人教版高中生物必修一能量之源光与光合作用共张省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

追根溯源，对绝大多数生物来说，活追根溯源，对绝大多数生物来说，活细胞所需能量最终源头是来自太阳光能。细胞所需能量最终源头是来自太阳光能。第1页第四节第四节能量之源能量之源光与光合作用光与光合作用太阳光能又是经过什么路径进入植物体内？太阳光能又是经过什么路径进入植物体内？第2页 植物细胞为何能捕捉光能呢？植物细胞为何能捕捉光能呢？因为有能捕捉光能色素因为有能捕捉光能色素第3页 绿叶中会有哪些种类色素呢？它们分别是什么颜色？各种色素在绿叶含量相同吗？捕捉光能色素第4页绿叶中色素提取和分离操作步骤：操作步骤：提取色素提取色素制备滤纸条制备滤纸条画滤液细线画滤液细线分离色素分离色素观察与统计观察与统计第5页第6页叶绿体中色素主要吸收红橙光和蓝紫光叶绿体中色素主要吸收红橙光和蓝紫光叶片为何往往是绿色呢？第7页叶绿素中吸收光谱叶绿素中吸收光谱0400500600700 nm 50100叶绿素叶绿素b叶绿素叶绿素a第8页 叶绿体中色素叶绿体中色素叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素叶绿素叶绿素a(蓝绿色蓝绿色)叶绿素叶绿素b（黄绿色）（黄绿色）胡萝卜素胡萝卜素（橙黄色）（橙黄色）叶黄素叶黄素（黄色）（黄色）吸收吸收吸收吸收红光红光红光红光和和和和蓝紫光蓝紫光蓝紫光蓝紫光吸收吸收吸收吸收蓝紫光蓝紫光蓝紫光蓝紫光3/41/4第9页 这些捕捉光能色素存在于细胞中什么部位呢？第10页叶绿体结构这些囊状结构称为类囊体。吸收光能四种色素，这些囊状结构称为类囊体。吸收光能四种色素，就分布在类囊体薄膜上。就分布在类囊体薄膜上。第11页1880年，恩格尔曼试验年，恩格尔曼试验隔绝空气隔绝空气黑暗，用极细光束照射完全暴露在光下完全暴露在光下水绵和好氧水绵和好氧细菌装片细菌装片结论：结论：氧是由氧是由 叶绿体叶绿体释放出来，释放出来，叶绿体叶绿体是光合作用场所。是光合作用场所。光合作用需要光合作用需要光照光照。第12页 叶绿体是进行光合作用场所，叶绿体是进行光合作用场所，它内部巨大膜表面上，不但分布它内部巨大膜表面上，不但分布着许多吸收光能色素分子，还有着许多吸收光能色素分子，还有许多进行光合作用所必需酶。许多进行光合作用所必需酶。光合作用在叶绿体光合作用在叶绿体中是怎样进行呢？中是怎样进行呢？第13页光合作用探究历程光合作用探究历程第14页第15页1771年（英）普里斯特利试验年（英）普里斯特利试验植物能够更新空气；植物能够更新空气；第16页1779年，荷兰科学家英格豪斯试验；1785年，明确绿叶在光下放出是氧气，吸收是二氧化碳；1845年，梅耶指出，植物在进行光合作用时，把光能转变成化学能储存起来；第17页 1864年，萨克斯年，萨克斯(德德)试验试验（置于暗处几小时）思考：目是什么？二分之一遮光二分之一遮光二分之一曝光二分之一曝光第18页第19页 1864年，（德）萨克斯试验年，（德）萨克斯试验绿色叶片中光合作用中产生了淀粉；绿色叶片中光合作用中产生了淀粉；第20页 20世纪世纪30年代，鲁宾和卡门（美）同位年代，鲁宾和卡门（美）同位素标识试验：素标识试验：结论：结论：光合作用产生氧气全部来自水，而光合作用产生氧气全部来自水，而不是来自不是来自COCO2 2。第21页 光合作用概念：是指绿色植物经过叶绿体，利用光能，光合作用概念：是指绿色植物经过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量有机物，而且释放出氧把二氧化碳和水转化成储存着能量有机物，而且释放出氧气过程。气过程。什么是光什么是光合作用呢？合作用呢？第22页二光合作用原理和应用（一）光合作用过程（一）光合作用过程CO2 2+H2 2O*(CH2O)+O2 2*总反应式总反应式:包含两个阶段包含两个阶段:1.光反应光反应2.暗反应暗反应叶绿体叶绿体叶绿体叶绿体光光光光第23页第24页暗反应暗反应第25页色素分子色素分子可见光可见光C52C3ADP+PiATP2H2OO24H各种酶各种酶酶酶CH2OCO2吸收吸收光解光解能能固定固定还原还原酶酶光反应光反应暗反应暗反应 光合作用过程光合作用过程第26页过程：光反应阶段和暗反应阶段比较过程：光反应阶段和暗反应阶段比较过程：光反应阶段和暗反应阶段比较过程：光反应阶段和暗反应阶段比较光反应阶段暗反应阶段进行部进行部位位条件条件物质改变能量改变联络叶绿体基粒囊状结构中叶绿体基粒囊状结构中叶绿体基质中叶绿体基质中光、色素和酶光、色素和酶ATPATP、NADPH NADPH、各种酶、各种酶光能转换成电能光能转换成电能再变成活跃化学能再变成活跃化学能（ATPATP、NADPHNADPH中）中）活跃化学能变成稳定活跃化学能变成稳定化学能化学能 光反应为暗反应提供光反应为暗反应提供NADPHNADPH和和ATPATP暗反应产生暗反应产生ADPADP和和PiPi为光反应合成为光反应合成ATPATP提供原料提供原料水光解水光解2H2O4H+O2合成合成ATP ADP+Pi ATP光光 酶酶光能光能CO2固定固定CO2+C5 2C3三碳还原三碳还原2C3 C6H12O6 酶酶 酶酶ATP H光光第27页光合作用主要意义光合作用主要意义 为包含人类在内几乎全部生物生存提供了物质起源和为包含人类在内几乎全部生物生存提供了物质起源和能量起源能量起源 维持大气中氧气和二氧化碳含量相对稳定维持大气中氧气和二氧化碳含量相对稳定 促进生物进化促进生物进化 从物质转变和能量转变过程来看，光合作用是生物界从物质转变和能量转变过程来看，光合作用是生物界最基本物质代谢和能量代谢最基本物质代谢和能量代谢第28页 影响光合作用原因影响光合作用原因光照强度光照强度 真正光合速率真正光合速率=净光合速率净光合速率+呼吸速率呼吸速率第29页温度温度光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用t吸收或释放量吸收或释放量CO2第30页COCO2 2浓度浓度b:CO2赔偿点赔偿点c:CO2饱和点饱和点 ab:CO ab:CO ab:CO ab:CO2 2 2 2太低，农作物消耗光合产物；太低，农作物消耗光合产物；太低，农作物消耗光合产物；太低，农作物消耗光合产物；bc:bc:bc:bc:随随随随COCOCOCO2 2 2 2浓度增加，光合作用强度增强；浓度增加，光合作用强度增强；浓度增加，光合作用强度增强；浓度增加，光合作用强度增强；cd:CO cd:CO cd:CO cd:CO2 2 2 2浓度再增加，光合作用强度保持不变；浓度再增加，光合作用强度保持不变；浓度再增加，光合作用强度保持不变；浓度再增加，光合作用强度保持不变；de:CO de:CO de:CO de:CO2 2 2 2浓度超出一定程度，将引发原生质体中毒或气孔关浓度超出一定程度，将引发原生质体中毒或气孔关浓度超出一定程度，将引发原生质体中毒或气孔关浓度超出一定程度，将引发原生质体中毒或气孔关闭，抑制光合作用。闭，抑制光合作用。闭，抑制光合作用。闭，抑制光合作用。acbdeabcde第31页N：光合酶及光合酶及NADPNADP+和和ATPATP主要组分主要组分P：NADPNADP+和和ATPATP主要组分；维持叶绿主要组分；维持叶绿体正常结构和功效体正常结构和功效K：促进光合产物向贮藏器官运输促进光合产物向贮藏器官运输Mg：叶绿素主要组分叶绿素主要组分矿质营养矿质营养第32页 影响光能利用率原因在生产中应用：影响光能利用率原因在生产中应用：延长光合作用时间延长光合作用时间延长光合作用时间延长光合作用时间增加光合作用面积增加光合作用面积增加光合作用面积增加光合作用面积光能利用率光能利用率光合作用效率光合作用效率(轮作轮作)(合理密植：间种、套种合理密植：间种、套种)1、控制光照强度、控制光照强度2、适当补充、适当补充CO23、适宜温度、适宜温度4、矿质元素（、矿质元素（合理施肥）合理施肥）5、水（、水（合理浇灌）合理浇灌）第33页试验原理：试验原理：利用真空渗透法排除叶内细胞间隙空气，充以水分，利用真空渗透法排除叶内细胞间隙空气，充以水分，使叶片沉于水中。在光合作用过程中，植物吸收使叶片沉于水中。在光合作用过程中，植物吸收CO2放放出出O2，因为，因为O2在水中溶解度很小，而在细胞间积累，结在水中溶解度很小，而在细胞间积累，结果使原来下沉叶片上浮，依据上浮所需时间长短，即能果使原来下沉叶片上浮，依据上浮所需时间长短，即能比较光合作用强弱。比较光合作用强弱。探究环境原因对光合作用影响探究环境原因对光合作用影响第34页第35页4、取、取3只小烧杯，分别倒入只小烧杯，分别倒入20ml富含二氧化碳清水富含二氧化碳清水（事先可用口经过玻璃管向清水内吹气）（事先可用口经过玻璃管向清水内吹气）、分别向只小烧杯中各放入片小圆形叶片，、分别向只小烧杯中各放入片小圆形叶片，然后分别对这个试验装置进行强、中、弱三种光照然后分别对这个试验装置进行强、中、弱三种光照（盏台灯分别向个试验装置照射，光照强（盏台灯分别向个试验装置照射，光照强弱可经过调整台灯与试验装置间距离来决定）。弱可经过调整台灯与试验装置间距离来决定）。、观察并统计同一时间段内各试验装置中小圆形叶、观察并统计同一时间段内各试验装置中小圆形叶片浮起数量片浮起数量第36页观察与统计观察与统计一、不一样光照强度对光合作用影响一、不一样光照强度对光合作用影响烧烧杯杯光照光照（日光灯）（日光灯）距离距离光照光照强度强度叶子圆片上浮所需时间叶子圆片上浮所需时间第一片第一片第二片第二片第三片第三片第四片第四片140W5CM强240W30CM中340W50CM弱结论：结论：在一定光照强度范围内，光合作用伴随光照强度增强而增强在一定光照强度范围内，光合作用伴随光照强度增强而增强第37页AB光照强度光照强度0吸收吸收CO2 2阳生植物阳生植物阴生植物阴生植物B：光赔偿点：光赔偿点C：光饱和点：光饱和点应依据植物生活习性因地制宜地种植植物。应依据植物生活习性因地制宜地种植植物。C光赔偿点、光饱和点光赔偿点、光饱和点：阳生植物阳生植物 阴生植物阴生植物第38页五、光合作用和呼吸作用中化学计算五、光合作用和呼吸作用中化学计算光合作用反应式：光合作用反应式：6CO6CO2 212H12H2 2OCOC6 6H H1212O O6 66O6O2 26H6H2 2O O呼吸作用反应式：呼吸作用反应式：有氧：有氧：C C6 6H H1212O O6 66O6O2 26H6H2 2O 6COO 6CO2 212H12H2 2O O无氧：无氧：C C6 6H H1212O O6 62C2C2 2H H5 5OHOH2CO2CO2 2(植物植物)实测实测COCO2 2吸收量吸收量光合作用光合作用COCO2 2吸收量吸收量-呼吸作用呼吸作用COCO2 2释放量释放量实测实测O O2 2释放量释放量光合作用光合作用O O2 2释放量释放量-呼吸作用呼吸作用O O2 2消耗量消耗量C6H12O62C3H6O3(动物）动物）第39页 【例题【例题1 1】测定植物光合作用速率，最简单有效】测定植物光合作用速率，最简单有效方法是测定：方法是测定：A.A.植物体内葡萄糖氧化量植物体内葡萄糖氧化量 B.B.植物体内叶绿体含量植物体内叶绿体含量 C.C.二氧化碳消耗量二氧化碳消耗量 D.D.植物体内水消耗量植物体内水消耗量 【例题【例题2 2】假如做一个试验测定藻类植物是否完】假如做一个试验测定藻类植物是否完成光反应成光反应,最好是检测其最好是检测其:A.A.葡萄糖形成葡萄糖形成 B.B.淀粉形成淀粉形成 C.C.氧气释放氧气释放 D.CO D.CO2 2吸收量吸收量第40页例例3 3将某一绿色植物置于密闭玻璃容器内，在将某一绿色植物置于密闭玻璃容器内，在一定条件下不给光照，一定条件下不给光照，COCO2 2含量每小时增加含量每小时增加8mg8mg，给，给予充分光照后，容器内予充分光照后，容器内COCO2 2含量每小时降低含量每小时降低36mg36mg，若上述光照条件下光合作用每小时能产生葡萄糖若上述光照条件下光合作用每小时能产生葡萄糖30mg30mg，请回答：，请回答：（1 1）比较在上述条件下，光照时呼吸作用强）比较在上述条件下，光照时呼吸作用强度与黑暗时呼吸作用强度差是度与黑暗时呼吸作用强度差是mgmg。（2 2）在光照时，该植物每小时葡萄糖净生产）在光照时，该植物每小时葡萄糖净生产量是量是mgmg。（3 3）若一昼夜中先光照）若一昼夜中先光照4 4小时，接着放置在小时，接着放置在黑暗情况下黑暗情况下2020小时，该植物体内有机物含量改变小时，该植物体内有机物含量改变是（填增加或降低）是（填增加或降低）。（4 4）若要使这株植物有更多有机物积累，）若要使这株植物有更多有机物积累，你认为可采取办法是你认为可采取办法是:。0 024.524.5降低降低延长光照时间；延长光照时间；降低夜间温度；降低夜间温度；增加增加COCO2 2浓度。浓度。第41页化能合成作用 自然界中少数种类细菌，即使细胞内没有色素，不能自然界中少数种类细菌，即使细胞内没有色素，不能进行光合作用，不过能够利用体外环境中一些无机物氧化进行光合作用，不过能够利用体外环境中一些无机物氧化时释放能量来制造有机物，这种合成作用，叫做时释放能量来制造有机物，这种合成作用，叫做化能合成化能合成作用作用。进行光合作用和化能合成作用生物都进行光合作用和化能合成作用生物都是自养型生物；而只能利用环境中现成有是自养型生物；而只能利用环境中现成有机物来维持本身生命活动生物是异养型生机物来维持本身生命活动生物是异养型生物物第42页练一练练一练1、光合作用中光反应阶段为暗反应、光合作用中光反应阶段为暗反应阶段提供了（阶段提供了（）AO2和和C3化合物化合物 B叶绿体色素叶绿体色素 CH20和和O2 DH和和ATPD第43页2、在光合作用暗反应过程中，没有被、在光合作用暗反应过程中，没有被消耗掉是（消耗掉是（）A、H B、五碳化合物、五碳化合物 C、ATP D、二氧化碳、二氧化碳B第44页3、光合作用过程可分为光反应和暗反应光合作用过程可分为光反应和暗反应两个阶段，以下说法正确是（两个阶段，以下说法正确是（）A.叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应B.叶绿体类囊体膜上进行暗反应，不进行叶绿体类囊体膜上进行暗反应，不进行 光反应光反应C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应叶绿体基质中可进行光反应和暗反应D.叶绿体基质中进行暗反应叶绿体基质中进行暗反应,不进行光反应不进行光反应D第45页第46页