浙江省臨海市杜橋中學(xué)高二生物《35 光合作用》課件 新人教版

第五節(jié)光合作用C6H12O6

回憶:需氧呼吸怎樣進(jìn)行？2丙酮酸酶6CO24[H]能2ATP熱能2ATP熱酶6H2O20[H]12H2O6O2酶能26ATP熱線(xiàn)粒體細(xì)胞溶膠②①③葡萄糖丙酮酸12H2O+6CO2+能量2C2H5OH+2CO2+能量2C3H6O3+能量或酶回憶：需氧呼吸與厭氧呼吸之間的聯(lián)系酶在有氧時(shí)在無(wú)氧時(shí)相同階段不同階段（需氧呼吸）（厭氧呼吸）

無(wú)論是需氧的還是厭氧的細(xì)胞呼吸，都以葡萄糖作為底物。那么葡萄糖從哪來(lái)的呢？

生物界的葡萄糖絕大部分最終來(lái)源于光合作用?？梢赃M(jìn)行光合作用的生物稱(chēng)為自養(yǎng)生物（包括綠色植物、藻類(lèi)、光合細(xì)菌和藍(lán)藻等）所有直接或間接依靠光合產(chǎn)物生活的生物叫異養(yǎng)生物（人、動(dòng)物、真菌和大部分細(xì)菌）光合作用的場(chǎng)所只能是葉綠體嗎？對(duì)于藍(lán)藻、光合細(xì)菌等原核生物，不含葉綠體，與光合作用有關(guān)的酶分布在細(xì)胞膜上。一、光合作用概述：

1、概念：光合作用是指以CO2和H2O為原料，通過(guò)葉綠體，利用光能合成糖類(lèi)等有機(jī)物質(zhì)，同時(shí)釋放O2。2、總反應(yīng)式：6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2光能葉綠體魯賓和卡門(mén)實(shí)驗(yàn)同位素標(biāo)記法：放射性同位素可用于追蹤物質(zhì)的運(yùn)行和變化規(guī)律。用放射性同位素標(biāo)記的化合物，化學(xué)性質(zhì)不會(huì)改變?？茖W(xué)家通過(guò)追蹤放射性同位素標(biāo)記的化合物，可以弄清化學(xué)反應(yīng)的詳細(xì)過(guò)程。這種方法叫做同位素標(biāo)記法。6CO2+12H218OC6H12O6+618O2+6H2O同位素示蹤法:6C18O2+12H2OC6H1218O6+6O2+6H218O證明了：光合作用釋放的氧氣來(lái)自于水。場(chǎng)所：主要是葉綠體（1）分布：葉肉細(xì)胞（主要）保衛(wèi)細(xì)胞幼嫩莖的皮層細(xì)胞某些果實(shí)的表皮細(xì)胞等（2）形態(tài)：綠色扁平橢球形外膜內(nèi)膜葉綠體基質(zhì)基粒含有多種與光合作用有關(guān)的酶和少量的DNA由類(lèi)囊體堆疊而成，在類(lèi)囊體薄膜上存在著與光合作用有關(guān)的酶和色素（3）結(jié)構(gòu):色素酶葉綠體中的色素H2ONADPHATPADP+Pi水的光解O22C3C5三碳糖多種酶參加催化CO2還原固定C5的再生光合作用的過(guò)程：光合作用過(guò)程兩個(gè)階段第一階段：第二階段：光反應(yīng)，直接需要光參與碳反應(yīng)，是二氧化碳轉(zhuǎn)變成糖的過(guò)程。條件：過(guò)程：場(chǎng)所：光反應(yīng)：2H2OO2+4H++4e-光色素光、色素、酶葉綠體類(lèi)囊體薄膜水的光解：NADPH的形成：ATP的形成：用于碳反應(yīng)ADP+Pi+

電能ATP酶（活躍化學(xué)能）NADP++2e+H+

NADPH酶光反應(yīng)小結(jié)進(jìn)行部位條件物質(zhì)變化能量變化葉綠體類(lèi)囊體薄膜光、H2O、色素、酶水的光解：2H2O4H++O2+2e-ATP合成：ADP+PiATP還原氫的生成：H++e-+NADP+

NADPH光

酶電能光能——電能——ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能

酶碳反應(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(guò)程,此過(guò)程又稱(chēng)卡爾文循環(huán).碳反應(yīng)階段C--PCCCC--PCO2

C--P2CCC--PCCRuBP五碳糖C5三碳酸C3ATPADPNADPHNADP+C--PCC三碳糖葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行三碳糖轉(zhuǎn)移到葉綠體外CO2+（RuBP）五碳糖酶2C3（三碳酸）

C3ATPADP+PiNADPHNADP++H+三碳糖+H2O如何再生RuBP？生成一個(gè)C6H12O6要經(jīng)過(guò)幾次卡爾文循環(huán)？3個(gè)CO26三碳糖1個(gè)用于糖的生成或其他5個(gè)經(jīng)一系列變化再生為3個(gè)RuBP？C--PCC從葉綠體中轉(zhuǎn)移出來(lái)的三碳糖蔗糖細(xì)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(yùn)至葉綠體外，并且轉(zhuǎn)變成蔗糖，供植物體所有細(xì)胞利用。色素分子可見(jiàn)光3RuBP6個(gè)三碳分子ADP+PiATP2H2OO2NADPH多種酶酶三碳糖3CO2吸收光解能固定還原酶光反應(yīng)碳反應(yīng)光合作用的過(guò)程光合作用怎樣進(jìn)行？碳反應(yīng)的物質(zhì)變化：3CO2+3RuBP6C3(三碳分子)C3+ATP+NADPH三碳糖+ADP+NADP+5C33RuBP碳反應(yīng)的能量變化：活躍的化學(xué)能穩(wěn)定的化學(xué)能ATP中三碳糖中光反應(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NADPH和ATP。光反應(yīng)停止，碳反應(yīng)也隨即終止。同時(shí)，如果碳反應(yīng)受阻，光反應(yīng)也會(huì)因產(chǎn)物積累而不能正常進(jìn)行。光反應(yīng)為碳反應(yīng)提供了NADPH和ATP；碳反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi和NADP+。碳反應(yīng)光反應(yīng)項(xiàng)目聯(lián)系能量轉(zhuǎn)換物質(zhì)變化條件部位ATP→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能多種酶、CO2葉綠體基質(zhì)中CO2+C52C3酶2C3（CH2O）酶[H]ATP①CO2的固定：②C3的還原：光能→ATP中活躍的化學(xué)能光、色素、酶、水葉綠體基粒囊狀膜上②ATP的合成：

ADP+Pi+能量ATP酶①水的光解：

2H2O4[H]+O2光光光合作用光反應(yīng)與碳反應(yīng)的區(qū)別

整個(gè)光合作用過(guò)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(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)雜的有機(jī)物能量變化：把光能轉(zhuǎn)變成儲(chǔ)存在有機(jī)物中的化學(xué)能1、光合作用中光反應(yīng)階段為碳反應(yīng)階段提供了（）

A．O2和三碳分子

B．葉綠體色素

C．H20和O2

D．NADPH和ATPD練一練2、在光合作用的碳反應(yīng)過(guò)程中，沒(méi)有被消耗掉的是（）

A、NADPHB、RUBPC、ATPD、二氧化碳B光反應(yīng)碳反應(yīng)反應(yīng)性質(zhì)與光關(guān)系場(chǎng)所必要條件物質(zhì)變化能量變化光化學(xué)反應(yīng)酶促反應(yīng)酶促反應(yīng)必須在光下進(jìn)行無(wú)直接關(guān)系基?；|(zhì)中多種酶、CO2、NADPH、ATP光、色素、酶、水水的光解、ATP、NADPH的形成CO2的固定、三碳酸還原、五碳糖再生光能→電能→

ATPNADPH中活潑的化學(xué)能活潑的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能色素光3C5糖6C3ADP+PiATPH2OO2H+多種酶酶C3糖、H2O3CO2固定光反應(yīng)階段碳反應(yīng)階段光合作用的過(guò)程N(yùn)ADP+NADPH5C3糖酶還原試分析［H］、ATP、C3、C5相對(duì)含量的變化（1）突然減弱光照強(qiáng)度（CO2不變）（2）突然增強(qiáng)光照強(qiáng)度（CO2不變）（3）突然減弱CO2濃度（光強(qiáng)不變）（4）突然增強(qiáng)CO2濃度（光強(qiáng)不變）C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O光能葉綠體光合作用的總反應(yīng)式光合作用的實(shí)質(zhì)：物質(zhì)變化：將無(wú)機(jī)物合成有機(jī)物能量變化：將光能轉(zhuǎn)變成糖類(lèi)等有機(jī)物中的化學(xué)能水氧氣ATP二氧化碳基質(zhì)糖基粒NADPH光反應(yīng)碳反應(yīng)光合作用總反應(yīng)式6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O綠色植物通過(guò)葉綠體,利用光能,將二氧化碳和水,轉(zhuǎn)變成糖類(lèi)等有機(jī)物,同時(shí)釋放氧氣并儲(chǔ)存能量的過(guò)程.原料條件場(chǎng)所產(chǎn)物實(shí)質(zhì):合成有機(jī)物,儲(chǔ)存能量酶三、葉綠素的提取與分離原理：①葉綠體中的色素不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑。如無(wú)水乙醇、丙酮、石油醚等。②葉綠體中的色素主要有4種，它們都溶于層析液中，且溶解度不同，在濾紙上擴(kuò)散速度不同（溶解度大，擴(kuò)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(xì)吸管，剪刀，試管，藥匙，量筒，天平。我們學(xué)習(xí)過(guò)葉綠體是通過(guò)里面的色素吸收光能的，是否所有的光都能吸收呢？還有，葉綠體的色素成分又是怎樣的呢？實(shí)驗(yàn)過(guò)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：使研磨充分防止葉綠素被破壞2、過(guò)濾在一小玻璃漏斗基部放一塊單層尼龍布，將研磨液迅速倒入漏斗中。收集濾液到一個(gè)試管中，及時(shí)用棉塞將試管中塞緊（防止揮發(fā)）。3、制備濾紙條并畫(huà)線(xiàn)4、點(diǎn)樣：用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆畫(huà)的橫線(xiàn)均勻畫(huà)出一條細(xì)而直的濾液細(xì)線(xiàn)。待濾液干后再畫(huà)一次，共畫(huà)3—4次。重復(fù)畫(huà)幾次是使后來(lái)的色素帶清晰畫(huà)線(xiàn)要細(xì)、直、齊，使色素帶平整、不重疊。5、層析層析液不能觸及濾線(xiàn)。層析液沿著干燥的濾紙由下而上擴(kuò)散，當(dāng)擴(kuò)散到細(xì)線(xiàn)時(shí)，色素便溶解在層析液中，并隨著層析液一起向上擴(kuò)散，而不同的色素溶解不同，擴(kuò)散速度也不同，所以將不同色素分離開(kāi)。6、觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果色素種類(lèi)色素顏色色素含量溶解度擴(kuò)散速度胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b橙黃色黃色藍(lán)綠色黃綠色最少較少最多較多最高較高較低最低最快較快較慢最慢葉綠素類(lèi)胡蘿卜素葉綠素b葉黃素(藍(lán)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(chǎng)所——葉綠體色素的吸收光譜葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光葉綠素色素吸收可見(jiàn)的太陽(yáng)光類(lèi)胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光1下列有關(guān)“光合色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的敘述正確的是A．加入碳酸鈣防止濾液揮發(fā)B．用NaCl溶液提取葉片中的色素C．用無(wú)水酒精或丙酮分離濾液中的色素D．加入二氧化硅(石英砂)有利于充分研磨D2、提取綠葉中的色素時(shí)，加入95%的乙醇的目的是()A.防止色素破壞B.溶解色素C.使研磨充分D.避免色素?fù)]發(fā)B2、提取綠葉中的色素時(shí)，加入95%的乙醇的目的是()A.防止色素破壞B.溶解色素C.使研磨充分D.避免色素?fù)]發(fā)【解析】選B。提取綠葉中色素時(shí)，95%的乙醇可溶解綠葉中的色素，使色素被提取出來(lái)。3、在葉綠體中的色素提取的分離實(shí)驗(yàn)中，結(jié)合所做實(shí)驗(yàn)回答：（1）研磨時(shí)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(guò)程中（3）畫(huà)濾液細(xì)線(xiàn)要求一是二是（4）分離色素時(shí)要注意濾紙條要燒懷壁，一定不是要讓層析液沒(méi)及。二氧化硅保護(hù)葉綠素分子不被破壞層析液同步到達(dá)濾液細(xì)線(xiàn)越細(xì)越齊越好待干燥后再重復(fù)2-3次斜靠濾液細(xì)線(xiàn)

4、分別在A、B、C三個(gè)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(guò)濾得到三種不同顏色的溶液，即：深綠色、黃綠色、幾乎無(wú)色。處理ABC二氧化硅+++碳酸鈣-++95%乙醇+-+蒸餾水-+-問(wèn)：（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(wú)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6CO2＋12H2O→C6H12O6＋6O2＋6H2OC6H12O6＋6O2＋6H2O→6CO2＋12H2O＋能量CO2O2O2CO2一、光合速率（光合強(qiáng)度）：某植物單位時(shí)間單位葉面積上吸收CO2的量或釋放O2的量。CO2O2O2CO2表觀光合速率（凈光合速率）：某植物單位時(shí)間單位葉面積上從外界環(huán)境中吸收CO2的量或釋放到外界環(huán)境中O2的量。真正光合速率（總光合速率）：某植物單位時(shí)間單位葉面積上從外界環(huán)境中吸收CO2的量加上細(xì)胞呼吸釋放的CO2的量。細(xì)胞呼吸釋放的CO2→消耗有機(jī)物的量從外界吸收的CO2→積累有機(jī)物的量12表示：CO2吸收量→有機(jī)物積累量表示：CO2固定量有機(jī)物合成量（制造量）影響光合作用的因素２．外部因素反應(yīng)條件：光、溫度、必需礦質(zhì)元素反應(yīng)原料：

CO2濃度、水１．內(nèi)部因素植物種類(lèi)不同同一植物在不同的生長(zhǎng)發(fā)育階段同一植物在不同部位的葉片葉齡葉齡在生產(chǎn)上的應(yīng)用對(duì)光合作用的影響內(nèi)因作物后期,適當(dāng)摘除老葉、殘葉，降低呼吸。1.幼葉不斷生長(zhǎng),葉綠體(素)不斷增加,光合速率不斷加快；2.老葉葉綠體破壞,光合速率減慢。ABC葉齡光合作用強(qiáng)度O葉齡1、光照強(qiáng)度光照強(qiáng)度光合速率光飽和點(diǎn)內(nèi)因：色素和酶的數(shù)量有限外因：主要受CO2和溫度的限制1光照強(qiáng)度吸收CO2量釋放CO2量O光強(qiáng)ABCO2光照強(qiáng)度為O時(shí)：光照強(qiáng)度為OA段時(shí)：CO2CO2光照強(qiáng)度為A時(shí)：CO2光照強(qiáng)度為A點(diǎn)后：CO2CO2A點(diǎn)：光補(bǔ)償點(diǎn)B點(diǎn)：光飽和點(diǎn)A0B光照強(qiáng)度吸收mg/dm2·hCO2陽(yáng)生植物陰生植物B：光補(bǔ)償點(diǎn)C：光飽和點(diǎn)C2、溫度

主要影響光合作用酶的活性3CO2濃度吸收CO2量釋放CO2量OCO2濃度ABCO2CO2濃度為O點(diǎn)時(shí)：CO2濃度為OA段時(shí)：CO2CO2CO2濃度為A點(diǎn)時(shí)：CO2CO2濃度在A點(diǎn)后：CO2CO