生物課件高一生物光合作用課件4

1、第五節(jié) 光合作用導入: 上一節(jié)我們主要學習了呼吸作用,包括需氧呼吸和厭氧呼吸,不管是哪種呼吸方式,其原料都是糖類或其他有機物,那么自然界中的糖類是如何而來的呢?光合作用 那么光合作用的過程是如何進行的?其原料又是什么?又有哪些因素可以影響光合作用呢?它與呼吸作用有什么區(qū)別和聯(lián)系呢?第五節(jié) 光合作用一、自養(yǎng)生物與異養(yǎng)生物二、光合作用概述四、光合作用的過程三、葉綠素的提取與分離五、影響光合作用的因素六、光合作用計算一、自養(yǎng)生物與異養(yǎng)生物1、自養(yǎng)生物常見生物：植物、藻類某些細菌（如硝化細菌、鐵細菌等） 能夠以二氧化碳和水為原料，能過葉綠體，利用光能制造有機物，為其生長、發(fā)育和繁殖提供能量和物質(zhì)的生物

2、。2、異養(yǎng)生物 自己不能制造有機物，只能利用現(xiàn)成的有機物維持生活的生物。如：人、動物、真菌和大部分細菌。問題一：是不是所有的植物都可以進行光合作用呢？問題二：是不是植物的所有部位都可以進行光合作用呢？不是 如菟絲子，它是寄生生活，不能進行光合作用。不是，主要是植物的綠色葉片（葉肉細胞），不見光的部位不行，如根部、莖的形成層。返回二、光合作用概述1、光合作用與呼吸作用的關(guān)系2、葉綠體結(jié)構(gòu)3、光合作用O2中O的來源4、光合作用總反應(yīng)式及概念5、光合作用過程1、光合作用與呼吸作用的關(guān)系（1）物質(zhì)變化 細胞呼吸是將葡萄糖中的碳氧化 成二氧化碳，游離的氧氣，則被還原成水中的氧。C6H12O6+6O2 6

3、CO2+6H2O氧化還原 光合作用剛好相反，是將CO2還原為糖，將H2O中的O氧化為O2。6CO2+6H2O C6H12O6+6O2氧化還原光合作用和呼吸作用都是氧化、還原過程。（2）能量變化 細胞呼吸是一個放能反應(yīng)，它將貯存在葡萄糖中的化學能釋放出來，供細胞利用。 光合作用是一個吸能反應(yīng)，它利用太陽能將二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)樘牵?將能量貯存在糖分子內(nèi)。（3）反應(yīng)場所細胞呼吸主要在線粒體中進行。光合作用全部在葉綠體中進行。呼吸作用光合作用發(fā)生部位細胞溶膠、線粒體葉綠體反應(yīng)條件T、O2、酶光、水、CO2、色素、酶反應(yīng)簡式C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O6CO2+6H2O C6H12O6+6O2

4、能量變化化學能轉(zhuǎn)移到ATP中光能轉(zhuǎn)化為化學能代謝類型異化作用同化作用意義為生物各項生命活動提供能量；為合成其他有機物提供原料。聯(lián)系光合作用的產(chǎn)物作為細胞呼吸的物質(zhì)基礎(chǔ),細胞呼吸產(chǎn)生的CO2和水可被光合作用利用2、葉綠體結(jié)構(gòu)外膜內(nèi)膜基?；|(zhì) 基粒上有許多類囊體，含有光合作用的色素，稱光合膜。分布：主要存在綠色植物的葉肉細胞里以及幼嫩莖稈的皮層細胞里。功能：綠色植物進行光合作用的細胞器。3、光合作用O2中O的來源6CO2+12H218O C6H12O6+618O2+6H2O同位素示蹤法:6C18O2+12H2O C6H1218O6+6O2+6H218O4、光合作用總反應(yīng)式6CO2+12H2O C6

5、H12O6+6O2+6H2O 綠色植物通過葉綠體,利用光能,將二氧化碳和水,轉(zhuǎn)變成糖類等有機物,同時釋放氧氣并儲存能量的過程.原料條件場所產(chǎn)物實質(zhì):合成有機物,儲存能量5、光合作用過程兩個階段第一階段：第二階段：稱光反應(yīng)，直接需要光的稱碳反應(yīng)，是二氧化碳轉(zhuǎn)變成糖的過程。 光反應(yīng)只有有光的時候才能反應(yīng)，而碳反應(yīng)不需要光，所以前稱暗反應(yīng)，這是不準的，因為在黑暗中，暗反應(yīng)只能進行很短的時間，少了光反應(yīng)為其提供的有關(guān)物質(zhì)，所以光反應(yīng)和碳反應(yīng)的關(guān)系為相輔相承的。 光反應(yīng)是在葉綠體類囊體膜中發(fā)生的的，利用光能使水氧化成氧氣，同時產(chǎn)生ATP和NADPH。 暗反應(yīng)是在葉綠體基質(zhì)中進行的，利用光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP

6、和NADPH，將CO2轉(zhuǎn)變成糖類等有機物。三、葉綠素的提取與分離原理：綠葉中的色素不溶于水，易溶于有機溶劑。如無水乙醇、丙酮、石油醚等。綠葉中的色素不止一種，它們都溶于層析液中，且溶解度不同，在濾紙上擴散速度不同（溶解度大，擴散速度快）（提取原理）（分離原理）材料用具新鮮的綠色葉片，干燥的定性濾紙、95%乙醇，層析液，二氧化硅，碳酸鈣，研缽，小玻璃漏斗，尼龍布，毛細吸管，剪刀，試管，藥匙，量筒，天平。實驗過程1、提取色素：取適量菠菜葉，加95%乙醇，再加少許二氧化硅和碳酸鈣，迅速研磨成勻漿。二氧化硅作用：碳酸鈣作用：研磨充分防止色素破壞2、過濾 在一小玻璃漏斗基部放一塊單層尼龍布，將研磨液迅速

7、倒入漏斗中。收集濾液到一個試管中，及時用棉塞將試管中塞緊（防止揮發(fā)）。3、制備濾紙條并畫線4、點樣： 用毛細吸管吸取少量濾液，沿鉛筆畫的橫線均勻畫出一條細而直的濾液細線。待濾液干后再畫一次，共畫34次。重復畫幾次是使后來的色素帶清晰畫線要細、直、齊，使色素帶平整、不重疊。5、層析層析液不能觸及濾線。 層析液沿著干燥的濾紙由下而上擴散，當擴散到細線時，色素便溶解在層析液中，并隨著層析液一起向上擴散，而不同的色素溶解不同，擴散速度也不同，所以將不同色素分離開。6、觀察實驗結(jié)果色素種類 色素顏色 色素含量 溶解度 擴散速度胡蘿卜素葉黃素葉綠素a 葉綠素b橙黃色黃色藍綠色黃綠色最少較少最多較多最高較高

8、較低最低最快較快較慢最慢葉綠素類胡蘿卜素葉綠素b葉黃素(藍綠色）（黃綠色）（橙黃色）（黃色）（含量占3/4）（含量占1/4）外膜內(nèi)膜基質(zhì)基粒葉綠體中的色素葉綠體結(jié)構(gòu)模式圖(色素)功能:吸收傳遞轉(zhuǎn)化光能,用于光合作用.胡蘿卜素葉綠素a光合作用的場所 葉綠體、色素的吸收光譜葉綠體中的色素主要吸收紅橙光和藍紫光葉綠素色素吸收可見的太陽光類胡蘿卜素主要吸收藍紫光葉綠素主要吸收紅橙光和藍紫光、樹片的顏色為什么植物葉片一般呈綠色？為什么秋天葉片發(fā)黃？為什么有的葉片呈其他顏色，如紅色等？ 例1、分別在A、B、C三個研缽中加2克剪碎的新鮮菠菜葉，并按下表所示添加試劑，以研磨、過濾得到三種不同顏色的溶液，即：深

9、綠色、黃綠色、幾乎無色。處理ABC二氧化硅+碳酸鈣-+95%乙醇+-+蒸餾水-+-問：（1）A處理得到的溶液顏色是 原因是 （2）B處理得到的溶液顏色是 原因是 （3）C處理得到的溶液顏色是 原因是 黃綠色幾乎無色深綠色部分葉綠素受到破壞葉綠色不溶于水大量葉綠素溶于乙醇中例2、在葉綠體中的色素提取得分離實驗中，結(jié)合所做實驗回答：（1）研磨時為了研磨充分要加 ， 加碳酸鈣的目的是（2）濾紙條剪去兩角是為了在層析過程中 （3）畫濾液細線要求一是 二是 （4）分離色素時要注意濾紙條要 燒懷壁，一定不是要讓層析液沒及 。二氧化硅保護葉綠素分子不被破壞層析液同步到達濾液細線越細越齊越好待干燥后再重復2-

10、3次斜靠濾液細線四、光合作用的過程光反應(yīng)階段碳反應(yīng)階段條件 ：光反應(yīng)階段場所：過程光、色素、酶葉綠體內(nèi)的類囊體膜上水的光解：H2O H+O2光、酶葉綠體中的色素ATP的生成：ADPPi ATP光、酶葉綠體中的色素一、光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換分為三個步驟：光能轉(zhuǎn)化為電能電能轉(zhuǎn)化為活躍的化學能活躍的化學能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化學能。光能轉(zhuǎn)化為電能及電能轉(zhuǎn)化為躍的化學能屬于光合作用的光反應(yīng)階段，活躍的化學能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化學能屬于光合作用的碳反應(yīng)階段。光能轉(zhuǎn)化為電能葉綠體內(nèi)類囊體薄膜上的四種色素可分類兩類：絕大多數(shù)的葉綠素a和全部葉綠素b、葉黃素、胡蘿卜素是吸收光能的色素；(B色素)少數(shù)處于特

11、殊狀態(tài)的葉綠素a (A色素)是將光能轉(zhuǎn)化為電能的色素。當光能被色素吸收并傳遞給特殊的葉綠素后，這種轉(zhuǎn)化就開始了。光能被色素吸收并傳遞給特殊的葉綠素a，這些葉綠素a被激發(fā)，失去一對電子。這一對電子經(jīng)一系列物質(zhì)(D物質(zhì))的傳遞,最后傳遞到NADP+(輔酶),得到一對電子的NADP+從溶液中得到一個H+成為NADH(還原型輔酶)。失去一對電子的葉綠素a具有強氧化性。從水分子中奪取電子恢復到初始狀態(tài)。水則分解為O2和H+。在光下，通過葉綠素a源源不斷地失去電子和奪取電子，形成連續(xù)的電子流(電流),光能轉(zhuǎn)化成了電能。水和NADP+則不斷地轉(zhuǎn)化為NADPH和O2。葉綠體中色素吸收,傳遞光能少數(shù)特殊狀態(tài)葉綠

12、素a釋放電子激發(fā)狀態(tài)葉綠素a得電子特殊狀態(tài)葉綠素aH2OH+ + O2NADP+ + H+ + 2e NADPHADP+Pi+電能 ATP光能轉(zhuǎn)化為活躍的化學能光能轉(zhuǎn)化為電能的同時，得到電子的NADP+還原成為NADPH，ADP與Pi合成ATP，將電能轉(zhuǎn)化為活躍的化學能貯存起來。NADP+ + 2e + H+ NADPHADP + Pi ATP酶酶光反應(yīng)中物質(zhì)變化NADP+ + 2e + H+ NADPHADP + Pi ATP酶酶2H2O 4H+4e-+O2酶光反應(yīng)中能量變化光能電能活躍的化學能光反應(yīng)產(chǎn)物ATP、NADPH、O2碳反應(yīng)階段 發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中,是將二氧化碳還原為糖的過程,此過

13、程又稱卡爾文循環(huán).碳反應(yīng)階段C-PCCCC-PCO2 C-P2C CC-PCCRuBP五碳糖3-磷酸甘油酸ATPADPNADPHNADP+C-PCC三碳糖葉綠體基質(zhì)中進行三碳糖轉(zhuǎn)移到葉綠體外C-PCC從葉綠體中轉(zhuǎn)移出來的三碳糖蔗糖細胞呼吸其他代謝 碳反應(yīng)中的產(chǎn)物三碳糖，在葉綠體內(nèi)能作為合成淀粉、蛋白質(zhì)、和脂質(zhì)的原料，但大部分的是運至葉綠體外，并且轉(zhuǎn)變成蔗糖，供植物體所有細胞利用。H2OCO2類囊體三碳化合物五碳化合物三碳化合物脂肪蛋白質(zhì)糖類酶光合作用圖解CO2的固定C3的還原色素分子可見光C52C3ADP+PiATP2H2OO24H多種酶酶（CH2O）CO2吸收光解能固定還原酶光反應(yīng)碳反應(yīng)光合

14、作用的過程光合作用怎樣進行？碳反應(yīng)是物質(zhì)變化：3CO2+3RuBP 6C3(三碳分子)C3+ATP+NADPH 三碳糖+ADP+NADP+5C3 3RuBP碳反應(yīng)是能量變化：活躍的化學能 穩(wěn)定的化學能ATP中 三碳糖中 比較光合作用中光反應(yīng)和碳反應(yīng)的主要區(qū)別光合作用 的過程對比項目光反應(yīng)階段碳反應(yīng)階段所需條件場所物質(zhì)變化能量變化光、酶、色素酶、不需光葉綠體類囊體膜上葉綠體基質(zhì)中水的光解ATP的生成CO2的固定C3的還原光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能儲存在ATP中ATP中的化學能轉(zhuǎn)化為糖類等有機物中儲存的化學能光反應(yīng)碳反應(yīng)葉綠體基粒水的光解:ATP的生成:H2O H + O2光酶ADP + Pi ATP光酶能

15、量變化光能 電能 活躍的化學能光反應(yīng)和碳反應(yīng)之間的聯(lián)系： 光反應(yīng)是碳反應(yīng)的基礎(chǔ)，為碳反應(yīng)提供H和ATP。光反應(yīng)停止，碳反應(yīng)也隨即終止。同時，如果碳反應(yīng)受阻，光反應(yīng)也會因產(chǎn)物積累而不能正常進行。ATP和NADPHC3C5有機物突然停止光照突然增加光照突然停止CO2供應(yīng)突然增加CO2供應(yīng)下降下降下降下降下降下降下降下降上升上升上升上升上升上升上升上升 整個光合作用過程中的物質(zhì)變化和能量變化分別是什么？物質(zhì)變化：把簡單的無機物轉(zhuǎn)變?yōu)閺碗s的有機物能量變化：把光能轉(zhuǎn)變成儲存在有機物中的化學能1、光合作用中光反應(yīng)階段為碳反應(yīng)階段提供了（ ） AO2和C3化合物 B葉綠體色素 CH20和O2 DH和ATPD

16、練一練2、在光合作用的碳反應(yīng)過程中，沒有被消耗掉的是（ ） A、H B、五碳化合物 C、ATP D、二氧化碳B3在光照充足的環(huán)境里，將黑藻放在的水中，一段時間后最先出現(xiàn)在4在光合作用光反應(yīng)中葉綠素分子把吸收的光能儲存在葡萄糖葉綠素三碳糖5光合作用過程中不屬于碳反應(yīng)的是 A CO和C結(jié)合 C3接受ATP釋放的能量 C H2O的氫傳遞給NADP+ D NADPH的氫傳給C36、要測定藻類是否完成了光反應(yīng)，最好檢測 A G的形成 B淀粉的形成 C氧氣的釋放 D 二氧化碳的吸收氧氣CCC7、 光合作用的過程可分為光反應(yīng)和碳反應(yīng)兩個階段，下列說法正確的是（ ）A.葉綠體類囊體膜上進行光反應(yīng)和碳反應(yīng)B.葉

17、綠體類囊體膜上進行碳反應(yīng)，不進行 光反應(yīng)C.葉綠體基質(zhì)中可進行光反應(yīng)和碳反應(yīng)D.葉綠體基質(zhì)中進行碳反應(yīng),不進行光反應(yīng)D能力提高題：1、科學工作者從植物細胞中提取葉綠體，放入含有ADP、磷酸鹽以及含NADPH的載體等物質(zhì)的深夜中，并在其他條件都適宜的情況下，進行光合作用的有關(guān)實驗。根據(jù)實驗結(jié)果繪成如圖，請根據(jù)曲線各段特點回答：有機物生成量時間有光照無CO2無光照有CO2abcd(1)ab段由于缺乏CO2，使光合艇過程中的 不能進行。因此無有機物生成。(2)bc在提供了CO2之后，由于ab段已積累了大量的所以有機物能夠合成(3)Cd在無光照條件下，由于光合作用過程中的 無法進行,又由于ab段所積累

18、的物質(zhì)被 ,使有機物生成量逐漸下降至零碳反應(yīng)NADPH和ATP光反應(yīng)逐漸用完、如圖是改變光照和CO2濃度后與光合作用有關(guān)的五碳分子和三碳分子在細胞內(nèi)的變化曲線。物質(zhì)含量時間物質(zhì)含量時間光暗A(chǔ)BAB1%CO20.03%CO2（1）曲線A表示的化合物是 ，在無光照條件時，其量迅速下降的原因是 ， （2）曲線B表示的化合物是 ，在CO2濃度降低時其量迅速下降的原因是 ， （3）光強度和CO2濃度變化均影響光合作用的速度，但前者主要影響 過程，后都主要影響 過程。 C5C3光照停止，產(chǎn)生的ATP和NADPH停止，且C3不能還原成C5C5繼續(xù)固定形成C3固定過程減慢，C3分子減少且C3分子還原仍在進行光

19、反應(yīng)碳反應(yīng)五、影響光合作用因素1、光合速率 又稱光合強度，是指一定量的植物（如一定的葉面積）在單位時間內(nèi)進行多少光合作用（如釋放多少氧氣、消耗多少二氧化碳）。如在某溫度某光照強度下，每100平方厘米葉片吸收的二氧化碳為44mg，則光合作用強度可表示為44mgCO2/100cm2小時。表觀光合速率：真正光合速率：人們測得從外界吸收的CO2的量。植物從外界吸收CO2的量，加上呼吸作用釋放的CO2量。真正光合速率=表觀光合速率（凈光合速率）+呼吸作用2、影響光合作用因素主要是光強度、溫度和二氧化碳濃度光強度O光照強度CO2吸收CO2釋放ABCA點含義：沒有光，只進行呼吸作用B點含義：CO2吸收等于放

20、出,即光合作用等于呼吸作用,此時沒有有機物的積累.光補償點C點含義：此時光合作用強度達最大值，不再隨光照強度增大而增強。光飽和點O光照強度CO2吸收CO2釋放ABC光飽和點光補償點呼吸作用表觀光合作用（凈光合作用）真正光合作用（實際光合作用）如果植物長期處于B點，沒有有機物積累，植物不能生長。植物呼吸作用產(chǎn)生的CO2也用于光合作用，制造的有機物剛好又用來進行呼吸。光強度光合作用的實際量呼吸量干物質(zhì)量2 4 6 8光照強度O物質(zhì)的量呼吸作用表觀光合作用（凈光合作用）真正光合作用（實際光合作用）光強度隨著光照強度的增加,溫度升高,呼吸作用增強,隨著光照強度的增加,光合作用加強,但到達光飽和點后光合速率不在隨光照強度的增加而加強,從而表觀光合作用即有機物的積累到光飽和點后反而會下降溫度ABCO光合作用速率10 20 30 40 50溫度（C）溫度主要影響酶的活性，光合作用有最適溫度，且一般比呼吸作用的最適溫度高，一般溫帶植物的最適溫度在25。CAB段隨溫度的升高光合作用速率加強：B點光合作用速率達到最大；BC段表示隨