1、5.4 光合作用與能量裝換光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件5.4 光合作用與能量裝換光合作用與能量裝換【新教材】有些蔬菜大棚是用紅色或藍色的塑料薄膜來代替普通塑料薄膜，有的溫室內(nèi)懸掛著紅色或者是藍色的燈管。1.用這種方法具體有哪些好處？這樣做對光合作用有什么影響嗎？2.為何是用紅色或藍色的呢？用綠色的可以嗎？有些蔬菜大棚是用紅色或藍色的塑料薄膜來代替普通塑料薄膜，有的一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)實驗原理：提取(無水乙醇)、分離(層析液)目的要求：綠葉中色素的提取及分離及色素的種類材料用具：新鮮的綠葉、定

2、性濾紙等、無水乙醇等方法步驟： 1.提取綠葉中的色素 2.準備濾紙條 3.畫濾液細線 4.分離綠葉中的不同色素 5.觀察以及記錄討論： 1.濾紙條上色帶的數(shù)目、排序、寬窄？ 2.濾紙條上的濾液細線，為何不能觸及層析液？1、實驗：綠葉中色素的提取和分離實驗原理：提取(無水乙醇)、分離(層析液)1、實驗：綠葉中色光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件光合作用思考：1.綠葉中的色素是怎樣被提取出來的？又是怎樣被分離開的？2.濾紙上的濾液細線，為什么不能觸及層析液？3.濾紙上的色素由上

3、到下的順序是什么？每種色素的顏色是？光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件思考：1.綠葉中的色素是怎樣被提取出來的？又是怎樣被分離開的光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件光合作用胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b實驗結(jié)果：光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b實驗結(jié)果：光合作用與能量裝換【綠葉中的色素有4種，可以歸納為兩

4、類：葉綠素類胡蘿卜素（含量約3/4）（含量約1/4）葉綠素a（藍綠色）葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件綠葉中的色素有4種，可以歸納為兩類：葉綠素類胡蘿卜素（含量約分析：為什么植物春夏葉子翠綠，而深秋則葉片金黃呢？ 由于葉綠素的含量大大超過類胡蘿卜素，而使類胡蘿卜素的顏色被掩蓋，只顯示出葉綠素的綠色由于葉綠素比類胡蘿卜素易受到低溫的破壞，秋季低溫使葉綠素大量破壞，而使類胡蘿卜素的顏色顯示出來2022/10/1710光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件光合作用與

5、能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件分析：為什么植物春夏葉子翠綠，而深秋則葉片金黃呢？ 由于葉綠吸收可見光，用于光合作用2.色素的功能：太陽光三棱鏡色素溶液吸收可見光，用于光合作用2.色素的功能：太陽光三棱鏡色素溶液色素的吸收光譜圖葉綠素：吸收藍紫光和紅光類胡蘿卜素：吸收藍紫光色素的吸收光譜圖葉綠素：吸收藍紫光和紅光類胡蘿卜素：吸收藍紫問題：這些捕獲光能的色素存在于細胞中的什么部位？葉綠體問題：這些捕獲光能的色素存在于細胞中的什么部位？葉綠體內(nèi)膜外膜基質(zhì)多種酶基粒類囊體 色素和酶 溫故而知新內(nèi)膜外膜基質(zhì)多種酶基粒類囊體 溫故而知新葉綠體的功能:葉綠體是進行光合作用的場所，它內(nèi)部的巨大膜表

6、面上，不僅分布著許多吸收光能的色素分子，還有許多進行光合作用所必需的酶。葉綠體的功能:葉綠體是進行光合作用的場所，它內(nèi)部的巨大膜表面 公元前3世紀，古希臘的亞里士多德提出，植物生長的土壤是構(gòu)成植物體的原材料。這一觀點長期被奉為經(jīng)典。一、光合作用探究歷程 公元前3世紀，古希臘的亞里士多德提出，植物生長假說演繹法觀察現(xiàn)象提出假設(shè)得出結(jié)論演繹推理驗證假設(shè)光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件假說演繹法觀察現(xiàn)象提出假設(shè)得出結(jié)論演繹推理驗證假設(shè)光合作用與每天澆水，5年后 1、1642年，海爾蒙特(J.B. van Helmont，比利時)

7、柳樹增重74.47kg土壤減少0.06kg植物增重主要來自水分不足：沒有考慮到陽光、空氣對光合作用的影響。海爾蒙特的實驗光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件每天澆水，5年后 1、1642年，海爾蒙特(J.B. va普里斯特利實驗1771年：英國，普里斯特利光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件普里斯特利實驗1771年：英國，普里斯特利光合作用與能量裝換普利斯特利實驗結(jié)論：植物可以更新空氣。光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件光合作用與能量裝換【新

8、教材】人教版高中生物必修一課件普利斯特利實驗結(jié)論：植物可以更新空氣。光合作用與能量裝換【新結(jié)論1：只有在光下植物才能更新空氣。結(jié)論2：植物體的綠葉在光下才能更新空氣。普利斯特利的實驗只有在陽光照射下才能成功英根豪斯實驗光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件結(jié)論1：只有在光下結(jié)論2：植物體的綠葉在光下才能更新空氣。普結(jié)論：綠葉在光下吸收CO2 ，釋放O2。1、 1779年,荷蘭科學(xué)家英格豪斯確定植物只有綠葉才能更新空氣并且依賴于光。 2、1785年,拉瓦錫發(fā)現(xiàn)了空氣的組成。 3、1845年，德國科學(xué)家梅耶根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律指

9、出，植物光合作用時，把光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲存起來。相關(guān)信息：光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件結(jié)論：綠葉在光下吸收CO2 ，釋放O2。1、 1779年,荷薩克斯的實驗暗處理光照在暗處放置24個小時滴加碘液曝光一半，遮光一半熱酒精脫色光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件薩克斯的實驗暗處理光照在暗處放置24個小時滴加碘液曝光一半，1為什么對天竺葵先進行暗處理？2為什么讓葉片的一半曝光，另一半遮光呢？ 4. 這個實驗的說明什么問題？答：結(jié)果證明綠葉在光下制造了淀粉。

10、思考： 該實驗還能得出其他結(jié)論嗎？3. 為什么要用酒精脫色？光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件1為什么對天竺葵先進行暗處理？2為什么讓葉片的一半曝光，光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件光合作用1、為什么選用水綿做為實驗材料？2、為什么選用黑暗并且沒有空氣的環(huán)境？結(jié)論：氧氣是葉綠體產(chǎn)生的,葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所, 光合作用需要光照。水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察排除了氧氣和光對實驗結(jié)果的影響

11、光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件1、為什么選用水綿做為實驗材料？結(jié)論：氧氣是葉綠體產(chǎn)生的,水 返回光合作用氧來源的探究 返回光合作用氧來源的探究H218O?C18O2H2O第一組第二組綠色植物（如小球藻）CO2?O218O2魯賓和卡門實驗氧氣中的氧原子來自于水 H218O?C18O2H2O第一組第二組綠色植物（如小球藻）美國科學(xué)家卡爾文的實驗碳的同位素 14C( CH2 O)14CO214美國科學(xué)家卡爾文的實驗碳的同位素 14C( CH2 產(chǎn)物:淀粉條件:光光合作用發(fā)現(xiàn)小結(jié)：1771年，英國普利斯特利原料:水1880年，美

12、國恩格爾曼20世紀30年代，美國魯賓與卡門1864年，德國薩克斯1664年，比利時海爾蒙特原料和產(chǎn)物:更新空氣(二氧化碳和氧氣)產(chǎn)物氧來自于水。場所:葉綠體條件:光CO2 + H2O* (CH2O) +O2* 光能葉綠體光合作用發(fā)現(xiàn)小結(jié)：1771年，英國普利斯特利原料:水1880葉綠體光二氧化碳 水糖類 氧氣CO2 + H2 O光能葉綠體（CH2O)+ O2 綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機物,并且釋放出氧氣的過程。場所： 動力：原料： 產(chǎn)物：概念：光合作用的場所、動力、原料、產(chǎn)物：總反應(yīng)式葉綠體光二氧化碳 水糖類 氧氣CO2 + H2 O光能光反應(yīng)階段葉綠體

13、中的色素光能H2O水在光下分解O2HADP+Pi酶ATP光、酶、色素類囊體的薄膜上條件：場所：H2O光酶H+O2物質(zhì)ADP+Pi+光能酶ATP能量:光能 ATP中活躍化學(xué)能過程：光反應(yīng)階段葉綠體中的色素光能H2O水在光下分解O2H暗反應(yīng)階段CO2C5 固 定2C3H供氫酶(CH2O)糖類場所：條件：葉綠體基質(zhì)酶多種酶參加催化還 原過程：CO2+ C5酶2C32C3酶(CH2O)+C5H ATPATP酶ADP+Pi +能量物質(zhì)能量ATP中活躍的化學(xué)能 糖類中穩(wěn)定的化學(xué)能 酶ATP供能ADP+Pi暗反應(yīng)階段CO2C5 固 2C3H供氫酶(CH葉綠體中的色素光能H2O水在光下分解O2HADP+Pi酶

14、ATPCO2C5 固 定2C3(CH2O)糖類多種酶參加催化還 原供氫酶供能光合作用總過程：光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段葉綠體中的色素光能H2O水在光下分解O2HADP+P光反應(yīng)H2O 2 H + 1/2O2+Pi+光能ATP酶ADP水的光解：ATP的形成：暗反應(yīng)CO2的還原： 2C3 (CH2O) + C5酶HATPCO2的固定： CO2 + C5 2C3酶總結(jié)：光反應(yīng)H2O 2 H + 1/2O2+Pi+光能ATP葉綠體光CO2+H2O* (CH2O)+O2*光合作用總反應(yīng)式：4 能量之源光與光合作用光合作用的實質(zhì)： 合成有機物，儲存能量葉綠體光CO2+H2O* (原料和產(chǎn)物的對應(yīng)關(guān)系：（CH2O

15、）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）原料和產(chǎn)物的對應(yīng)關(guān)系：（CH2O）CHOCO2CO2H2OO聯(lián)系：光反應(yīng)和暗反應(yīng)是一個整體,二者緊密聯(lián)系,缺一不可。光反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ)，光反應(yīng)階段為暗反應(yīng)階段提供能量（ATP）和還原劑H，暗反應(yīng)階段產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應(yīng)階段合成ATP提供原料。光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件光合作用與能量裝換【新教材】人教版高中生物必修一課件聯(lián)系：光反應(yīng)和暗反應(yīng)是一個整體,二者緊密聯(lián)系,缺一不可。光反光、色素、酶等ATP、H、多種酶等類囊體的薄膜上

16、基質(zhì)中水光解成H和O2ADP+Pi+光能ATP CO2的固定 C3的還原光能活躍化學(xué)能活躍化學(xué)能穩(wěn)定化學(xué)能 光反應(yīng)暗反應(yīng)條件場所物質(zhì)變化能量變化聯(lián) 系光反應(yīng)和暗反應(yīng)的比較物質(zhì)聯(lián)系：光反應(yīng)階段產(chǎn)生的H， 在暗反應(yīng)階段用于還原C3；能量聯(lián)系：光反應(yīng)階段生成的ATP，在暗反應(yīng)階段中將其儲 存的化學(xué)能釋放出來，幫助C3形成糖類，ATP中的化學(xué)能則轉(zhuǎn)化為儲存在糖類中的化學(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)補充ADP和Pi。光、色素、酶等ATP、H、多種酶等類囊體的薄膜上基質(zhì)中影響光合作用的環(huán)境因素光合作用速率光照強度 在光照強度較低時，植物光合速率也很低。隨著光照強度的逐漸增強，光合速率

17、也相應(yīng)地變大；當(dāng)光照強度進一步提高時，光合速率的增加幅度逐漸減??；當(dāng)光照強度超過某一定值時，光合速率就不再增加。1、光照強度思考：光照強度影響光合作用_階段的強度。光反應(yīng)影響光合作用的環(huán)境因素光合作用速率光照強度 在光照強度 在一定范圍內(nèi)，植物光合速率隨著 CO2濃度的上升而增加，在達到某一定值后，再增加 CO2濃度，光合速率不再增加。2、CO2濃度CO2濃度光合作用速率思考：CO2是光合作用的原料，其濃度會影響_階段的強度。暗反應(yīng) 在一定范圍內(nèi)，植物光合速率隨著 CO2濃度的上升 光合作用只能在一定的溫度范圍內(nèi)進行，在最適溫度時，光合作用速率最快，高于或低于最適溫度，光合作用速率下降。3、溫

18、度最適溫度溫度光合作用速率 思考：溫度是通過影響_來影響光合作用的。酶活性 光合作用只能在一定的溫度范圍內(nèi)進行，在最適溫度時，光合（2）營養(yǎng)元素4、其他：_是葉綠素的組成成分；_是光合酶的組成成分；_是ATP的組成成分等。（1）水分水是光合作用的_；水是體內(nèi)各種化學(xué)發(fā)應(yīng)的_ ；水能影響_的開閉。MgNP原料介質(zhì)氣孔（2）營養(yǎng)元素4、其他：_是葉綠素的組成成分；（1）O光照強度CO2吸收CO2釋放ABCO光合作用速率CO2濃度ABO光合作用速率10 20 30 40 50 溫度（C）ABC光合作用的實際量2 4 6 8葉面積指數(shù)O物質(zhì)的量呼吸量干物質(zhì)量O光合作用速率葉齡ABCO水和礦質(zhì)元素濃度光

19、合作用速率A單一因素對光合作用影響的圖象O光照強度CO2吸收CO2釋放ABCO光合作用速率CO2濃度（3）內(nèi)部因素：1、 物種遺傳特性不同，光能利用能力不同，適宜條件有所不同陽生植物較強光照；陰生植物相對較弱光照。（3）內(nèi)部因素：1、 物種遺傳特性不同，光能利用能力不同，適2、同一植物的不同生長發(fā)育時期及同一植物不同葉片，光能利用率不同 葉面積指數(shù)與光合作用強度的關(guān)系葉面積指數(shù)在0-A點之間，光合作用強度 呼吸作用強度； K點處，光合作用強度 呼吸作用強度；K點之后，光合作用強度 呼吸作用強度。最有利于有機物積累的葉面積指數(shù)區(qū)段 為 之間。生產(chǎn)實踐運用，根據(jù)上述原理可通過 技術(shù)實現(xiàn)最佳配置。

20、（光合作用）反應(yīng)強度 （呼吸作用）K葉面積指數(shù)0 2 4 6 8 10 12=6-8合理密植A呼吸作用2、同一植物的不同生長發(fā)育時期及同一植物不同葉片，光能利用率葉齡與光合作用強度的關(guān)系如圖所示： ABCO光合速率葉齡作物后期管理要適當(dāng)摘除老葉、殘葉及莖葉蔬菜及時換新葉，都是根據(jù)其原理，可降低其細胞呼吸消耗有機物。 生產(chǎn)實踐運用：葉齡與光合作用強度的關(guān)系如圖所示： ABCO光合速率葉齡（2）提高農(nóng)作物光合作用強度的措施1、適當(dāng)提高光照強度、延長光照時間3、適當(dāng)提高CO2濃度4、適當(dāng)提高溫度5、適當(dāng)增加植物體內(nèi)的含水量6、適當(dāng)增加礦質(zhì)元素的含量2、合理密植（2）提高農(nóng)作物光合作用強度的措施1、適

21、當(dāng)提高光照強度、延長影響光合作用的外界條件表觀光合作用強度實際光合作用的強度該葉片中細胞呼吸的強度=-(糖類質(zhì)量)影響光合作用的外界條件表觀光合作用強度實際光合作用的強度該葉1、光照強度，其他條件不變（溫度，CO2濃度）光照強度ACO2吸收量BCO2釋放量陰生植物光補償點光飽和點OA點，只進行有氧呼吸B點，光合強度=呼吸強度C點，光合強度最大C1、光照強度，其他條件不變（溫度，CO2濃度）光照強度ACO2、CO2濃度（其他條件不變）CO2濃度為A，光合強度=呼吸強度CO2濃度為B，光合強度最大CO2濃度A光合速率B理論上分析：若想使植物通過光合作用積累有機物增加：A向左移動，B向右移動O2、C

22、O2濃度（其他條件不變）CO2濃度為A，光合強度=呼吸1.為生物生存提供了物質(zhì)來源和能量來源； 2.維持了大氣中O2和CO2的相對穩(wěn)定；3.對生物的進化有直接意義。 (1)使還原性大氣氧化性大氣 (2)使有氧呼吸生物得以發(fā)生和發(fā)展 (3)形成臭氧層，過濾紫外線，使水生生物登 陸成為可能 光合作用的意義1.為生物生存提供了物質(zhì)來源和能量來源； 自養(yǎng)生物：能夠直接把從外界環(huán)境攝取的無機物轉(zhuǎn)變成為自身的組成物質(zhì)，并儲存了能量的一類生物 五、化能合成作用異養(yǎng)生物：不能直接利用無機物制成有機物，只能把從外界攝取的現(xiàn)成的有機物轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì)，并儲存了能量的一類生物 自養(yǎng)生物：能夠直接把從外界環(huán)境攝取

23、的無機物轉(zhuǎn)變成為自身的組成化能合成作用能夠利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物的合成作用 例如：硝化細菌、硫細菌、鐵細菌等少數(shù)種類的細菌2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量硝化細菌2HNO2+O2 2HNO3+能量硝化細菌6CO2+6H2O 2C6H12O6+ 6O2能量化能合成作用能夠利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的1、如圖表示光合作用過程，據(jù)圖回答：課堂練習(xí)（1）圖中A為 ，B為 ，C為 ，D為 ，E為 ，F(xiàn)為 ，G為 。 （CH2O） 光能葉綠體中的色素HCO2C3C51、如圖表示光合作用過程，據(jù)圖回答：課堂練習(xí)（1）圖中A為 （2）B存在于 上，其吸收的光能，一方面將水裂解為_，另一方面用于合成 。葉綠體類囊體薄膜 O2和H ATP（2）B存在于 上，（3）D與F結(jié)合形成E，這個過程叫做 。E接受光反應(yīng)產(chǎn)生的_提供的能量，并被 還原，形成G和F的過程叫做 。 CO2的固定HATP C3的還原（3）D與F結(jié)合形成E，這個過程叫做 （4）如果突然停止光照，則E含量_、F含量_。如果光照不變，D的含量突然降至極低水平，則E含量_、F含量