高中生物專題5.4能量之源-光和光合作用課件新人教版必修

絕大多數(shù)生物，活細(xì)胞所需能量的最終源是

將光能轉(zhuǎn)變成細(xì)胞能夠利用的化學(xué)能的生理是來自太陽的光能光合作用正常苗白化苗正常幼苗能進(jìn)行光合作用制造有機(jī)養(yǎng)料白化苗不能進(jìn)行光合作用，無法制造有機(jī)養(yǎng)料這說明光合作用需要色素去捕獲光能。一、實(shí)驗(yàn)原理提取原理：1.葉綠體中的色素能溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中，所以用無水乙醇可提取葉綠體中色素。分離原理：2.色素在層析液中溶解度不同，溶解度高的色素分子隨層析液在濾紙條上的擴(kuò)散得快，溶解度低的色素分子隨層析液在濾紙條上的擴(kuò)散得慢，因而可用層析液將不同的色素分離。葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)：綠葉中色素的提取和分離（1）提取綠葉的色素原理：色素能溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中，所以可用無水乙醇提取色素。稱取5g的綠葉，剪碎，放入研缽中。1.色素的種類目的：

二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸鈣可防止研磨中色素被破壞。放入少許二氧化硅和碳酸鈣再放入10mL無水乙醇迅速、充分地研磨（1）提取綠葉的色素將研磨液迅速倒入玻璃漏斗中進(jìn)行過濾。收集濾液,封口。（1）提取綠葉的色素（2）制備濾紙條鉛筆線畫鉛筆細(xì)線（3）畫濾液細(xì)線★要求：細(xì)、直、齊重復(fù)2—3次（4）分離綠葉中的色素原理：溶解度高的色素隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快;反之，則慢。層析液培養(yǎng)皿★層析液不能沒及濾液線濾液細(xì)線葉綠素類胡蘿卜素（含量約3/4）（含量約1/4）葉綠素a（藍(lán)綠色）葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）綠葉中的色素

葉綠體中的色素

實(shí)驗(yàn)表明：葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。葉綠素中的吸收光譜討論：1.用這種方法有什么好處？不同顏色的光照對植物的光合作用會有什么影響？2.為什么不使用綠色的塑料薄膜或補(bǔ)充綠色光源？用紅色或藍(lán)色的塑料薄膜掛紅色或藍(lán)色的燈管問題探討1.如圖表示新鮮菠菜葉中四種色素的相對含量及在濾紙條上的分離情況．下列說法不正確的是（）A．葉綠體中的四種色素分布在類囊體薄膜上B．四種色素均可溶于有機(jī)溶劑無水乙醇中C．四種色素在層析液中溶解度最大的是甲D．發(fā)黃菠菜葉中色素含量顯著減少的是甲和乙

C練一練2.[2013.全國高考]關(guān)于葉綠素的敘述，錯(cuò)誤的是（）A．葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素

B．被葉綠素吸收的光可用于光合作用C．葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同D．植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光D練一練3.提取光合色素，進(jìn)行紙層析分離，對該實(shí)驗(yàn)中各種現(xiàn)象的解釋，正確的是[

]A．未見色素帶，說明材料可能為黃化葉片B．色素始終在濾紙上，是因?yàn)樯夭蝗苡趯游鲆篊．提取液呈綠色是由于含有葉綠素a和葉綠素bD．胡蘿卜素在濾紙最前方，是因?yàn)槠湓谔崛∫褐械娜芙舛茸罡逤練一練基粒外膜內(nèi)膜基質(zhì)光合色素與光反應(yīng)有關(guān)的酶與暗反應(yīng)有關(guān)的酶（二）葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能類囊體結(jié)構(gòu)：恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)1880年：美國科學(xué)家恩格爾曼用水綿進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)好氧菌只集中在葉綠體被光束照射到的部位，從而證明光合作用放出氧氣；光合作用的場所是葉綠體。1.下列關(guān)于恩格爾曼實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是()

A．用水綿做實(shí)驗(yàn)材料是因?yàn)槠淙~綠體呈橢球形便于觀察B．通過同位素示蹤法證明了氧氣是葉綠體釋放出來的C．實(shí)驗(yàn)材料先放在沒有空氣的黑暗環(huán)境中以排除氧氣和光的干擾D．根據(jù)產(chǎn)生氣泡的位置來確定綠色植物進(jìn)行光合作用的部位C二、光合作用的原理和應(yīng)用

光合作用的概念：

光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程。

光合作用的原料、產(chǎn)物、場所和條件是什么？請用一個(gè)化學(xué)反應(yīng)式表示出來。CO2+

H2O*

光能葉綠體(CH2O)+O2*

結(jié)論：水分是植物建造自身的原料。17世紀(jì)海爾蒙特栽培的柳樹實(shí)驗(yàn)結(jié)論：植物可以更新空氣水二氧化碳氧氣光？3、1779年,荷蘭的科學(xué)家英格豪斯（500多次試驗(yàn)）普利斯特利的實(shí)驗(yàn)只有在陽光照射下才能成功；植物體只有綠葉才能更新空氣。到1785年，發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，人們才明確綠葉在光下放出的是O2，吸收的是CO2。即：可以更新空氣的是O2，使空氣變污濁的是CO2水二氧化碳氧氣光？5、1864年，德國科學(xué)家薩克斯黑暗處理一晝夜用碘蒸氣處理這片葉，發(fā)現(xiàn)曝光的一半呈深藍(lán)色，遮光的一半則沒有顏色變化。讓一張葉片一半曝光一半遮光、綠葉在光下制造淀粉。結(jié)論：光合作用釋放的O2來自CO2還是H2O？18O2O2CO2第二組第一組C18O2H218OH2O6、1941年，美國魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)（同位素標(biāo)記法）光照射下的小球綠藻懸浮液光合作用產(chǎn)生的O2來自于H2O。結(jié)論：光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物又是怎樣合成的？6.1939年，美國科學(xué)家魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)

（相互對照實(shí)驗(yàn)，自變量為標(biāo)記物質(zhì)（H218O與C18O2），因變量為O2的放射性。）H2OC18O2H218O

O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2

O2

O2O2O2

O2

O218O2

18O2

18O2

18O2

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18O2

18O2

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18O2

18O2

18O2

18O2

18O2

結(jié)論：光合作用釋放的氧氣全部來自水。7、20世紀(jì)40年，美國卡爾文14CO2小球藻有機(jī)物的14C（卡爾文循環(huán)）結(jié)論：光合產(chǎn)物中有機(jī)物的碳來自CO2下圖表示較強(qiáng)光照且溫度相同以及水和小球藻的質(zhì)量相等的條件下，小球藻進(jìn)行光合作用的實(shí)驗(yàn)示意圖。一段時(shí)間后，以下相關(guān)比較不正確的是（

）A.Y2的質(zhì)量大于Y3的質(zhì)量B.④中小球藻的質(zhì)量大于①中小球藻的質(zhì)量C.②中水的質(zhì)量大于④中水的質(zhì)量D.試管①的質(zhì)量大于試管②的質(zhì)量CCO2+H2O光能葉綠體（CH2O)+O2糖類概念：綠色植物通過

，利用

，把

轉(zhuǎn)化成儲存著能量的

，并且釋放出

的過程。葉綠體光能二氧化碳和水有機(jī)物氧氣從反應(yīng)物、場所、條件、生成物總結(jié)光合作用的表達(dá)式和概念：色素分子可見光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[H]多種酶酶(CH2O)CO2吸收光解供能固定還原酶光反應(yīng)暗反應(yīng)2.光合作用的過程：光反應(yīng)條件：葉綠體中的色素光能H2O

水在光下分解O2[H]光、酶、色素過程：場所：類囊體的薄膜上物質(zhì)H2O光酶[H]+O2ADP+Pi+光能酶ATP能量光能ATP中活躍化學(xué)能ADP+Pi酶ATP2、光合作用的過程暗反應(yīng)co2C5

固定2c3[H]供氫酶(CH2O)[糖類]場所：條件：過程：葉綠體基質(zhì)酶多種酶參加催化co2+C5酶2c32c3酶(CH2O)C5[H]ATPATP酶ADP+Pi+能量物質(zhì)能量ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為糖類中穩(wěn)定的化學(xué)能還原酶ATP供能ADP+Pi原料和產(chǎn)物的對應(yīng)關(guān)系：（CH2O）CHOCO2CO2H2OO2H2O能量的轉(zhuǎn)移途徑碳的轉(zhuǎn)移途徑光能ATP中活躍的化學(xué)能(CH2O)中穩(wěn)定的化學(xué)能CO2C3（CH2O）①圖中A是______,B是_______,它來自于______的分解。②圖中C是_____，它被傳遞到葉綠體的______部位，用于_______。③圖中D是____，在葉綠體中合成D所需的能量來自_______________。④圖中G是_____,F是_________,J是__________。⑤圖中的H表示_______，H為I提供__________。Ｏ2水[H]基質(zhì)還原C3ATP色素吸收的光能光反應(yīng)[H]和ATP色素C5C3糖類光H2OBACDE+PiFGCO2JHI下圖是光合作用過程圖解，請分析后回答下列問題：

練一練2.光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的物質(zhì)是（）A.［H］和H2OB.［H］和ATPC.ATP和CO2D.H2O和CO2B3.光合作用中，光能轉(zhuǎn)變成活躍化學(xué)能發(fā)生在()A．水的光解B．ATP的水解C．CO2的固定D．三碳化合物的還原A練一練3、光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別和聯(lián)系條件物質(zhì)變化能量變化光反應(yīng)暗反應(yīng)場所比較項(xiàng)目聯(lián)系類囊體薄膜上葉綠體的基質(zhì)需光,色素和酶不需光,色素;需酶2H2O─→4[H]+O2↑光解ADP+Pi+能量─→ATP酶CO2+C5─→2C3酶2C3─

─→(CH2O)+C5ATP、[H]

酶穩(wěn)定的化學(xué)能光能活躍的化學(xué)能光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和[H]，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi1、光下的植物突然停止光照后，C5化合物和C3化合物的含量如何變化？停止光照光反應(yīng)停止2、光下的植物突然停止CO2的供應(yīng)后，C5化合物和C3化合物的含量如何變化？[H]↓

ATP↓還原受阻C3

↑C5↓CO2↓固定停止C3↓C5

↑思考與討論：增加減少減少或沒有減少或沒有減少增加增加增加減少增加增加減少或沒有增加減少減少增加增加減少增加減少圖1表示光合作用部分過程的圖解，圖2表示改變光照后，與光合作用有關(guān)的五碳化合物和三碳化合物在細(xì)胞內(nèi)的變化曲線。據(jù)圖回答：()(1)圖1中A表示的物質(zhì)是________，它由________產(chǎn)生，其作用主要是____________。(2)圖1中ATP形成所需的能量最終來自于________。若用放射性同位素標(biāo)記14CO2，則14C最終進(jìn)入的物質(zhì)是____________。(3)圖2中曲線a表示的化合物是________，在無光照時(shí)，其含量迅速上升的原因是：________________________________________________________________________。(4)曲線b表示的化合物是________，在無光照時(shí)，其含量下降的原因是：________。練一練2NH3+3O2

硝化細(xì)菌2HNO2+2H2O+能量2HNO2+O2硝化細(xì)菌2HNO3+能量CO2+H2O硝化細(xì)菌（CH2O）+O24.化能合成作用：原理：還原CO2所需要的ATP和[H]是通過氧化無機(jī)物NH4+、NO2-、H2S、SO、H2、Fe2+等而獲得的?；茏责B(yǎng)類型：

硝化細(xì)菌、鐵細(xì)菌、硫細(xì)菌、氫細(xì)菌等1.下列有關(guān)化能合成作用的敘述，正確的是（

）①不利用光能②利用環(huán)境中物質(zhì)氧化釋放的能量③在葉綠素作用下進(jìn)行④將水和二氧化碳合成有機(jī)物⑤貯能不多，對自然界作用不大．⑥屬異養(yǎng)型新陳代謝A．①②③

B．①②④

C．①④⑤

D．②④⑥B練一練2.光合作用與化能合成作用的相似點(diǎn)是[

]A．都以太陽能作為能源B．都需要環(huán)境中的物質(zhì)氧化釋放能量C．都能將無機(jī)物轉(zhuǎn)變成有機(jī)物D．都是高等生物的代謝類型C

練一練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)部因素植物種類不同同一植物在不同的生長發(fā)育階段同一植物在不同部位的葉片葉齡3.影響光合作用的因素：葉齡在生產(chǎn)上的應(yīng)用對光合作用的影響內(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,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葉齡光在生產(chǎn)上的應(yīng)用對光合作用的影響外因1.光照強(qiáng)度1.注重陰、陽生植物間作套種2.一年之內(nèi)輪作,延長光合作用時(shí)間3.通過合理密植,增加光合作用面積4.溫室大棚,使用無色透明玻璃5.防止?fàn)I養(yǎng)生長過強(qiáng),導(dǎo)致葉面互相遮擋.光合作用強(qiáng)度0呼吸速率光補(bǔ)償點(diǎn)光飽和點(diǎn)B'A'C'陰生植物BAC陽生植物光照強(qiáng)度CO2吸收CO2釋放CO2濃度在生產(chǎn)上的應(yīng)用對光合作用的影響外因⑴溫室：①燃燒植物桔桿；②使用二氧化碳發(fā)生器；③與豬舍雞舍鴨棚連通。⑵溫室與大田：①確保良好通風(fēng)；②增施有機(jī)肥料；③深施“碳銨”。CO2是光合作用的原料.CO2acbdea—b:CO2太低，農(nóng)作物消耗光合產(chǎn)物；

b—c:隨CO2的濃度增加，光合作用強(qiáng)度增強(qiáng)；

c—d:CO2濃度再增加，光合作用強(qiáng)度保持不變；

d—e:CO2濃度超過一定限度，將引起原生質(zhì)體中毒或氣孔關(guān)閉，抑制光合作用。CO2的補(bǔ)償點(diǎn)CO2的飽和點(diǎn)溫度在生產(chǎn)上的應(yīng)用對光合作用的影響外因1.適時(shí)播種2.溫室栽培時(shí),白天適當(dāng)提高溫度,晚上適當(dāng)降溫（增加晝夜溫差）。溫度會直接影響酶的活性.（主要是影響暗反應(yīng)）溫度光合速率溫度10203040500ABC甲圖和乙圖表示某植物在適宜的CO2濃度條件下光合作用速率與環(huán)境因素之間的關(guān)系，下列相關(guān)描述中錯(cuò)誤的是（）A、甲圖中，在A點(diǎn)上限制光合作用速率的主要因素是光照強(qiáng)度，在B點(diǎn)上限制光合作用速率的主要因素是溫度或CO2濃度B、從乙圖可以看出，當(dāng)超過一定溫度后，光合作用速率會隨著溫度的升高而降低C、溫度主要是通過影響酶的活性來影響光合作用速率D、若光照強(qiáng)度突然由A變?yōu)锽，短時(shí)間內(nèi)葉肉細(xì)胞中C3的含量會增加練一練D下圖甲是研究環(huán)境因素對農(nóng)作物產(chǎn)量影響的曲線圖，乙是該農(nóng)作物細(xì)胞代謝過程的部分示意圖。請據(jù)圖分析回答：（1）甲圖中A點(diǎn)的三碳化合物含量_______(大于、小于、等于)B點(diǎn)。通過甲圖中各點(diǎn)位置的比較，可以看出影響光合作用速率的關(guān)鍵限制因素是_______、_______、_______

。（2）乙圖中物質(zhì)N是_______，過程a反應(yīng)的場所是_______。此時(shí)農(nóng)作物的光合作用強(qiáng)度_______(大于、等于、小于)呼吸作用強(qiáng)度。（3）除了本實(shí)驗(yàn)研究的影響因素外，______________等措施也可以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。練一練4.科學(xué)家研究CO2濃度、光照強(qiáng)度和溫度對同一植物光合作用強(qiáng)度的影響，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。請據(jù)圖判斷下列敘述不正確的是（）A．光照強(qiáng)度為a時(shí)，造成曲線Ⅱ和Ⅲ光合作用強(qiáng)度差異的原因是CO2

濃度不同B．光照強(qiáng)度為b時(shí)，造成曲線Ⅰ和Ⅱ光合作用強(qiáng)度差異的原因是溫度不同C．光照強(qiáng)度為a～b時(shí)，曲線Ⅰ、Ⅱ光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)而增強(qiáng)D．光照強(qiáng)度為a～c時(shí)，曲線Ⅰ、Ⅲ光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)而增強(qiáng)D1、如圖裝置（外界條件恒定），錐形瓶中植物能正常生活，玻璃管中紅色液滴是否會移動，如何移動？為什么？2、如果如圖裝置進(jìn)行遮光處理較長時(shí)間，玻璃管中紅色液滴是否會移動，如何移動？為什么？不移動（三）細(xì)胞呼吸與光合作用開始不移動，一段時(shí)間后向右移動NaHCO3內(nèi)置含NaHCO3溶液的燒杯呢（三）細(xì)胞呼吸與光合作用凈光合作用釋放氧氣量3、紅色液滴向右移動了X，請問X的生物學(xué)意義是什么？細(xì)胞呼吸凈光合作用（表觀光合作用）真正光合作用（實(shí)際光合作用）=+NaHCO3以測定的CO2吸收量與釋放量為指標(biāo)，研究溫度對某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響，結(jié)果如圖所示。下列分析正確的是（）A.光照相同