沪科版高中生命科学第一册：光合作用_课件1

光合作用的意义
为一切生物生命活动的进行提供所必需的营养物 质； 为一切生物生命活动的进行提供所必需的能量； 维持大气中氧气和二氧化碳的平衡。 总之，从物质转变和能量转变的过程来看，光合 作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。
影响光合作用的因素
光照强度、光质、光照时间 气体反应物
CO2+H2O
光能
气来源于参加 反应的水
光能
6CO2+12H2O
C6H12O6+6O2+6H2O
叶绿体
为什么反应式的两边都有水？
基粒上的片层叫什么？ 基粒上有什么东西？
类囊体（含色素、酶）
基 粒
类囊体是做什么用的？
光反应——基粒的类囊体上
光
暗
叶绿体a
ADP+Pi
e
活化的叶绿体a
e
2e
H2O
2H+
ATP
反
NADP+
1642年赫尔蒙特
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.赫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。
1771年，英国化学家普里
斯特利的著名实验……
植物能改善
污浊的空气！但
4.矿质元素
为何后段光合速率会下降？
土壤溶液浓度过 高使植物失水，从而导 致光合速率下降。
N——蛋白质（酶）
P——ATP、NADPH、RuBP
Mg——叶绿素
K——茎秆健壮，又促进淀粉的形成和向储存器官 （块茎）的运输
5.水分
水分
①水既是光合作用的原料，又是化学反应的媒介； ②水分是植物蒸腾的对象。缺水→气孔关闭→CO2 进入受阻→间接影响光合作用
（水的光解）
（类囊体）
NADPH
o 1/2 2
应
NADP：辅酶Ⅱ
想想：物质、能量有何变化？
NADPH：还原型辅酶Ⅱ
暗反应（卡尔文循环）——叶绿体基质中
固定
co2
三碳化合物
ADP+Pi
多种酶
光 反
ATP
催化
应
NADP+
还原
五碳化合物
NADPH
想想：物质、能量有何变化？
(CH2O)n+H2O
光合作用 光反应 （需光）
有时候却……
探究一：普利斯特利的实验 提出问题 植物可以影响空气成分吗？
作出假设 植物可以影响空气成分。
设计实验 实施实验
小鼠 和点 燃的 蜡烛
光照，密 闭玻璃罩
绿色植物
小鼠死亡，蜡烛也熄灭 小鼠存活，蜡烛仍燃烧
结果分析 得出结论
植物能产生动物呼吸和蜡烛 燃烧所需要的气体。
植物可以更新空气(吸收CO2，产生O2)。
光能
CO2+H2O
(CH2O)+O2
叶绿体
2.在上述基础上请用简洁语言给光合作用下
定义。
在（光照)条件下，在绿色植物的(叶绿体) 中，把(二氧化碳和水)转化为(淀粉同时释放氧 气)，这个过程叫光合作用。
叶绿体及其色素
光合作用在哪里发生，是怎样进行的？
叶绿体
叶绿体照片
叶绿体内有 哪些色素呢？
光合作用的场所——叶绿体
产物
O2 ATP NADPH
(CH2O)n H2O ADP+Pi NADP+
光合作用的实质
释放的氧
光合作用的反应式：
气来源于参加 反应的水
6CO2+12H2O
光能
C6H12O6+6O2+6H2O
叶绿体
1.物质转化： 无机物 有机物
2.能量转化： 光能
有机物中的化学能
讨论：光合作用有何意义？
CO2 O2
1961年诺贝 尔化学奖得主
20世纪40年代，美 国科学家卡尔文利用放 射性同位素14C标记的 14CO2做实验研究了这一 问题，最终探明了CO2中 的碳在光合作用中转化 成有机物中的碳的途径， 这一途径称为卡尔文循 环。
学生思考与讨论：
结合经典实验，思考光合作用的条件、场所、原 料、产物是什么，能不能用一个反应式来表示？
1779年，荷兰人英格豪斯进一步实验……
原来植物 只有在光下才 会放出氧气！
萨克斯实验有哪些现象？该现象说明了什么？
探究二：萨克斯的实验
提出问题 植物光合作用的产物除氧之外还有什么？
作出假设
植物光合作用的产物还有淀粉。
设计实验
酒精脱色
实施实验 结果分析 得出结论
碘液处理
曝光一侧的叶片经过碘液处理后变成蓝色， 而遮光一侧的叶片经过碘液处理后不变蓝。
叶绿体 （CH2O）+O2
(色素、酶）
①作为反应物和反应的媒介; ①Mg、N等矿质元素； ②水分→气孔关闭→CO2供应。②酶的活性受温度等的影响。
影响光合作用的因素
酶的种类、数量
内因：
叶面指数（疏密）
外因：
光（强度、光质） CO2浓度 温度 矿质元素 水分
1.光 光照强度：
CO2 吸
收 量
光合作用、呼吸作用 光
①不过原点的曲线代表的是净值；②题干交代“测定”的值——一定是净值。 ②A、B、C点各代表的意义？
A：呼吸强度；B：光补偿点；C：光饱和点 ③如果图中曲线表示的是阳生植物，那么阴生植物的曲线应当怎样？
阴生植物的光补偿点、光饱和点 ＜ 阳生植物
CO2
吸 收
C
量
mg/dm ·h
2
S2
0 CO2
S1
释
放A
应用：温室栽培时适当提高CO2的浓度
措施：
植物能直接吸收吗？
①多施有机肥或农家肥； ②大田生产“正其行，通其风”，即为提 高CO2浓度、增加产量； ③释放一定量的干冰或给植物浇碳酸饮料 (施NH4HCO3)。
3.温度
请判断图中曲线哪条代表的是光合作用、 呼吸作用？净光合速率曲线该怎样绘制？
t1 t2
英格豪斯实验——动力：光 萨克斯实验——产物：淀粉 恩格尔曼实验——叶绿体是光合作用的场所
原料：H2O和CO2
6CO2+12H2O*
光能 叶绿体
(C6H12O6)+6H2O+6O2*
在上述基础上请用简洁语言给光合作用 下定义。
1.光合作用的原料、场所、条件、产物各是什 么？试写出反应方程式。
CO2和H2O、叶绿体、光、（CH2O）和O2
探究三：鲁宾、卡门的实验
提出问题 光合作用产生的氧是来自于水还是二氧化碳？
作出假设 光合作用产生的氧是来自于水（或者是二氧化碳）。
设计实验
实施实验
结果分析 得出结论
A气体无放射性，B气体具有放射性；而且 等体积二者的质量比为8∶9 。
光合作用产生的氧气来自于水，而不是来 自于二氧化碳。
光合作用产生的有机物又是 怎样合成的呢？
基质
叶绿素a 主要吸收
叶绿素
红橙光
叶绿素b
蓝紫光
双层膜
色素
基粒
叶黄素 类胡萝卜素
主要吸收 蓝紫光
1
胡萝卜素
4
色 素
含
量ຫໍສະໝຸດ Baidu
光合作用的过程
问题：什么是光合作用？
光合作用：是绿色植物通过叶绿体，利用可见
光中的光能，把二氧化碳和水合成为储存能量
的糖类（通常指葡萄糖），并且释放出氧气的
过程。
释放的氧
光合作用的反应式：
合
速
2
率
光合作用
mg/dm ·h
0B A CO2
释 放
0 C 光照强度
A 光照强度
量
两种表示方法有什么区别呢？
1.光 CO2
光合速率（强度）
吸
收 量
净
实
阳生植物 光
际
mg/dm ·h
合
光
速
合
2
阴生植物 率
速
率
0
B
CO2
释 放
A
C
（
光照强度 呼
吸 速
总 值 ）
率
量
净值=总值（实际值）－呼吸消耗值
①纵坐标代表总光合速率（强度）还是净光合速率（强度）？如何判断曲线图中纵坐标 代表的是总值还是净值？ 净光合速率
暗反应（有光无光都进行）
H2O
CO2
光
NADP+
光反应
ADP +Pi
ATP
NADPH
卡尔文 循环
O2
(CH2O)n +H2O
光反应和暗反应的比较
光反应
暗反应
场所 条件 物质 变化
能量变化
基粒类囊体上 光、色素、酶
水的光解
基质中 多种酶 CO2的固定、还原
ADP+Pi NADP+ 光能 活跃化学能
ATP NADPH 糖类稳定的化学能
t3 t4
光合作用强度
夏季中午光合作用“午休”
A
O
7
10
12 14 18 时间：盛夏
A点的含义是：
温度过高，气孔关闭， CO2供应 不足导致光合速率下降。
措施
外因 对光合作用的影响
在生产上的应用
温度会直接影响 酶的活性。（主要是
温 影响碳反应） 度
1.适时播种。 2.温室栽培时，白天 适当提高温度，晚上 适当降温。 3.适时浇水，使气孔 开放，加强蒸腾作用， 降低植物体温度。
植物在光合作用中产生了淀粉 。
放射性同位素可用于追踪物质的运 行和变化过程。用放射性同位素标记的 化合物，其化学性质不会改变。科学家 通过追踪放射性同位素标记的化合物可 以弄清化学反应的详细过程，这种方法 叫做同位素标记法。
1939年，鲁宾和卡门做的同位素实验， 如下图所示：
这一实验证实了：
光合作用产生的氧气来自于水，而不是来自于CO2。
应用措施：合理灌溉。
6.多因子外界因素对光合速率的影响
1.单独分析 每条曲线 2.作辅助线
谢谢
光合作用
地球上最重要的化学反应
使整个自然界每年大约形成五 千亿吨有机物；
直接或间接为动物和人类提供 了食物、能源；
人类对它的研究已有300多年； 六次诺贝尔奖与研究光合作用 有关； …………
光合作用的研究历史
1642年，比利时的范·赫尔蒙
特做了这样一个实验……
柳树增
加的物质来
五
源于水！
年
后
柳树增重：74.47kg 土壤减重：0.06kg
量
B
S3
D 光照强度 E
呼吸消耗量：OA与OD围成的面积（S1+S3） 净积累量：AC与AE围成的面积-呼吸消耗量（S2-S1） 总光合作用量：净值+呼吸消耗量（S2+S3）
2.CO2浓度
A： 呼吸作用强度 C： CO2补偿点 S： CO2饱和点
光 合 速 率
0
A
B
外界CO2
浓度
A：进行光合作用所需最低外界CO2浓度 B：CO2饱和点