生物人教版必修一 第五章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第四節(jié)課件

1、第五章：細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第4節(jié)：能量之源光與光合作用1234問(wèn)題1：植物為什么會(huì)生長(zhǎng)？ 古希臘亞里士多德：認(rèn)為：根吸收土壤中的養(yǎng)分 土壤減少的重量=植物增加的重量五年后 1642年，海爾蒙特實(shí)驗(yàn)柳樹(shù)增重74.47kg土壤減少0.06kg結(jié)論：植物增重主要來(lái)自水分討論：實(shí)驗(yàn)的不足在哪里呢？沒(méi)有考慮到空氣的影響持這種觀(guān)點(diǎn)的人，很可能是在無(wú)光條件下做的這個(gè)實(shí)驗(yàn)。無(wú)光時(shí)，植物不進(jìn)行光合作用，只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，所以沒(méi)有釋放氧氣，而是釋放二氧化碳，也就是使空氣變混濁了。結(jié)論：光合作用的產(chǎn)物是淀粉，需要光1864年，薩克斯半遮光實(shí)驗(yàn)問(wèn)題3：植物進(jìn)行光合作用的條件、場(chǎng)所和產(chǎn)物分別是什么？思考 :1為什么對(duì)天

2、竺葵先進(jìn)行暗處理？ 2為什么讓葉片的一半曝光，另一半遮光呢？ 3這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么問(wèn)題？ 暗處理是為了將葉片內(nèi)原有的淀粉運(yùn)走耗盡。 部分遮光部分曝光，是為了進(jìn)行對(duì)照。 碘遇淀粉變藍(lán)，結(jié)果證明綠葉在光下制造了淀粉。 極 細(xì) 光 束黑暗中光照下恩格爾曼實(shí)驗(yàn)示意圖結(jié)論：葉綠體是進(jìn)行光合作用的主要場(chǎng)所思考：1為什么選用水綿做為實(shí)驗(yàn)材料？ 2為什么選用黑暗并且沒(méi)有空氣的環(huán)境？ 3為什么先用極細(xì)光束照射水綿，而后又讓水綿完全曝露在 光下？ 因?yàn)樗d不僅有細(xì)而長(zhǎng)的帶狀葉綠體，而且螺旋分布于細(xì)胞中，便于進(jìn)行觀(guān)察和分析研究。 為了排除實(shí)驗(yàn)前環(huán)境中光線(xiàn)和氧的影響，確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。 先選極細(xì)光束，用好氧細(xì)菌檢測(cè)，

3、能準(zhǔn)確判斷水綿細(xì)胞中釋放氧的部位；而后用完全曝光的水綿與之做對(duì)照，從而證明了實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是光照引起的，并且氧是由葉綠體釋放出來(lái)的。 問(wèn)題4：釋放的O2 來(lái)自于H2O還是CO2？廣告：同位素標(biāo)記法 課本P1021939 魯賓和卡門(mén)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：光合作用釋放的氧全部來(lái)自水。20世紀(jì)40年代 卡爾文實(shí)驗(yàn)有機(jī)物是如何合成的？結(jié)論：卡爾文循環(huán) 原料/條件 場(chǎng)所 產(chǎn)物 海爾蒙特(van Helmont)普里斯特利（J. Priestley）英格豪斯（J. Ingen-housz）薩克斯（J. von Sachs）恩吉爾曼（C. Engelmann） H2O淀粉葉綠體（陽(yáng)光）O2CO2CO2 + H2O光能葉綠

4、體（CH2O） + O21、光合作用的原料是二氧化碳和水，產(chǎn)物是糖類(lèi)和氧氣，場(chǎng)所是葉綠體，條件是要有光，還需要多種酶等。光合作用的反應(yīng)式：CO2H218O （CH2O）18O2光能葉綠體2、從人類(lèi)對(duì)光合作用的控究歷程來(lái)看，生物學(xué)的發(fā)展與物理學(xué)和化學(xué)的研究進(jìn)展關(guān)系密切。3、許多科學(xué)家為了研究光合作用進(jìn)行了辛勤的探索，他們不斷地探索研究，從不放棄，堅(jiān)持到底，這種獻(xiàn)身科學(xué)的精神值得我們學(xué)習(xí)。使我們體驗(yàn)到科學(xué)探究的一般過(guò)程是：通過(guò)觀(guān)察、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題提出問(wèn)題、進(jìn)行假說(shuō)制定計(jì)劃、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)觀(guān)察實(shí)驗(yàn)、獲取證據(jù)檢驗(yàn)假說(shuō)、得出結(jié)論，并認(rèn)識(shí)到科學(xué)發(fā)現(xiàn)的艱難，科學(xué)研究方法的重要性，以及綜合利用各學(xué)科的成果和研究手段的重要

5、性；科學(xué)家所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)不僅有整體的設(shè)想、清晰的思路和操作的可行性，而且他們的實(shí)驗(yàn)都遵循了對(duì)照性原則、控制變量原則、重復(fù)性原則等原則，這些科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法都是值得我們借鑒的。色素的種類(lèi)和作用吸收紅橙光和藍(lán)紫光究竟是怎樣確定色素的種類(lèi)的呢？實(shí)驗(yàn)（藍(lán)綠色）葉綠素a（黃綠色）葉綠素b（橙黃色）胡蘿卜素葉黃素（黃色）葉綠素(約占3/4)類(lèi)胡蘿卜素（約占1/4）吸收藍(lán)紫光1、濾紙條上有4條不同顏色的色帶，從上往下依次為：胡蘿卜素（橙黃色）、葉黃素（黃色）、葉綠素a（藍(lán)綠色）、葉綠素b（黃綠色）。這說(shuō)明綠葉中的色素有4種，它們?cè)趯游鲆褐械娜芙舛炔煌?，隨層析液在濾紙條上擴(kuò)散的快慢也不一樣。2、濾紙條上的濾液細(xì)胞如

6、果觸及層析液，細(xì)線(xiàn)上的色素就會(huì)溶解到層析液中，就不會(huì)在濾紙條上擴(kuò)散開(kāi)來(lái)，實(shí)驗(yàn)就會(huì)失敗。色 素對(duì) 照結(jié)論：色素具有選擇吸收光能的作用分光儀分光儀 植物的葉色是各種色素的綜合表現(xiàn)，其中主要決定于葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素含量的比例。為什么大部分葉片在正常情況下都是綠色的？為什么到了秋天葉片又會(huì)變成黃色？鞏固練習(xí)：1、從葉綠體中提取色素，選取下列哪一種葉片效果最好（ ）A、厚硬似革質(zhì)的綠色葉片B、衰老、黃綠色的葉片C、新鮮、幼嫩、色濃綠的葉片D、多漿汁或有特殊氣味的綠色葉片C鞏固練習(xí)：2、在葉綠體色素的提取實(shí)驗(yàn)中，研磨綠葉時(shí)要加入丙酮，其目的是（ ）A、防止葉綠素被破壞B、使葉片充分磨碎C、使各種色素充分溶

7、解在丙酮里D、為了使葉綠素溶解在丙酮里C鞏固練習(xí)：4、葉綠體中的色素能夠在濾紙上彼此分離的原因是（ ）A、色素提取液中色素已經(jīng)分層B、陽(yáng)光的照射使不同色素彼此分開(kāi)C、丙酮有使色素溶解并彼此分離的特性D、各種色素在濾紙上的擴(kuò)散速度不同D鞏固練習(xí)：5、對(duì)綠色植物光合作用最有效的一組光是（ ）A、紅光和黃綠光B、黃光和藍(lán)紫光C、紅光和橙光D、紅光和藍(lán)紫光D鞏固練習(xí)：6、關(guān)于葉綠體和線(xiàn)粒體的共同敘述中，不正確的是（ ）A、都是雙層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器B、所含酶的功能相同C、都有基質(zhì)和基粒D、都不存在于原核細(xì)胞中B鞏固練習(xí)：7、綠色植物細(xì)胞中，與能量轉(zhuǎn)換有關(guān)的一組細(xì)胞器是（ ）A、線(xiàn)粒體和葉綠體B、核糖體和高

8、爾基體C、中心體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)D、高爾基體和葉綠體AGOODBYE！1、葉綠體的哪些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與其功能相適應(yīng)呢？第一：葉綠體內(nèi)有許多基粒和類(lèi)囊體，擴(kuò)大了葉綠體的受光面積，類(lèi)囊體膜表面分布著許多吸收光能的色素分子，便于光能的吸收；第二：類(lèi)囊體膜表面以及基質(zhì)內(nèi)還分布著多種光合作用所必需的酶，有利于光合作用的進(jìn)行。2、光合作用的原料是光合作用的條件是光合作用的產(chǎn)物是CO2和H2O光糖類(lèi)和氧氣光合作用的過(guò)程完成課本P104的思考與討論。光合作用的過(guò)程光反應(yīng)暗反應(yīng)區(qū)別時(shí)間反應(yīng)場(chǎng)所反應(yīng)條件物質(zhì)變化能量變化聯(lián)系反應(yīng)很快（以毫秒計(jì)）較緩慢葉綠體類(lèi)囊體薄膜上葉綠體基質(zhì)中需要酶、色素、光需要酶、H、ATP水的光解：合成A

9、TP：CO2的固定：C3的還原：光能轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學(xué)能ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能光反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ)，光反應(yīng)為暗反應(yīng)的進(jìn)行提供還原劑H和ATP；暗反應(yīng)是光反應(yīng)的繼續(xù)；暗反應(yīng)為光反應(yīng)的進(jìn)行提供合成ATP的原料ADP和Pi；總之，光反應(yīng)和暗反應(yīng)是兩個(gè)既相互獨(dú)立又同時(shí)進(jìn)行、既相互制約又密切聯(lián)系的兩個(gè)生理過(guò)程。2H2O 4H O2光ADPPi ATP酶CO2C5 2C3酶2C3H (CH2O)C5酶光合作用的過(guò)程3、“植物白天進(jìn)行光反應(yīng)，晚上進(jìn)行暗反應(yīng)”的說(shuō)法正確嗎？為什么？不對(duì)。因?yàn)榘捣磻?yīng)的正常進(jìn)行需要光反應(yīng)提供的H和ATP，如果光反應(yīng)停止，也就意味著暗反應(yīng)隨即停止；反之

10、，光反應(yīng)的正常進(jìn)行需要暗反應(yīng)提供ADP和Pi ，如果暗反應(yīng)受阻，光反應(yīng)也不能正常進(jìn)行。光反應(yīng)和暗反應(yīng)是兩個(gè)同時(shí)進(jìn)行、相互制約、密切聯(lián)系、缺一不可的過(guò)程。光合作用的過(guò)程4、光合作用的實(shí)質(zhì)是什么？物質(zhì)變化：把二氧化碳和水等無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)變成糖類(lèi)等有機(jī)物能量變化：把光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能儲(chǔ)存在糖類(lèi)等有機(jī)物中5、從光合作用的整個(gè)過(guò)程來(lái)看，有哪些因素可以對(duì)光合作用的進(jìn)行產(chǎn)生影響呢？光照、二氧化碳、溫度、水等環(huán)境因素可以對(duì)光合作用的進(jìn)行產(chǎn)生影響。除此之外，還有礦質(zhì)元素也會(huì)影響光合作用的進(jìn)行?；芎铣勺饔?、什么是自養(yǎng)生物？什么是異養(yǎng)生物？自養(yǎng)生物：能利用環(huán)境中的二氧化碳等無(wú)機(jī)物合成自身組成成分的生物。如：植物、一些原

11、核生物（如細(xì)菌、藍(lán)藻等。）異養(yǎng)生物：只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機(jī)物合成自身組成成分的生物。如：人、動(dòng)物、真菌及大部分的細(xì)菌。7、如藍(lán)藻等一些自養(yǎng)需氧型生物能進(jìn)行光合作用和有氧呼吸，但它們屬于原核生物，沒(méi)有葉綠體和線(xiàn)粒體，那么這些生物是如何進(jìn)行光合作用和有氧呼吸的？這些生物細(xì)胞內(nèi)雖然沒(méi)有葉綠體和線(xiàn)粒體，但細(xì)胞內(nèi)含與光合作用有關(guān)的色素和酶以及與有氧呼吸有關(guān)的酶的存在。化能合成作用CO2H2O （CH2O）O2能量硝化細(xì)菌：利用環(huán)境中氨的氧化 所釋放出的能量綠色植物：光能鞏固練習(xí)：1、在光照充足的環(huán)境里，將黑藻放入含有18O的水中，過(guò)一段時(shí)間后，分析18O放射性標(biāo)志，最有可能的是（ ）A、在植物體內(nèi)的葡

12、萄糖中發(fā)現(xiàn)B、在植物體內(nèi)的淀粉中發(fā)現(xiàn)C、在植物體內(nèi)的脂肪、蛋白質(zhì)和淀粉中均可發(fā)現(xiàn)D、在植物周?chē)目諝庵邪l(fā)現(xiàn)C鞏固練習(xí)：2、光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的H和ATP參與（ ）A、CO2和C5的結(jié)合B、C3的還原C、由CO2合成葡萄糖D、由C5合成葡萄糖B鞏固練習(xí)：3、在正常情況下進(jìn)行光合作用的某植物，當(dāng)改變某條件后，即發(fā)現(xiàn)葉肉細(xì)胞中的五碳化合物突然上升，則改變的條件是（ ）A、停止光照B、停止光照并降低二氧化碳濃度C、升高二氧化碳濃度D、降低二氧化碳濃度D鞏固練習(xí)：4、生長(zhǎng)于較弱光照條件下的植物，當(dāng)提高二氧化碳濃度時(shí)，其光合作用速度并未隨之增加，主要限制因素是（ ）A、呼吸作用與暗反應(yīng)B、光反應(yīng)C、暗反應(yīng)

13、D、呼吸作用B鞏固練習(xí)：5、下圖是光合作用示意圖。請(qǐng)據(jù)圖回答：（1）請(qǐng)寫(xiě)出字母所代表的物質(zhì)：A、 ，B、 ，C、 ，D、 ，E、 ，F(xiàn)、 ，G、 。（2）由F經(jīng)暗反應(yīng)產(chǎn)生G，可以分為 、 兩個(gè)階段。H2O光能光反應(yīng)暗反應(yīng)GACFDEBO2ADP和PiATPHCO2糖類(lèi)等有機(jī)物CO2的固定C3的還原鞏固練習(xí)：5、下圖是光合作用示意圖。請(qǐng)據(jù)圖回答：（3）如果同位素3H標(biāo)記參與光合作用的水，并追蹤3H，它最可能的途徑是（用圖中字母表示） 。（4）根據(jù)題意，簡(jiǎn)述光合作用能量變化的過(guò)程： 。AEG光能光反應(yīng)暗反應(yīng)GACFDEB光能ATP中活躍的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能下次再會(huì)！光合作用強(qiáng)度的表示方法：

14、單位時(shí)間內(nèi)光合作用產(chǎn)生糖的數(shù)量。單位時(shí)間內(nèi)光合作用吸收CO2的量。單位時(shí)間內(nèi)光合作用放出O2的量。從光合作用的過(guò)程和原理來(lái)看，提高農(nóng)作物光合作用強(qiáng)度的措施有哪些？適當(dāng)提高光照強(qiáng)度、延長(zhǎng)光照時(shí)間；適當(dāng)提高二氧化碳濃度；適當(dāng)提高溫度；適當(dāng)增加植物體內(nèi)的含水量；適當(dāng)增加礦質(zhì)元素的含量。適當(dāng)提高光照強(qiáng)度、延長(zhǎng)光照時(shí)間CO2吸收CO2放出光照強(qiáng)度ABC呼吸速率凈光合速率總光合速率A點(diǎn)：光照強(qiáng)度為0，此時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，釋放的CO2量可表示此時(shí)細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度。AB段：隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也逐漸增強(qiáng)，CO2吸收量逐漸增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也逐漸增強(qiáng)。這是因?yàn)榧?xì)胞呼吸釋放的CO2有一部分用于光合作用，此時(shí)

15、細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度。B點(diǎn)：細(xì)胞呼吸所釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度（光照強(qiáng)度只有在B點(diǎn)以上時(shí)，植物才能正常生長(zhǎng)。BC段：表明隨著光照強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，到C點(diǎn)以后不再加強(qiáng)。適當(dāng)提高光照強(qiáng)度、延長(zhǎng)光照時(shí)間CO2吸收CO2放出光照強(qiáng)度ABC呼吸速率凈光合速率總光合速率應(yīng)用：陰生植物的B點(diǎn)前移，C點(diǎn)光照強(qiáng)度較低。如圖中虛線(xiàn)所示。間作套種時(shí)農(nóng)作物的種類(lèi)搭配、林帶樹(shù)種的配置、冬季溫室栽培避免高溫等都是對(duì)這一原理的具體運(yùn)用。也可在冬天或陰雨天使用人工光照作為補(bǔ)充。適當(dāng)提高二氧化碳濃度CO2的濃度AB段：在一定范圍內(nèi)，隨CO2濃度的增加，植物的光合速率

16、加快。光合速率0ABA點(diǎn)：表示進(jìn)行光合作用所需CO2的最低濃度。B點(diǎn)：表示CO2的飽和點(diǎn)，超過(guò)該濃度，光合速率不再增加。適當(dāng)提高二氧化碳濃度CO2的濃度應(yīng)用：對(duì)農(nóng)田里的農(nóng)作物應(yīng)合理密植,對(duì)溫室作物來(lái)說(shuō),應(yīng)增施農(nóng)家肥料或使用CO2發(fā)生器.光合速率0AB適當(dāng)提高溫度溫度光合作用是多種酶的催化作用下進(jìn)行的，溫度直接影響酶的活性。一般植物在1035下正常進(jìn)行光合作用，其中AB段表示隨溫度的逐漸升高光合作用逐漸增強(qiáng)，B點(diǎn)表示光合作用的最適溫度。超過(guò)B點(diǎn)（BC段）光合酶活性逐漸下降，光合作用強(qiáng)度也隨之下降，50左右光合作用完全停止。光合速率0ABC適當(dāng)提高溫度溫度應(yīng)用：適時(shí)播種；溫室栽培時(shí)白天把溫度調(diào)至最

17、適溫度，晚上適當(dāng)降低溫度。光合速率0ABC適當(dāng)增加植物體內(nèi)的含水量影響：水盡管是光合作用的原料和化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，但是水對(duì)光合作用的影響在多數(shù)情況下是間接的。缺水導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，限制CO2進(jìn)入葉片從而影響光合作用。缺水引起葉片內(nèi)淀粉水解加強(qiáng)，可溶性糖過(guò)多，光合作用產(chǎn)物輸出緩慢從而影響光合作用。應(yīng)用：預(yù)防干旱，合理灌溉。適當(dāng)增加礦質(zhì)元素的含量影響：礦質(zhì)元素直接或間接影響光合作用。一定范圍內(nèi)N、P、K等礦質(zhì)元素越多，光合速率越快。N是構(gòu)成葉綠體、酶、ATP等的元素；P是構(gòu)成ATP等的元素，參與葉綠體膜的構(gòu)成；Mg是構(gòu)成葉綠素的元素；K影響糖類(lèi)的合成和運(yùn)輸。應(yīng)用：合理施肥。應(yīng)用實(shí)例（1）根據(jù)圖中的曲線(xiàn)表明，710時(shí)光合作用強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，這是因?yàn)樵谝欢囟群投趸脊?yīng)充足的情況下，光合作用的強(qiáng)度是隨著光照加強(qiáng)而增強(qiáng)。（2）在12時(shí)左右光合作用強(qiáng)度明顯減弱，是因?yàn)榇藭r(shí)溫度很高，蒸騰作用很強(qiáng)，氣孔大量關(guān)閉，二氧化碳供應(yīng)減少，導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度明顯減弱。（3）1417時(shí)光合作用強(qiáng)度不斷下降的原因是此時(shí)光照強(qiáng)度不斷減弱。綜合因素綠葉的面積物質(zhì)