【课件】光合作用与能量转化课件高一上学期生物人教版（2019）必修1.pptx

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1、光合作用与能量转化光合作用与能量转化有些蔬菜大棚用红色或蓝色的塑料薄膜代替普通塑料薄膜，有的温室内悬挂发红色或蓝色的灯管。1.用这种方法有什么好处？这样做对光合作用有影响吗？2.为什么是用红色或蓝色的呢？用绿色的可以吗？捕获光能的色素和结构捕获光能的色素和结构二光合作用的原理和应用二光合作用的原理和应用一二捕获光能的色素和结构 绿叶中色素的提取和分离捕获光能的色素 绿叶中的色素 结构叶绿体 功能色色 素素叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素叶绿素叶绿素a a（蓝绿色，含量最多）（蓝绿色，含量最多）叶绿素叶绿素b b（黄绿色）（黄绿色）叶黄素叶黄素（黄色）（黄色）胡萝卜素（橙橙黄黄色色，含量最少）含

2、量最少）色素的种类、颜色和含量色素的种类、颜色和含量：叶绿素溶液叶绿素溶液叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光类胡萝卜素主要吸收蓝紫光类胡萝卜素主要吸收蓝紫光吸收可见光，用于光合作用吸收可见光，用于光合作用色素的功能色素的功能：色素的吸收光谱图色素的吸收光谱图 400 500 600 700nm 400 500 600 700nm 1001005050吸收光能百分比叶绿素类胡萝卜素可 见 光 区绿叶中的色素及功能：色素本身的颜色种类叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素蓝绿色黄绿色橙黄色黄色选吸收光能红橙光蓝紫光蓝紫光backbackbackback光合作用的场所光合作用的场所叶绿

3、体叶绿体色素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叶绿素叶绿素b叶黄素叶黄素胡萝卜素胡萝卜素吸收可见吸收可见的太阳光的太阳光叶绿素叶绿素主要吸收主要吸收红光红光和和蓝紫光蓝紫光类胡萝卜素类胡萝卜素主主要吸收要吸收蓝紫光蓝紫光叶绿体是绿色植物特有的结构，是进行光合作叶绿体是绿色植物特有的结构，是进行光合作用的细胞器用的细胞器形态：高等植物叶绿体呈椭圆球形形态：高等植物叶绿体呈椭圆球形数量：每个叶肉细胞中含数量：每个叶肉细胞中含20个个100个不等。个不等。结构结构双层膜：双层膜：控制物质进出控制物质进出基质：基质：光合作用所需的酶光合作用所需的酶基粒：基粒：每个基粒由几十个片层结构重

4、叠而成。分每个基粒由几十个片层结构重叠而成。分布着各种色素和酶。布着各种色素和酶。酶分布酶分布:基粒、基质中基粒、基质中色素分布色素分布:囊状结构薄膜上囊状结构薄膜上 高等植物的叶绿体呈椭球形，在不同的光照高等植物的叶绿体呈椭球形，在不同的光照条件下，叶绿体可以运动，即改变椭球体的方向条件下，叶绿体可以运动，即改变椭球体的方向以既能接受较多的光照又不至于被强光灼伤：在以既能接受较多的光照又不至于被强光灼伤：在强光下叶绿体椭球体的侧面朝向光源以减少受光强光下叶绿体椭球体的侧面朝向光源以减少受光面积而免受强光照；弱光下叶绿体椭球体的正面面积而免受强光照；弱光下叶绿体椭球体的正面朝向光源以增大受光面

5、积而获得较多的光照。朝向光源以增大受光面积而获得较多的光照。叶绿体的外形运动：叶绿体的外形运动：弱弱 光光强强 光光资料分析叶绿体的作用仅仅是吸收光能吗？叶绿体的作用仅仅是吸收光能吗？恩格尔曼实验的结论是什么？恩格尔曼实验的结论是什么？恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处？光照下黑暗中极细光束照射好氧细菌德国科学家恩吉尔曼的实验 讨论：恩吉尔曼的实验在设计上有什么巧妙之处？18801880年年 德国科学家德国科学家 恩吉尔曼的水绵实验恩吉尔曼的水绵实验图甲图乙图乙图甲：极细的单束光照，好氧细菌集中在叶绿体 被光照射到的部位 图乙：均匀光照，好氧细菌均匀分布在叶绿体所

6、 有受光照的部位 结论：结论：结论：结论：证明证明 氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物光合作用的场所。是绿色植物光合作用的场所。一是选用水绵用为实验材料，便于观察和分析研究；二是将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除环境中光线和氧的影响；三是选用极细的光束照射，并且用好氧细菌进行检测，从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位；四是进行黑暗和曝光的对比实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的。讨论：恩吉尔曼的实验结果是什么？得出此结论的理由是什么？结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。因为好氧细菌只集中在叶绿体受光部位的

7、周围。恩吉尔曼的实验在设计上的巧妙之处是：回眸光合作用的的探究历程1771年，英国普利斯特利（J.Priestly)1779年，荷兰英格毫斯（J.Ingen-housz)1845年，德国梅耶（R.Mayer)1864年，德国萨克斯（J.Von Sachs)1939年，美国鲁宾(S.Ruben)和卡门(M.Kamen)1948年，美国卡尔文（M.Calvin)普里斯特利的实验光合作用的发现光合作用的发现 讨论：讨论：结合所学的化学及生物学知识，谈谈此实验中蜡烛不灭，老鼠不死的原因。结论：结论：植物可以更新空气。植物可以更新空气。暗处理几小时暗处理几小时光照光照2d碘蒸气碘蒸气处理处理照光部位变蓝

8、遮光部位不变蓝 1864 1864年年 德国科学家德国科学家 萨克斯实验萨克斯实验结论：结论：结论：结论：证明证明植物叶片在光合作用中产生了淀粉。植物叶片在光合作用中产生了淀粉。还能说明？还能说明？还能说明？还能说明？植物进行光合作用需要光。植物进行光合作用需要光。1782年，瑞士的森尼别用化学分析证明CO2也是必须的1817年，两位法国科学家从绿叶中分离出一种与光合作用有关的物质，把它称为叶绿素1864年，萨克斯发现只有在光照下，叶绿体中的淀粉粒才会增大，从而指出光合作用有O2和有机物生成（一）、光合作用的研究历史光叶绿体nCO2+H2O (CHO)n+O21939年，希尔从磨碎的叶绿体中提

9、取叶绿体，并加入铁离子，光照后放出大量的O2，从而证明了光合作用中O2来自于参加反应的水（一）、光合作用的研究历史1945年，卡尔文用示踪同位素技术，经十多年推论出从CO2生成有机物的各种中间步骤，确立了CO2的循环途径，并于1961年获得了诺贝尔奖光合作用的概念及反应式光合作用的概念及反应式:光合作用：光合作用：是绿色植物通过是绿色植物通过叶绿体叶绿体，利用，利用光能光能，把把二氧化碳二氧化碳和和水水合成为储存能量的合成为储存能量的有机物有机物（通（通常指葡萄糖），并且释放出常指葡萄糖），并且释放出氧气氧气的过程。的过程。光合作用的反应式：光合作用的反应式：6CO2+12H2O光能叶绿体C6

10、H12O6+6O2+6H2O释放的氧气来源于参加反应的水水反应式两边的水能否约分？反应式两边的水能否约分？6CO2+12H2O C6H12O6+6H2O+6O2原料产物条件场所实质概念CO2和H2OC6H12O6、O2、H2O光叶绿体物质变化：把无机物合成有机物能量变化：将光能转变为化学能绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O合成储存能量的有机物，并释放出O2的过程光能叶绿体过程光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段ADP+Pi+光光酶酶色素色素ATPCO2+C52C3酶酶2C3+H(CH2O)+C5酶酶ATPADP+Pi光能叶绿体中叶绿体中的色素的色素2C3CO2固固 定定C5多种

11、酶多种酶参加催化参加催化(CH2O)还还 原原供氢酶酶H2O1 12 2O O2 2H酶ADP+PiATP供能2H2OO2+H光、酶光、酶色素色素（2）、ATP的形成 部位 条件物质变化能量变化基粒片层结构的薄膜上光、色素、酶（1）、水分解成为H和O2光能ATP中活泼的化学能1、光反应2、暗反应多种酶 部位 条件物质变化能量变化叶绿体基质中（1）、CO2的固定（2）、CO2的还原ATP中活泼的化学能有机物中稳定的化学能3、光反应和暗反应的区别和联系联系区别光反应为暗反应提供ATP、和H，暗反应为光反应提供合成ATP的原料ADP、Pi部位条件产物光反应和暗反应的比较光反应和暗反应的比较场所场所条

12、件条件物质物质变化变化能量能量 变化变化光反应光反应暗反应暗反应联系联系基粒片层结构薄膜基粒片层结构薄膜叶绿体基质中叶绿体基质中光、色素、酶、水、光、色素、酶、水、ADP、PiHH、ATPATP、酶、酶、COCO2 2、C5水的光解水的光解：H2O 光 2H+1/2O2ATPATP的生成的生成：酶酶ADP+Pi+ADP+Pi+能量能量 ATPATPCOCO2 2的固定：的固定：COCO2 2+C+C5 5-2C-2C3 3C C3 3的还原的还原:C C3 3-C6H12O6+C5+H2O、ATP酶酶HH光能光能ATPATP中活跃的化学能中活跃的化学能ATPATP中活跃的化学能中活跃的化学能

13、有机物中稳定的化学能有机物中稳定的化学能1、光反应为暗反应准备了还原剂H和能量ATP；2、暗反应为光反应补充消耗掉的ADP和Pi。光合作用的实质光合作用的实质从物质角度从物质角度：从能量角度从能量角度：无机物（无机物（COCO2 2 、H H2 2O O）有机物（有机物（CHCH2 2O O）ATPATP中中 (CH(CH2 2O O）中）中光能光能电能电能活跃的化学能活跃的化学能稳定的化学能稳定的化学能 代谢类型代谢类型：（光能）自养型（光能）自养型讨论：讨论：光合作用有何意义？光合作用有何意义？CO2O2光合作用的意义光合作用的意义有机物制造的有机物制造的“绿色工厂绿色工厂”；将太阳能转化

14、为化学能的将太阳能转化为化学能的“巨型能量转换站巨型能量转换站”；维持氧和二氧化碳含量稳定的维持氧和二氧化碳含量稳定的“自动空气净化器自动空气净化器”。促进了生物的进化。促进了生物的进化。总之，从物质转变和能量转变的过程来看，光总之，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。合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。讨论：讨论：影响光合作用的因素有哪些？影响光合作用的因素有哪些？1 1、光照强度、光照时间、光波长；、光照强度、光照时间、光波长；2 2、温度；、温度；3 3、COCO2 2浓度；浓度；4 4、水份；、水份；5 5、肥料（矿质元素）。、肥料（矿质元

15、素）。影响光合作用的因素光照、温度、CO2、水1、光照对光合作用的影响（1）光照强弱光照减弱，光合作用速度喊慢，光照增强，光合作用逐步增强，但增加到一定强度，光合作用速度则不再增强（2）波长的影响红光下最强，蓝光、紫光其次，绿光最差2、温度通过影响酶的活性，来影响光合作用的速度3、CO2光合速率随CO2浓度减少而降低，随CO2浓度增加而增强，若浓度再增加，光合速率则不会再增加影响光合作用的因素练习1、下列关于光反应和暗反应的叙述中，正确的一项是（）A、光反应和暗反应都能生成ATP B、光反应属于能量代谢，暗反应属于物质代谢 C、光反应需要光，暗反应在有光条件下也能进行 D、光反应的产物O2、H

16、、ATP是暗反应所必需的C2、生长于较弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，其光合作用速度并未随之增强，主要因素可能是（）A、光照强度不够，影响光反应进行 B、温度影响酶的活性 C、呼吸作用受到抑制 D、暗反应影响了光反应A3、光合作用可以分为 和 两个阶段，在 阶段，叶绿体分子利用所吸收的光能将 分解成 和 ，其中的 以分子状态释放出来，是活泼的还原剂，同时光能转变成 ，并储存在高能化合物 中。光反应光反应暗反应H2OHO2O2H活泼的化学能ATP4、当单细胞绿藻置于25及适宜的光照条件下培养请回答：（1）、当CO2浓度突然降至极低水平时，发现五碳化合物突然上升，这是因为 缺少时，五碳化合

17、物不能形成 。（2）、如果降低CO2的同时，停止光照，则葡萄糖的合成速度下降，这是因为暗反应所需的 供应不足，使 不能合成六碳化合物。CO2三碳化合物H、ATP三碳化合物填空：填空：1.叶绿体中的色素所吸收的光能，用于叶绿体中的色素所吸收的光能，用于 和和 ；形成的形成的 和和 提供给暗反应。提供给暗反应。3.在光合作用中在光合作用中，葡萄糖等有机物是在，葡萄糖等有机物是在 中形成的中形成的，氧气，氧气 是在是在 中形成的，中形成的，ATP是在是在 中形成的，中形成的，CO2是在是在 固定的。固定的。水的光解水的光解HATPCO2H2O光能光能化学能化学能暗反应暗反应光反应光反应光反应光反应暗

18、反应暗反应练习巩固练习巩固2.光合作用的实质是：把光合作用的实质是：把 和和 转变为有机物，转变为有机物，把把 转变成转变成 ，贮藏在有机物中。，贮藏在有机物中。形成形成ATP4、光合作用过程中，光反应为暗反应提供的物质是（、光合作用过程中，光反应为暗反应提供的物质是（）A、H和和ATP B、H和和O2C、O2和和ATP D、H和和H2OA 上图是在盛夏的某一晴天，一昼夜中某植物对CO2的吸收和释放状况的示意图。亲据图回答问题：1、图中DE段CO2吸收量逐渐减少是因为 ，以至光反应产生的 和 逐渐减少，从而影响了暗反应 强度，使 化合物数量减少，影响了CO2固定。2、图中曲线中间C处光合作用强度暂时降低，可能是（）A、光照过强，暗反应跟不上，前后脱节，影响整体效果B、温度较高，提高了呼吸作用酶的活性，消耗了较多的有机物C、温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了CO2原料的供应D、光照过强，气温过高，植物缺水严重而影响光合作用的进行光照强度逐步减弱光照强度逐步减弱ATPNADPH还原作用还原作用五碳五碳C1、营养物质包括有机物、无机盐、水等2、根据获取有机物的方式不同，可以将生物分为：自养生物异养生物光能自养生物光能自养生物化能自养生物化能自养生物（绿色植物）（绿色植物）（硝化细菌等）（硝化细菌等）