反应的速度) 等。
6、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
结论：叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。
1938，美国科学家 鲁宾和卡门
A
B
结论：光合作用释放的氧全部来自水。
14CO2 → 14C3 →（14CH2O）
CO2
右图为鲁宾和卡门利用同位素标 记法进行的实验示意图。图中A物质 与B物质相对分子质量的比是（ D ）
A. 1：2 B. 8：9 C. 2：1 D.9：8
叶黄素（黄色）
蓝紫光
一、绿叶中色素的提取和分离
（一）提取色素：
原理：色素能溶解在丙酮或酒精等有机 溶剂中，所以可用无水酒精提取色素。 利用它们在层析液中的溶解度不同，在 滤纸上分开。
材料:5g鲜叶
(1).研磨
SiO2——有助于研磨充分
药品 CaCO3 ——防止色素被破坏
无水酒精——溶解色素
(2).过滤：获取绿色滤 液
化能合成作用
概念：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。
例：硝化细菌：NH3→HNO2→HNO3
巩固与提高
A 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
2．绿色植物在暗处不能放出氧
C 气是因为[ ]