關(guān)于能量之源-光與光合作用第1頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）捕獲光能的色素實(shí)驗(yàn)：葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)原理（略）一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)材料用具（略）方法步驟：1.提取綠葉中的色素2.制備濾紙條3.畫濾液細(xì)線4.分離綠葉中的色素（紙層析法）5.觀察和記錄第2頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月1、對(duì)實(shí)驗(yàn)材料的選擇有何要求？提示：選擇鮮嫩、顏色濃綠的新鮮葉片，以保證含有較多的色素。2、研磨時(shí)有何要求？提示：迅速、充分，避免無水乙醇揮發(fā)且加入各物質(zhì)的量要成比例。3、為什么要在濾紙條一端剪去兩角？提示：防止層析液在濾紙條的邊緣擴(kuò)散過快而形成弧形色素帶。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)第3頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月4、在色素分離時(shí)，為什么不讓層析液觸及濾液細(xì)線？提示：避免將濾液細(xì)線中的色素分子溶解到層析液中。5、畫濾液細(xì)線時(shí)有何要求？提示：用力要均勻，快慢要適中。濾液細(xì)線要細(xì)、直、齊，且干燥后重復(fù)畫一兩次，使濾液細(xì)線既有較多的色素，又使各色素?cái)U(kuò)散的起點(diǎn)相同。6、試分析分離色素時(shí)色素帶顏色過淺的原因。提示：(1)葉片顏色太淺；(2)葉片放置時(shí)間太久；(3)研磨不充分；(4)未加CaCO3粉末；(5)加入提取液（無水乙醇）的量太多。第4頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月（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）類胡蘿卜素葉綠素綠葉中的色素一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（一）捕獲光能的色素第5頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月

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羅卜素，而使類胡羅卜素的顏色被掩蓋，只顯示出葉綠素的綠色

由于葉綠素比類胡羅卜素易受到低溫的破壞，秋季低溫使葉綠素大量破壞，而使類胡羅卜素的顏色顯示出來第6頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)從色素帶的寬度可推知色素含量的多少，從色素帶的位置可推知色素在層析液中溶解度大小。(2)在濾紙條上，相鄰兩條色素帶間距離最寬的是胡蘿卜素和葉黃素；相鄰兩條色素帶間距離最窄的是葉綠素a和葉綠素b,兩色素帶間距離最大的是胡蘿卜素和葉綠素b。第7頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月葉綠體中的色素提取液三棱鏡自然光第8頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月葉綠體中色素的吸收光譜

實(shí)驗(yàn)表明：葉綠素在藍(lán)紫光(430-450nm)和紅光(640-660nm)部分都有很高的吸收峰，葉綠體中的類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光(430-450nm)。040050060070050100葉綠素b葉綠素a類胡蘿卜素吸收光能的百分比波長/nm第9頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月葉片為什么往往是綠色的呢？思考因?yàn)槿~綠素對(duì)綠光吸收最少，綠光被反射出來，所以葉片呈綠色。

這些捕獲光能的色素存在于葉綠體的什么部位呢？第10頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）捕獲光能的結(jié)構(gòu)——葉綠體色素1、形態(tài)：扁平的橢圓形或球形2、結(jié)構(gòu):外膜、內(nèi)膜、基粒、基質(zhì)葉綠體酶類囊體四種色素都分布在類囊體的薄膜上（三）葉綠體的功能——進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所第11頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)能量之源-光與光合作用一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)二、光合作用的原理和應(yīng)用（一）光合作用的探究歷程第12頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）光合作用的探究歷程實(shí)驗(yàn)1、1771年（英）普利斯特利實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)2、1779年（荷蘭）英格豪斯實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)3、1845年（德）梅耶實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4、1864年（德）薩克斯實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)5、1880年（美）恩格爾曼實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)6、1939年（美）魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)7、20世紀(jì)40年代（美）卡爾文實(shí)驗(yàn)第13頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月一段時(shí)間后一段時(shí)間后

1771年普里斯特利的實(shí)驗(yàn)第14頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)論：植物可以更新因蠟燭燃燒或小鼠呼吸而變得污濁的空氣。1771年普里斯特利的實(shí)驗(yàn)第15頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月1779年，荷蘭科學(xué)家英格豪斯的實(shí)驗(yàn)結(jié)論1：普利斯特利的實(shí)驗(yàn)只有在陽光照射下才能成功。結(jié)論2：植物體只有綠葉才能更新污濁的空氣。第16頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月1845年，德國科學(xué)家梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律明確指出：植物在進(jìn)行光合作用時(shí)，把光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲(chǔ)存了起來。思考光能轉(zhuǎn)換成的化學(xué)能，貯存在什么物質(zhì)中呢？第17頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月1864年,德國植物學(xué)家薩克斯的實(shí)驗(yàn)無變化48小時(shí)暗處理酒精脫色碘蒸汽處理深藍(lán)色一段時(shí)間后光照第18頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月1.光合作用的產(chǎn)物除了氧氣之外還有淀粉2.光合作用過程中需要光結(jié)論：第19頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月1880年恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)第20頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月通過上述實(shí)驗(yàn)小結(jié)光合作用的反應(yīng)式

上述反應(yīng)式中CO2和H2O中都有氧原子，那么O2中的氧原子到底是來自于H2O還是來自于CO2呢？還是二者兼有呢？思考CO2+H2O光能葉綠體(CH2O)+

O2（糖類等有機(jī)物）第21頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月1939年魯賓和卡門的同位素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)

（O2）（18O2）C18O2

CO2H2OH218O光照下的小球藻懸液結(jié)論:光合作用過程中釋放的O2全部來自于H2OAB實(shí)驗(yàn)結(jié)果：A氣體無放射性，B氣體有放射性。

思考光合作用的另一原料CO2又將參與哪些化學(xué)反應(yīng)呢？第22頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月20世紀(jì)40年代美國科學(xué)家卡爾文的實(shí)驗(yàn)光能(CH2O)+O214CO2+H2O14葉綠體結(jié)論：有機(jī)物中的碳來自原料中的CO2

（卡爾文循環(huán)）第23頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月年代科學(xué)家結(jié)論1771普利斯特利植物可以更新空氣1779英格豪斯只有在光照下綠葉才可以更新空氣1845梅耶植物在光合作用時(shí)把光能轉(zhuǎn)變成了化學(xué)能儲(chǔ)存了起來1864薩克斯綠色葉片光合作用產(chǎn)生淀粉1880恩格爾曼氧氣由葉綠體釋放出來，葉綠體是光合作用的場(chǎng)所1939魯賓卡門光合作用釋放的氧氣全部來自于水20世紀(jì)40年代卡爾文光合產(chǎn)物有機(jī)物中的碳來自CO2光合作用探索歷程小結(jié)：第24頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）光合作用的概念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(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程。（二）光合作用總反應(yīng)式：CO2+H2O光能葉綠體(CH2O)+

O2注：（CH2O）代表糖類等有機(jī)物第25頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2C3O2[H]ATP基粒類囊體薄膜上的色素分子水的光解CO2C5固定光反應(yīng)（CH2O）糖類等有機(jī)物（四）光合作用的具體過程酶ADP+PiH2O暗反應(yīng)多種酶參加催化還供氫供能原第26頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月場(chǎng)所：基粒類囊體薄膜上物質(zhì)變化水的光解：ATP的合成：2H2O4[H]+O2光、酶葉綠體ADP＋PiATP光、酶葉綠體光能條件：光、色素和酶能量轉(zhuǎn)換：ATP中活躍的化學(xué)能產(chǎn)物：[H]、O2、ATP光反應(yīng)階段第27頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月條件：不需光、需[H]、CO2、ATP及多種酶場(chǎng)所：葉綠體基質(zhì)中物質(zhì)變化酶CO2的固定：CO2＋C52C3C3的還原：C3+[H](CH2O)+C5酶ATPADP+Pi能量轉(zhuǎn)換：ATP中活躍的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能產(chǎn)物：（CH2O）、ADP、Pi暗反應(yīng)階段第28頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月比較項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)原料條件場(chǎng)所物質(zhì)變化產(chǎn)物能量變化二者聯(lián)系光、色素、酶不需光、需多種酶基粒類囊體薄膜上基質(zhì)中1、水的光解2、ATP的合成1、CO2的固定2、C3的還原O2

、[H]、ATP（CH2O）、ADP、Pi光能ATP中活躍化學(xué)能穩(wěn)定化學(xué)能光反應(yīng)暗反應(yīng)（五）光反應(yīng)和暗反應(yīng)的比較[H]、ATPADP、PiH2O、ADP、PiCO2、[H]、ATP第29頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月（六）光合作用的實(shí)質(zhì)物質(zhì)方面：簡單的無機(jī)物復(fù)雜的有機(jī)物能量方面：光能ATP中活躍的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能第30頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月光合作用有氧呼吸代謝類型合成作用(或同化作用)分解作用(或異化作用)物質(zhì)變化無機(jī)物有機(jī)物有機(jī)物無機(jī)物能量變化光能―→化學(xué)能(儲(chǔ)能)化學(xué)能―→ATP、熱能(放能)實(shí)質(zhì)合成有機(jī)物，儲(chǔ)存能量分解有機(jī)物、釋放能量，供細(xì)胞利用場(chǎng)所葉綠體活細(xì)胞(主要在線粒體)條件只在光下進(jìn)行有光、無光都能進(jìn)行合成分解1.區(qū)別項(xiàng)（七）光合作用與有氧呼吸的比較第31頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2、二者聯(lián)系CO2+H2O光能葉綠體(CH2O)+

O2C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+38ATP

酶線粒體第32頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月3、光合作用與有氧呼吸的計(jì)算(1)光合作用速率表示方法：通常以一定時(shí)間內(nèi)CO2等原料的消耗或O2、(CH2O)等產(chǎn)物的生成數(shù)量來表示。但由于測(cè)量時(shí)的實(shí)際情況，光合作用速率又分為表觀（凈）光合速率和真正（總）光合速率。第33頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)在有光條件下，植物同時(shí)進(jìn)行光合作用和細(xì)胞呼吸，實(shí)驗(yàn)容器中O2增加量、CO2減少量或有機(jī)物的增加量，稱為表觀（凈）光合速率，而植物真正（總）光合速率＝表現(xiàn)（凈）光合速率＋呼吸速率。第34頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)呼吸速率：將植物置于黑暗中，實(shí)驗(yàn)容器中CO2增加量、O2減少量或有機(jī)物減少量，即表示呼吸速率。(4)一晝夜有機(jī)物的積累量(用CO2量表示)可用下式表示：積累量＝白天從外界吸收的CO2量－晚上呼吸釋放的CO2量。第35頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月→光反應(yīng)光照強(qiáng)度→[H](NADPH)、ATP→暗反應(yīng)（C3還原）→(CH20)（八）光合作用的單因子影響因素及應(yīng)用①光照強(qiáng)度1、光對(duì)光合作用的影響光合速率0光強(qiáng)光強(qiáng)CO2吸收CO2釋放A0BCC第36頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月A點(diǎn)：AB段：B點(diǎn)：BC段：C點(diǎn)：光照強(qiáng)度為0時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，釋放C02量代表此時(shí)的呼吸強(qiáng)度

隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光合作用逐漸增強(qiáng)，C02的釋放量逐漸減少,因一部分用于光合作用

光補(bǔ)償點(diǎn),此時(shí)細(xì)胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用速率=細(xì)胞呼吸速率

隨光照強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，光合作用不斷增強(qiáng)

光飽和點(diǎn)(C點(diǎn)對(duì)應(yīng)橫坐標(biāo)),光照強(qiáng)度達(dá)到一定值時(shí)，光合作用不再增強(qiáng)

①光照強(qiáng)度光補(bǔ)償點(diǎn)光飽和點(diǎn)第37頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月?lián)庹諒?qiáng)度可制定農(nóng)作物增產(chǎn)措施(1)間作、套作(2)夏天正午農(nóng)作物遮陽(5)種植時(shí)：★合理密植(4)藍(lán)色塑料薄膜培育壯秧：在藍(lán)紫光照射下，光合產(chǎn)物中蛋白質(zhì)和脂肪含量較多；在紅光照射下，則是糖類含量較多。因此在培育水稻秧苗時(shí)，選擇藍(lán)色的塑料薄膜有利于培育壯秧。(3)溫室大棚使用無色透明玻璃應(yīng)用：第38頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月過度密植減產(chǎn)的原因從生理學(xué)角度看：過度密植使得植物下半部的葉片受到的光照強(qiáng)度過弱（小于光補(bǔ)償點(diǎn)），使這部分葉片光合作用強(qiáng)度小于呼吸作用強(qiáng)度造成大量消耗有機(jī)物導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)。第39頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月②光的性質(zhì)不同光質(zhì)的光合速率大?。喊坠?gt;紅光、藍(lán)紫光>…

…>綠光例如：水域植物（藻類—水深）的垂直分布：綠藻（表層）紅藻（底層）褐藻（中層）第40頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月③光照面積OA段：A點(diǎn)：OB段：BC段：OC段：…隨葉面積的不斷增大，總光合產(chǎn)量不斷增大光合作用面積的飽和點(diǎn)隨葉面積的增大，光合作用不再增強(qiáng)，原因是有很多葉被遮擋，它們的光照強(qiáng)度在光補(bǔ)償點(diǎn)以下干物質(zhì)量(即凈光合產(chǎn)量)隨光合作用增強(qiáng)而增加隨葉面積的不斷增加，干物質(zhì)量不斷降低隨葉面積的不斷增加，呼吸量不斷增加總光合產(chǎn)量第41頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月應(yīng)用：適當(dāng)間苗、修剪，合理施肥、澆水，避免徒長。封行過早，會(huì)使中下層葉片所受的光照往往在光補(bǔ)償點(diǎn)以下，這樣白白消耗有機(jī)物，造成不必要的浪費(fèi)。③光照面積第42頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月→C3的生成CO2濃度→暗反應(yīng)C3還原→(CH20）光合速率0CO2濃度AB2、CO2濃度A點(diǎn)：AB段：B點(diǎn)：進(jìn)行光合作用所需的最低CO2濃度在一定范圍內(nèi)，隨C02濃度的提高，植物的光合速率加快表示光合作用強(qiáng)度達(dá)最大值。CO2超過該濃度，光合速率達(dá)到最大不再提高。此時(shí)B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)稱為C02的飽和點(diǎn)第43頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月0CO2濃度ABCO2吸收CO2釋放CO2補(bǔ)償點(diǎn)CO2飽和點(diǎn)2、CO2濃度CO2補(bǔ)償點(diǎn)（A點(diǎn)）：當(dāng)光合作用吸收的CO2

量等于細(xì)胞呼吸釋放的CO2量時(shí)，

外界環(huán)境中的CO2濃度稱為CO2補(bǔ)

償點(diǎn)第44頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月應(yīng)用：農(nóng)作物增產(chǎn)措施（2）溫室栽培，晴天

適當(dāng)增加CO2濃度①施有機(jī)肥（農(nóng)家肥）②施用NH4HCO3肥料（1）合理密植使農(nóng)田

通風(fēng)良好光合速率0CO2濃度AB③CO2發(fā)生器第45頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月3、H2OH2O→暗反應(yīng)C3還原→(CH20)→[H](NADPH)的生成

含水量1、光合作用的原料；2、植物體內(nèi)各種生化反應(yīng)的介質(zhì)；3、影響氣孔的開閉。應(yīng)用：根據(jù)作物需水規(guī)律合理灌溉，

預(yù)防干旱洪澇。OA段：在一定范圍內(nèi)，水越充足，光合作用速率越快第46頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月4、必需元素供應(yīng)對(duì)光合速率的影響在一定濃度范圍內(nèi)，增大必需元素的供應(yīng)，可提高光合作用速率，但當(dāng)超過一定濃度后，會(huì)因土壤溶液濃度過高而導(dǎo)致植物滲透失水而萎蔫。應(yīng)用：根據(jù)作物的需肥規(guī)律，適時(shí)、適量地

增施肥料，可提高農(nóng)作物產(chǎn)量。第47頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月5、溫度→酶活性1、溫度→[H](NADPH)、ATP生成暗反應(yīng)(CH20)生成量→光反應(yīng)2、溫度也是影響氣孔開閉的因素之一第48頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月應(yīng)用：農(nóng)作物增產(chǎn)措施⑴晴天：白天適當(dāng)升溫，晚上適當(dāng)降溫以保持較高的晝夜溫差⑵連續(xù)陰雨天：白天和晚上均降溫1、適時(shí)播種；2、溫室栽培：第49頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月（九）多因子對(duì)光合作用速率的影響P點(diǎn)之前：Q點(diǎn)：限制光合速率的因素為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨該因子的不斷加強(qiáng)，光合速率不斷提高橫坐標(biāo)所表示的因素，不再是影響光合速率的因子，若要提高光合速率，可采取適當(dāng)提高圖示中的其他因子的方法第50頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月應(yīng)用：溫室栽培時(shí)，在一定光照強(qiáng)度下，白天適當(dāng)提高溫度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同時(shí)適當(dāng)充加C02，進(jìn)一步提高光合速率。當(dāng)溫度適宜時(shí)，可適當(dāng)增加光照強(qiáng)度和C02濃度以提高光合速率。總之，可根據(jù)具體情況，通過增加光照強(qiáng)度，調(diào)節(jié)溫度或增加CO2濃度來充分提高光合速率，以達(dá)到增產(chǎn)的目的（九）多因子對(duì)光合作用速率的影響第51頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月1、分析正常光照下的綠色植物突然停止光照后（其他條件不變），其體內(nèi)的C5和C3的含量如何變化？2、分析正常光照下的綠色植物突然停止CO2的供應(yīng)后（其他條件不變），其體內(nèi)的C5和C3的含量如何變化？停止光照光反應(yīng)停止[H]↓

ATP↓C3還原受阻C3

↑C5↓停止CO2CO2固定停止C3↓C5↑隨堂演練第52頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月項(xiàng)目條件C3C5[H]和ATP(CH2O)合成量光照不變CO2供應(yīng)增加增加減少減少增加光照不變CO2供應(yīng)不變，(CH2O)運(yùn)輸受阻增加減少增加減少突然光照CO2供應(yīng)不變減少增加增加增加3、其他情況分析第53頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2