生物光合作用省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第二节第二节 光合作用光合作用 连云港 灌南县第二中学 许艳 高文娟第1页学习目标：学习目标：1、说出对光合作用认识过程。、说出对光合作用认识过程。2、举例说出主要光合色素。、举例说出主要光合色素。3、概述光合作用过程。、概述光合作用过程。4、举例说出影响光合作用环境原因。、举例说出影响光合作用环境原因。第2页图图A A图图B B图图C C图图D D干燥土壤干燥土壤 90.8kg 90.8kg小柳树小柳树 2.25kg 2.25kg只用雨水浇灌只用雨水浇灌五年后柳树长大五年后柳树长大 土壤烘干后称重土壤烘干后称重1648165316481653年年(比利时比利时)海尔蒙特海尔蒙特试验前试验后改变土壤干重土壤干重90.800kg90.743kg-0.057kg柳柳 树树2.25kg76.70kg+74.75kg回首历史回首历史 解开光合作用之谜解开光合作用之谜解开光合作用之谜解开光合作用之谜第3页回首历史回首历史 解开光合作用之谜解开光合作用之谜解开光合作用之谜解开光合作用之谜1231、蜡烛易熄灭、小、蜡烛易熄灭、小白鼠易窒息而死。白鼠易窒息而死。2 2、蜡烛不轻易熄灭。、蜡烛不轻易熄灭。3 3、小白鼠不易窒息、小白鼠不易窒息而死。而死。结论结论?植物吸收了植物吸收了“固定空气固定空气”,”,放出了放出了“活命气体活命气体”即即:植物能更新空植物能更新空气气!17711771年，年，(英）普里斯特利英）普里斯特利(Joseph Priestley)(Joseph Priestley)试验试验 第4页17791779年年,荷兰科学家荷兰科学家-金鱼藻试验金鱼藻试验思索思索:为何选择金鱼藻作为试验材料为何选择金鱼藻作为试验材料?回首历史回首历史 解开光合作用之谜解开光合作用之谜解开光合作用之谜解开光合作用之谜第5页18641864年，年，(德）萨克斯德）萨克斯(J.Von Sachs)(J.Von Sachs)试验试验 回首历史回首历史 解开光合作用之谜解开光合作用之谜解开光合作用之谜解开光合作用之谜第6页2、让叶片中、让叶片中淀粉淀粉消耗掉或转移消耗掉或转移 试验是否设置了对照,试验中单一变量是什么?试验中哪些处理用于排除干扰?本试验得出结论是？1 1、试验为空白对照，单一变量为光照、试验为空白对照，单一变量为光照2、植物光合作用需要光照、植物光合作用需要光照?(现在现在我们认为是不能够得出这个结论我们认为是不能够得出这个结论)结论：结论：1 1、植物光合作用产生了淀粉；、植物光合作用产生了淀粉；回首历史回首历史 解开光合作用之谜解开光合作用之谜解开光合作用之谜解开光合作用之谜第7页18801880年，年，(美）美）恩吉尔曼恩吉尔曼(G.Engelmann)(G.Engelmann)试验试验 黑暗中黑暗中,无空气无空气极极细细光光束束光照下光照下,无空气无空气水绵结构水绵结构回首历史回首历史 解开光合作用之谜解开光合作用之谜解开光合作用之谜解开光合作用之谜第8页1、为何水绵是适当试验材料？、为何水绵是适当试验材料？2、他是怎样控制试验条件？、他是怎样控制试验条件？3、他是怎样对照？、他是怎样对照？水绵含有细而长叶绿体，便于观察水绵含有细而长叶绿体，便于观察选取黑暗、无空气环境：排除环境中光线和氧气影选取黑暗、无空气环境：排除环境中光线和氧气影响响选取极细光束，并用好氧细菌检测：准确判断释放氧选取极细光束，并用好氧细菌检测：准确判断释放氧气部位气部位此试验在设计上有什么巧妙之处？此试验在设计上有什么巧妙之处？本身对照本身对照回首历史回首历史 解开光合作用之谜解开光合作用之谜解开光合作用之谜解开光合作用之谜 恩吉尔曼试验结果是什么？得出此结论理由是什么？恩吉尔曼试验结果是什么？得出此结论理由是什么？结论：结论：结论：结论：氧是由叶绿体释放出来，叶绿体是绿色植物氧是由叶绿体释放出来，叶绿体是绿色植物进行光合作用场所。因为好氧细菌只集中在叶绿体受进行光合作用场所。因为好氧细菌只集中在叶绿体受光部位周围。光部位周围。第9页1930年（美）鲁宾年（美）鲁宾(S.Ruben)和卡门（和卡门（M.Kamaen)用氧同位素用氧同位素18O分别标识分别标识H2O和和CO2,使它分别成为使它分别成为H218O和和C18O2。进行两组光合作用试验进行两组光合作用试验：CO2C18O218O2O2H218OH2O绿色植物绿色植物（如小球（如小球（如小球（如小球 藻）藻）藻）藻）结论：光合作用释放O2全部来自于H2O回首历史回首历史 解开光合作用之谜解开光合作用之谜解开光合作用之谜解开光合作用之谜第10页回首历史回首历史 解开光合作用之谜解开光合作用之谜解开光合作用之谜解开光合作用之谜第11页光合色素与光能捕捉光合色素与光能捕捉不一样种色素作用是否相同呢？不一样种色素作用是否相同呢？第12页绿色植物光合作用是在叶绿体中绿色植物光合作用是在叶绿体中进行，叶绿体中色素含有吸收光进行，叶绿体中色素含有吸收光能作用。那么，叶绿体中终究有能作用。那么，叶绿体中终究有几个色素？怎么才能把它们提取几个色素？怎么才能把它们提取和分离出来呢？下面我们经过试和分离出来呢？下面我们经过试验来说明验来说明光合色素与光能捕捉光合色素与光能捕捉第13页一、试验原理一、试验原理1.叶绿体中色素能溶解在丙酮（有机溶剂，叶绿体中色素能溶解在丙酮（有机溶剂，酒精、汽油、苯、石油醚等）中，所以用酒精、汽油、苯、石油醚等）中，所以用丙酮可提取叶绿体中色素。丙酮可提取叶绿体中色素。2.色素在层析液中溶解度不一样，溶解度高色素在层析液中溶解度不一样，溶解度高色素分子随层析液在滤纸条上扩散得快，色素分子随层析液在滤纸条上扩散得快，溶解度低色素分子随层析液在滤纸条上扩溶解度低色素分子随层析液在滤纸条上扩散得慢，因而可用散得慢，因而可用层析液将不一样色素分层析液将不一样色素分离离。光合色素与光能捕捉光合色素与光能捕捉第14页光合色素与光能捕捉光合色素与光能捕捉试验步骤：试验步骤：1 15 52 26 63 34 4第15页光合色素与光能捕捉光合色素与光能捕捉第16页光合色素与光能捕捉光合色素与光能捕捉第17页试验关键试验关键1.选材时应注意选择选材时应注意选择鲜嫩、色浓绿鲜嫩、色浓绿、无浆汁叶、无浆汁叶片。如菠菜叶、棉花叶、洋槐叶等。片。如菠菜叶、棉花叶、洋槐叶等。2.画滤液细线时应以画滤液细线时应以细、齐、直细、齐、直为标准，重复为标准，重复画线时必须等上次画线干燥后再进行，重复画线时必须等上次画线干燥后再进行，重复2-3次。次。3.层析时不要让滤液细线触及层析液层析时不要让滤液细线触及层析液。光合色素与光能捕捉光合色素与光能捕捉第18页叶绿体中色素提取和分离光合色素与光能捕捉光合色素与光能捕捉第19页 光照到物体表光照到物体表面后，该物体又将面后，该物体又将这种颜色光反射出这种颜色光反射出来，就是我们所见来，就是我们所见到颜色。对植物而到颜色。对植物而言，除了部分橙光、言，除了部分橙光、黄光和大部分绿光黄光和大部分绿光被反射外，其它基被反射外，其它基本上都被叶绿素分本上都被叶绿素分子等所吸收了，所子等所吸收了，所以植物叶片展现绿以植物叶片展现绿色。色。第20页主动思维主动思维恩吉尔曼试验结果恩吉尔曼试验结果分析：这一巧妙试验说明了什么？分析：这一巧妙试验说明了什么？分析：这一巧妙试验说明了什么？分析：这一巧妙试验说明了什么？叶绿体中色素对不一样波长吸收强度不一样，叶绿体中色素对不一样波长吸收强度不一样，主要吸收主要吸收红光红光与与蓝紫光蓝紫光，几乎不吸收，几乎不吸收绿光绿光第21页 试验表明：叶绿素试验表明：叶绿素试验表明：叶绿素试验表明：叶绿素a a和和和和b b在蓝光和红光在蓝光和红光在蓝光和红光在蓝光和红光部分都有很高吸收峰，叶绿体中胡萝卜素部分都有很高吸收峰，叶绿体中胡萝卜素部分都有很高吸收峰，叶绿体中胡萝卜素部分都有很高吸收峰，叶绿体中胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。和叶黄素主要吸收蓝紫光。和叶黄素主要吸收蓝紫光。和叶黄素主要吸收蓝紫光。主动思维主动思维第22页叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素叶绿素叶绿素b b叶黄素叶黄素(蓝绿色）蓝绿色）（黄绿色）（黄绿色）（橙黄色）（橙黄色）（黄色）（黄色）（含量占（含量占3/43/4）（含量占（含量占1/41/4）外膜外膜内膜内膜基质基质基粒基粒叶绿体中色素叶绿体中色素叶绿体结构模式图叶绿体结构模式图(色色素素)胡萝卜素胡萝卜素叶绿素叶绿素a a（光反应酶、（光反应酶、光反应场所）光反应场所）（暗反应酶、（暗反应酶、暗反应场所）暗反应场所）光合作用场所一定是叶绿体吗？光合作用场所一定是叶绿体吗？光合作用场所光合作用场所 叶绿体叶绿体第23页CO2O2叶绿体叶绿体光合作用图解光合作用图解H2O有机物有机物阳光阳光光合作用过程第24页光反应阶段与暗反应阶段比较光反应阶段与暗反应阶段比较项目项目光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段区区别别场所场所条件条件物质改变能量能量转化转化囊状结构囊状结构薄膜上薄膜上叶绿体基质中叶绿体基质中需需光、色素和酶光、色素和酶不需不需光、色素光、色素;需需各种酶各种酶光能光能转变为转变为ATP中中活泼活泼化学能化学能ATP中中活泼化学能活泼化学能转化为糖类转化为糖类等有机物中等有机物中稳定化学能稳定化学能水光解：水光解：H2O光光H+O2光光ADP+PiATP酶酶CO2固定：固定：CO2+C52C3C3还原：还原：2C3（CH2O）H，ATP酶ATPADP+Pi酶酶联联 系系1、光反应是暗反应基础，光反应为暗反应进行提供H和ATP2、暗反应是光反应继续，暗反应为光反应进行提供合成ATP原料ADP和Pi3、二者相互独立又同时进行，相互制约又亲密联络第25页光合作用过程总结：1.光合作用概念（1）什么是光合作用？）什么是光合作用？绿色植物经过叶绿体吸收光能，将绿色植物经过叶绿体吸收光能，将CO2和和H2O合成为有机物并释放出合成为有机物并释放出O2，同时，同时也将太阳能转化为化学能储存在糖类和其也将太阳能转化为化学能储存在糖类和其它有机物中，这一过程称为光合作用。它有机物中，这一过程称为光合作用。第26页光合作用过程2.光合作用反应式、实质（2）反应式）反应式（3）实质）实质光能光能 化学能化学能无机物无机物 有机物有机物第27页教学目标巩固教学目标巩固教学目标巩固教学目标巩固 D D3、给一株正在进行光合作用大豆供给、给一株正在进行光合作用大豆供给CO2，则一段时间，则一段时间后后C存在于存在于（）A.淀粉淀粉B.脂肪脂肪C.氨基酸氨基酸D.以上三项都有以上三项都有141、光反应中，、光反应中，ATP和和O2产生都离不开产生都离不开（）A.水和水和CO2B.色素和色素和CO2C.水、光能、水、光能、CO2D.水、色素、光能水、色素、光能2、光合作用过程中，能量流动大致路径是、光合作用过程中，能量流动大致路径是（）A.光光色素色素（CH2O）B.光光色素色素ADP（CH2O）C.光光色素色素ATP（CH2O）D.光光ADPATP（CH2O）C CD D14光合作用过程第28页影响光合作用环境原因影响光合作用环境原因一、光一、光光照强度对光合作用影响光照强度对光合作用影响解题思绪：解题思绪：利用利用光合作用模型光合作用模型分析光强（自变量）分析光强（自变量）和光合强度（因变量）关系。和光合强度（因变量）关系。分析过程：分析过程：光能光能活跃化学活跃化学能能（ATP）稳定化学能稳定化学能（有机物）（有机物）ADP+PiH2OO2+HC3有机物有机物ATP光光光光能量：能量：物质：物质：光反应光反应第29页例例1：植物新陈代谢受外部环境因子（如光、温度）：植物新陈代谢受外部环境因子（如光、温度）和内部因子（如激素）影响，研究内、外因子对和内部因子（如激素）影响，研究内、外因子对植物生命活动影响含有主要意义。植物生命活动影响含有主要意义。（1）右图表示野外松树（阳生植物）右图表示野外松树（阳生植物）光合作用强度与光照强度关系。光合作用强度与光照强度关系。其中纵坐标表示松树整体表其中纵坐标表示松树整体表现出吸收现出吸收CO2和释放和释放CO2量情况。请分析回答：量情况。请分析回答：当光照强度为当光照强度为b时，光合作用强度时，光合作用强度。不能。光照强度为不能。光照强度为a时，光合作用形成有机物和呼吸时，光合作用形成有机物和呼吸作用消耗有机物相等，但晚上只进行呼吸作用。所以，作用消耗有机物相等，但晚上只进行呼吸作用。所以，从全天看，消耗大于积累，植物不能正常生长。从全天看，消耗大于积累，植物不能正常生长。最高最高光照强度为光照强度为a时，光合作用吸收时，光合作用吸收CO2量等于呼吸作用放出量等于呼吸作用放出CO2量。假量。假如白天光照强度较长时期为如白天光照强度较长时期为a，植物能不能正常生长？为何？，植物能不能正常生长？为何？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曲线，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曲线，b点位置应怎样移动，为何？点位置应怎样移动，为何？左移，与松树比较，人参光合作用强度到达最高点时，左移，与松树比较，人参光合作用强度到达最高点时，所需要光照强度比松树低。所需要光照强度比松树低。限制限制cf和和fd段光合作用强度因子分别是？段光合作用强度因子分别是？光强、光强、CO2浓度浓度影响光合作用环境原因影响光合作用环境原因第30页二、二、CO2对光合作用影响对光合作用影响解题思绪：解题思绪：利用利用光合作用模型光合作用模型分析分析CO2浓度浓度（自变量）和光合强度（因变量）关系。（自变量）和光合强度（因变量）关系。分析过程：分析过程：H2C3有机物有机物ATPC5固定固定还还原原CO2生产上提升生产上提升CO2化碳办法主要有？化碳办法主要有？1、确保田间植物通风。、确保田间植物通风。2、施用农家肥。、施用农家肥。3、在大棚中经常使用二氧化碳生发器，施用干冰，、在大棚中经常使用二氧化碳生发器，施用干冰，或混养家禽、家畜等。或混养家禽、家畜等。影响光合作用环境原因影响光合作用环境原因第31页例例1 将植物栽培在适宜光照、温度和充分将植物栽培在适宜光照、温度和充分C02条件下。假如条件下。假如将环境中将环境中C02含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内C3化合化合物、物、C5化合物和化合物和ATP含量改变情况依次是含量改变情况依次是 A.上升；下降；上升上升；下降；上升 B.下降；上升；下降下降；上升；下降 C.下降；上升；上升下降；上升；上升 D.上升；下降；下降上升；下降；下降 解析解析从光合作用反应过程进行分析：在光合作用过程中，从光合作用反应过程进行分析：在光合作用过程中，C02参加暗反应，参加暗反应，C02与与C5化合物结合，生成两个化合物结合，生成两个C3化合物，化合物，当当C02突然降低时，这个过程必定受阻，因而造成突然降低时，这个过程必定受阻，因而造成C5化合物含化合物含量上升和量上升和C3化合物含量下降。而化合物含量下降。而C3化合物降低，又使暗反应化合物降低，又使暗反应中中C3化合物还原成葡萄糖过程受阻，消耗光反应提供化合物还原成葡萄糖过程受阻，消耗光反应提供ATP量量也降低，使细胞中也降低，使细胞中ATP含量上升。含量上升。答案答案 C影响光合作用环境原因影响光合作用环境原因第32页三、温度对光合作用影响三、温度对光合作用影响实质：温度影响实质：温度影响暗反应暗反应（酶促反应）（酶促反应）在生产上应用：在生产上应用：在大棚生产中经常采取在大棚生产中经常采取白天适当升温白天适当升温（确保光合作（确保光合作用正常进行，用正常进行，晚上适当降温晚上适当降温（降低呼吸酶活性）。（降低呼吸酶活性）。例例4、下列图表示在、下列图表示在10000勒克司光照下某植物呼吸量与勒克司光照下某植物呼吸量与光合量随环境温度而发生，据图回答下列问题：光合量随环境温度而发生，据图回答下列问题：（1）从图中可）从图中可以看出，叶绿体以看出，叶绿体内酶与呼吸酶内酶与呼吸酶相比相比。最适温度低最适温度低影响光合作用环境原因影响光合作用环境原因第33页（2）最有利于该植物有机物积累温度为）最有利于该植物有机物积累温度为。此时图中显示出净产量为此时图中显示出净产量为。（3）温度为）温度为40度时该植物代谢情况为度时该植物代谢情况为。（4）从图中关系谈一谈夏季中午时蒸腾作用益处：）从图中关系谈一谈夏季中午时蒸腾作用益处：。350.2molCO2光合量等于呼吸量。光合量等于呼吸量。蒸腾作用降低叶片温度蒸腾作用降低叶片温度,有利于光合作用。有利于光合作用。影响光合作用环境原因影响光合作用环境原因第34页（1 1）N N：是各种酶以及：是各种酶以及NADPNADP+和和ATPATP主要组主要组 成成份，叶绿素中也有成成份，叶绿素中也有N N元素。元素。四、矿质元素对光合作用影响（2）P：是叶绿体膜、：是叶绿体膜、NADP+和和ATP主要组主要组成成份。成成份。（3）K：在合成糖类，以及将其运输到块根、块：在合成糖类，以及将其运输到块根、块茎和种子等器官过程中起作用。茎和种子等器官过程中起作用。（4）Mg：叶绿素主要组成成份。：叶绿素主要组成成份。影响光合作用环境原因影响光合作用环境原因第35页知识海洋知识海洋第36页知识海洋知识海洋1、延长光照时间增加光照强度、延长光照时间增加光照强度2、提升二氧化碳浓度、提升二氧化碳浓度增施有机肥料，利增施有机肥料，利用微生物分解有机物用微生物分解有机物产生二氧化碳产生二氧化碳直接施放贮存在直接施放贮存在钢瓶中二氧化碳钢瓶中二氧化碳点煤球炉点煤球炉3、适宜温度：、适宜温度：保持昼夜温差保持昼夜温差第37页 光合作用受光照光合作用受光照强强度、度、COCO2 2浓浓度、温度等影度、温度等影响，响，图图中中4 4条曲条曲线线（a a、b b、c c、d d）为为不一不一样样光照光照强强度和不一度和不一样样COCO2 2浓浓度下，度下，马铃马铃薯薯净净光合速率随光合速率随温度改温度改变变曲曲线线。a a光照非常弱，光照非常弱，COCO2 2极少（极少（远远小小于于0.03%0.03%）；）；b b适当遮适当遮荫荫（相当于全光照（相当于全光照1/251/25）COCO2 2浓浓度度为为0.03%0.03%，c c全光照（晴天不遮全光照（晴天不遮荫荫），COCO2 2浓浓度度为为0.03%0.03%；d d全光照，全光照，COCO2 2浓浓度度为为1.22%1.22%。请请据据图图回答：（回答：（1 1）伴随光照）伴随光照强强度和度和COCO2 2浓浓度提度提升，植物光合作用（以升，植物光合作用（以净净光合速率光合速率为为指指标标）最）最适温度改适温度改变趋势变趋势是是 。（2 2）当曲）当曲线线b b净净光合速率降光合速率降为为零零时时，真光合，真光合速率是否速率是否为为零？零？为为何？何？（3 3）在大田作物管理中，采取以下哪些）在大田作物管理中，采取以下哪些办办法能法能够够提升提升净净光合速率？（光合速率？（）A A 通通风风 B B 增施有机肥增施有机肥 C C 延延长长生育期生育期 D D 施碳酸施碳酸氢铵氢铵高考回顾高考回顾第38页 解析由题中坐标图可知，随光照强度和CO2浓度提升，植物光合作用最适温度改变逐步提升。因为b为适当遮荫（有光），CO2浓度为003（有原料），呼吸作用仍在进行，所以，当曲线b净光合速率为零时，代表光合速率等于呼吸速率，真光合速率并不为零。在生产实践中，采取通风、施肥等办法均可提升作物净光合速率。答案（1）逐步提升（2）不为零，因为在b试验条件下，呼吸速率不为零（3）ABD第39页第40页