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人教版高中生物必修一 5.4《光合作用与能量转化》（课件）
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第4节 光合作用与能量转化第五章 细胞的能量供应和利用人教版高中生物必修一1.植物工厂中利用的人工光源主要是红色、蓝紫色和白色的光源，为什么？2.白色的玉米苗待玉米粒中的营养物质消耗完就会死亡，为什么？3.植物叶片中的色素有什么功能？叶片中含有哪些色素，如何研究这些色素？问题探讨（一） 捕获光能的色素1. 探究·实践 绿叶中色素的提取和分离（P98~P99）方法：纸层析法（1）提取绿叶中的色素二氧化硅→有助于研磨充分碳酸钙 → 防止色素被破坏无水乙醇→提取色素1. 探究·实践 绿叶中色素的提取和分离使色素从细胞内充分释放出来不能用纱布或滤纸，因为它们易吸附色素单层尼龙布1. 探究·实践 绿叶中色素的提取和分离（P98~P99）（2）分离绿叶中的色素使滤液细线含有较多色素层析液易挥发且有毒制备滤纸条画滤液细线分离色素将干燥滤纸条减去两角，以减少边缘效应，使扩散均匀；用毛细吸管吸取滤液画出一条细、齐、直细线，干燥后重复一到两次；滤液细线不能触及层析液，防止色素溶解在层析液中，得不到色素带；1. 探究·实践 绿叶中色素的提取和分离（P98~P99）（2）分离绿叶中的色素滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？1. 探究·实践 绿叶中色素的提取和分离（P98~P99）（2）分离绿叶中的色素1. 探究·实践 绿叶中色素的提取和分离（P98~P99）（2）分离绿叶中的色素实验结果：出现四个同心圆色素带，从外往里依次为:胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b；【问题1】某同学在提取色素时，收集到的滤液绿色过浅，试帮他分析一下可能的原因有哪些？【问题2】秋天大多数叶片会变黄，韭黄种植在黑暗条件下，试分析哪些因素会影响叶绿素的合成？(1)未加二氧化硅，研磨不充分；(2)未加碳酸钙，色素分子被破坏；(3)一次加入大量的无水乙醇；(4)菠菜叶不新鲜，叶绿素太少；光照温度Mg等矿质元素2. 绿叶中色素的种类绿叶的色素叶绿素（含量约占3/4）类胡萝卜素（含量约占1/4） 叶绿素a（蓝绿色） 叶绿素b（黄绿色） 胡萝卜素（橙黄色） 叶黄素（黄色）这4种色素对光的吸收有什么差别呢？3. 光合色素的吸收光谱色素提取液四种色素的吸收光谱【思考】植物工厂中利用的人工光源主要是红色、蓝紫色和白色的光源，为什么不用绿光？绿光基本不吸收【结论】叶绿素主要吸收红光和蓝紫光；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光;【思考】绿叶中的色素主要分布于哪里呢？(1)结构①_______②_____③______：由_________堆叠而成(2)功能：进行____________的场所。双层膜基质基粒类囊体光合作用(3)物质基础:在叶绿体内部的类囊体薄膜上，分布着许多吸收光能的_________。在_____________上和______________中，还有许多进行光合作用所的酶。色素分子类囊体膜叶绿体基质 叶绿体的结构和功能外膜内膜类囊体基粒基质叶绿体除吸收光能外，还有什么功能呢？2. 叶绿体的功能及实验验证黑暗中，用极细光束照射水绵完全暴露在光下需氧细菌只集中分布在叶绿体被光束照射到的部位需氧细菌分布在叶绿体所有受光的部位①实验过程及现象②实验结论叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所，吸收光能，释放氧气。（1） 恩格尔曼的第一个实验（2） 恩格尔曼的第二个实验①实验过程用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，观察需氧细菌的分布。②实验现象：大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。③实验结论：叶绿体主要吸收红光和蓝紫光，用于光合作用，放出氧气。①实验材料选的妙：实验材料选择水绵和需氧细菌。水绵的叶绿体呈螺旋带状分布，便于观察；用需氧细菌可确定释放氧气多的部位②排除干扰的方法妙：没有空气的黑暗环境，排除了氧气和光的干扰③实验对照设计的妙：用极细的光束点状投射，叶绿体上可分为获得光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验④临时装片设计的妙：进行局部光照和曝光实验，进一步验证了实验结果完全是由光照引起的。 叶绿体是进行光合作用的场所，并且能够吸收特定波长的光。 恩格尔曼的实验直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。结合其他的实验证据，科学家们得出叶绿体是进行光合作用的场所这一结论。在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子，在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。这是叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础。1、下列关于叶绿体中色素的提取和分离实验原理的叙述，正确的是（ ）A.加入少许二氧化硅可防止在研磨时叶绿体中的色素受到破坏B.用无水乙醇将叶绿体中的色素进行分离C.滤纸条上的最上面色素带呈黄绿色D.溶解度越高的色素随层析液在滤纸上扩散越快D2.如图表示绿叶中色素的提取和分离实验的部分材料和用具，下列叙述错误的是( )。 A．图①加入研钵内的物质有无水乙醇、SiO2、CaCO3B．将浆糊状研磨液倒入②中，漏斗基部应放一块单层尼龙布C．③画滤液细线的要求是细、齐、直D．④层析结果色素带最宽的是叶绿素b，扩散最快的是叶黄素D3.下列关于高等植物细胞内色素的叙述，错误的是 （ ） A．所有植物细胞中都含有 4 种色素B．有些植物细胞的液泡中也含有色素C．叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收光能D．植物细胞内的光合色素主要包括叶绿素和类胡萝卜素两大类A（一） 光合作用的原理（1）概念：指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。（2）反应式：（3）实质：合成有机物，储存能量1. 光合作用（一） 光合作用的原理2. 探索光合作用原理的部分实验（思考·讨论 P102）（1）19世纪末 甲醛 → 糖①甲醛对植物有毒②甲醛不能通过光合作用转化成糖 （2）1928年 缩合（一） 光合作用的原理2. 探索光合作用原理的部分实验（思考·讨论 P102）（3）1937年，希尔 结论：水的光解产生氧气。离体叶绿体在适当条件下发生水光解、产生氧气的化学反应称为希尔反应O2全部来自于H2O吗？（一） 光合作用的原理2. 探索光合作用原理的部分实验（思考·讨论 P102）（4）1941年，鲁宾和卡门 结论：光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于水，而并不来源于CO2。同位素标记法同种植物（讨论 P103-3）（一） 光合作用的原理2. 探索光合作用原理的部分实验（思考·讨论 P102）（5）1954年，阿尔农 1954年，美国阿尔农等用离体的叶绿体做实验：在给叶绿体照光时发现，当向反应体系中供给ADP、Pi等物质时，体系中就会有ATP出现。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。 结论：在光照时，叶绿体中生成了ATP。（一） 光合作用的原理3. 光合作用的过程根据是否需要光能，这些化学反应可以概括地分为光反应和暗反应（现在也称为碳反应）两个阶段。阅读课文P103—104思考关于光反应阶段和暗反应阶段的：所需条件进行场所物质变化能量转换（一） 光合作用的原理3. 光合作用的过程（1）光反应阶段 光合作用第一个阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫作光反应阶段。光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。（一） 光合作用的原理3. 光合作用的过程（1）光反应阶段 酶ADP＋Pi ATPNADP++氧化型辅酶Ⅱ还原型辅酶Ⅱ色素NADPH光、色素、酶叶绿体的类囊体薄膜上水的光解：2H2O光色素ATP的合成：ADP＋Pi ＋能量酶光能 NADPH的合成： 酶ATP、NADPH中活跃的化学能ATPO2 + 4H++4e-NADP+ +H+ + 2e- NADPH（一） 光合作用的原理3. 光合作用的过程（2）暗反应阶段 光合作用第二个阶段中的化学反应，有没有光都能进行，这个阶段叫作暗反应阶段。暗反应阶段的化学反应是在叶绿体的基质中进行的。CO2是如何转变成糖类的呢？（一） 光合作用的原理3. 光合作用的过程卡尔文循环20世纪40年代，卡尔文用14C标记的CO2供小球藻实验，追踪检测其放 射性。探明CO2中的C的转移途径。（1）向反应体系中充入一定量的14CO2,光照30秒后检测产物，检测到了多种带14C标记的化合物。 （2）光照时间为几分之一秒时发现，90%的放射性出现在一种三碳化合物（C3）中 。（3）在5秒钟光照后，卡尔文等检测到含有放射性的五碳化合物（C5）和六碳糖(C6)。 C514CO214C3（14CH2O）CO2转化成有机物过程中，C的转移途径是：同位素标记法（一） 光合作用的原理3. 光合作用的过程（2）暗反应阶段 ADP+PiATPNADP+能量C52C3多种酶(CH2O)糖类CO2固定还原NADPH能量CO2的固定：CO2＋C5 酶C3的还原：ATPADP+Pi叶绿体的基质中糖类等有机物中稳定的化学能2C3 酶NADPH 、ATP、酶NADP+NADPH(CH2O)+C5ATP、NADPH中活跃的化学能2C3相关信息 C3是指三碳化合物——3-磷酸甘油酸，C5是指五碳化合物——核酮糖-1,5-二磷酸（RuBP）（一） 光合作用的原理3. 光合作用的过程叶绿体中的色素⑧⑨⑤⑥①②多种酶酶⑩⑦吸收光解固定还原？？③④尝试画出光合作用过程图解光能H+（一） 光合作用的原理3. 光合作用的过程叶绿体中的色素⑧⑨⑤⑥①②多种酶酶⑩⑦吸收光解固定还原？？③④尝试画出光合作用过程图解光能H+H2OO2NADP+NADPHADP+PiATP光反应CO2C52C3(CH2O)暗反应（一） 光合作用的原理问题1、总结光合作用过程中的能量的转移途径？光能 ATP和NADPH中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能问题2、分析光反应和暗反应之间的联系？光反应为暗反应提供ATP、NADPH,暗反应为光反应ADP、NADP+；二者相互依存，相互制约；没有光反应，暗反应不能进行；没有暗反应，光反应也不能长时间进行。（一） 光合作用的原理问题3、分析ATP、NADPH、ADP、NADP+等物质在叶绿体中移动的方向？问题4、叶肉细胞产生ATP的场所有哪些？光合作用和细胞呼吸 产生的ATP在用途上有什么不同？细胞质基质、线粒体、叶绿体；光合作用产生的ATP只用于暗反应C3 的还原，细胞呼吸产生的ATP用于其他各项生命活动；（一） 光合作用的原理问题5、请分析H2O中H元素、CO2中C元素的转移途径？问题6、CO2浓度不变，突然降低光照强度，分析C3、C5、ATP和NADPH、有机物含量的变化？问题7、光照强度不变，突然降低CO2浓度，分析C3、C5、ATP和NADPH、有机物含量的变化？条件骤变时C3、C5、NADPH、ATP以及(CH2O)含量的动态变化?增加减少减少减少来源去向降低光照/停止光照： C3 升，其他因素统统降条件骤变时C3、C5、NADPH、ATP以及(CH2O)含量的动态变化?来源去向减少增加减少增加降低CO2浓度/停止CO2 ：C3 降↓ ，其他因素统统升思考·讨论（P104）光反应和暗反应的区别与联系光、色素、酶等叶绿体类囊体薄膜H2O光解为O2和H＋；NADPH和ATP的合成光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能ATP、NADPH、CO2、多种酶等叶绿体基质CO2的固定；C3的还原，ATP和NADPH的分解ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能物质联系：光反应生成的ATP和NADPH供暗反应的C3的还原，暗反应为光反应提供了ADP、Pi和NADP+。能量联系：光反应为暗反应提供了活跃的化学能，暗反应将活跃的化学能再转化为有机物中稳定的化学能。光合作用是在 的催化下进行的，温度直接影响 B点表示： 酶的活性酶此温度条件下，光合速率最高1、温度应用： 光合作用原理的应用影响光合作用的环境因素温室栽培中，白天适当升高温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室内的温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。2.CO2浓度对光合作用强度的影响 ①在一定范围内,植物光合速率随CO2浓度的增大而 ;但达到一定浓度时,再增加CO2浓度,光合速率也 。②图1中C点：只进行细胞呼吸 A点(CO2补偿点)：光合作用强度等于细胞呼吸强度 B点(CO2饱和点)：光合作用强度达到最大值图2中的A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度； B′也是 CO2饱和点增加不再增加C 探究光照强弱对光合作用强度的影响(1)实验原理：抽去小圆形叶片中的气体后，叶片在水中 ，光照下叶片进行光合作用产生氧气，充满细胞间隙，叶片又会 。光合作用越强，单位时间内小圆形叶片 的数量越多。 下沉上浮上浮(2)实验步骤：见教材104-105页3、光照强度不同光照强度对光合作用的影响(3)实验现象与结果分析：光照越强，烧杯内小圆形叶片浮起的数量 ，说明在一定范围内，随着光照强度的不断增强，光合作用强度 。越多不断增强 3,光照强度①A点光照强度为0，此时只进行___________，释放的CO2量可表示此时___________的强度(大小:用OA段表示)。 ②B点：细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度______呼吸作用强度(光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长),B点所示光照强度称为光补偿点。C点对应的光照强度称为光饱和点B点光补偿点呼吸作用呼吸作用等于③AB段：随光照强度增强,光合作用强度也逐渐增强,CO2释放量逐渐减少,这是因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用,此时细胞呼吸强度______光合作用强度④BC段：表明随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强,此时细胞呼吸强度______光合作用强度大于小于2、联系光合作用产生的葡萄糖和氧气可作为呼吸作用的原料；呼吸作用产生的CO2和H2O可作为光合作用的原料。O2CO2A：__________B：__________D：__________O2CO2O2CO2O2CO2O2CO2【建立模型】根据CO2和O2的情况探究呼吸与光合的大小关系呼吸＞光合光合=呼吸只进行呼吸C：__________O2CO2O2CO2光合＞呼吸有呼吸无光合A光合小于呼吸AB光合等于呼吸B光合大于呼吸BC3、关于光合作用与呼吸作用的关系光合作用与呼吸作用的关系真光合速率：是指植物在光下实际把CO2转化成有机物的量，即在单位时间、叶面积从外界吸收和自身呼吸释放CO2的量。又叫总光合速率表观光合速率：不算呼吸作用放出的CO2量，只算从外界吸收的CO2量，即是在光下测定的CO2的吸收量。也叫净光合速率真正光合速率=表观光合速率＋呼吸速率 或：总光合速率=净光合速率＋呼吸速率如CO2固定量、O2产生量、有机物的产生量/制造量如CO2吸收量、O2释放量、有机物积累量光合作用实际产O2量光合作用实际CO2消耗量 光合作用C6H12O6净生产量 4、关于光合作用与细胞呼吸的计算＝实测O2释放量＋呼吸作用耗O2量＝实测CO2消耗量＋呼吸作用CO2释放量＝光合作用实际C6H12O6生产量－呼吸作用C6H12O6消耗量AB段：____________________BC段：___________________________________________CDE段：__________________________________________C点：____________________________________________D点：____________________________________________E点：____________________________________________EF段：___________________________________________FG段：___________________________________________只进行呼吸作用呼吸作用强度大于光合作用强度呼吸作用强度小于光合作用强度呼吸作用强度等于光合作用强度呼吸作用强度大于光合作用强度只进行呼吸作用CO2吸收量最多，此时光合作用强度最大分析下列各段的含义：呼吸作用强度等于光合作用强度,此时有机物积累量最多CAB：光照增加，光合强度增加C：光照最强 叶片蒸腾作用最强 叶片大量失水 叶表面大量气孔关闭 CO2进入受阻 叶片中的CO2减少 光合强度减弱DE：光照减少，光合强度减弱植物的午睡现象光照强度光照强度P点时，限制光合速率的因素应主要为 所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。横坐标Q点时， 所表示的因素不再是影响光合速率的因子，影响因素主要为各曲线所代表的因子横坐标4、多因子变量对光合速率的影响化能合成作用1．化能合成作用(1)概念：利用体外环境中的 氧化时所释放的能量来制造有机物。(2)实例：硝化细菌，能利用氧化 释放的化学能将 合成为糖类，供自身利用。某些无机物NH3CO2和H2O课堂总结概念和实质：过 程光反应暗反应光合作用影响因素及应用：H2O的光解ATP的合成NADPH的合成CO2的固定C3的还原光照、CO2浓度、温度、水分等表示方法：习题检测1、光合作用过程的正确顺序是( ) ①二氧化碳的固定 ②氧气的释放 ③叶绿素吸收光能 ④水的光解 ⑤三碳化合物被还原 A.④③②⑤① B.④②③⑤① C.③②④①⑤ D.③④②①⑤2、在暗反应中，固定二氧化碳的物质是( ) A.三碳化合物 B.五碳化合物 C.NADPH D.氧气 ＤＢ3、光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是( ) A.叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应 B.叶绿体类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应 C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应 D.叶绿体基质中进行暗反应,不进行光反应4、光合作用过程中，产生ADP和消耗ADP的部位在叶绿体中依次为( )①外膜 ②内膜 ③基质 ④类囊体膜 A．③② B．③④ C．①② D．④③DB5、离体的叶绿体在光照下进行稳定光合作用时，如果突然中断CO2气体的供应，短暂时间内叶绿体中C3化合物与C5化合物相对含量的变化是( ) A．C3化合物增多、C5化合物减少 B．C3化合物增多，C5化合物增多 C．C3化合物减少，C5化合物增多 D．C3化合物减少，C5化合物减少C(2)b点表示光合作用与呼吸作用速率 。 6、下图是在一定的CO2浓度和温度下，某阳生植物CO2的吸收量和光照强度的关系曲线，据图回答:(1)该植物的呼吸速率为每小时释放CO2 mg/dm2。5相等(3)若该植物叶面积为10dm2，在光照强度为25Klx条件下光照1小时，则植物光合作用固定CO2 mg；250 1.AD段玻璃罩内CO2浓度增加的原因是___________________； 2.DH段玻璃罩内CO2浓度下降的原因是___________________； 3.HI段玻璃罩内CO2浓度增加的原因是___________________； 4.光合速率等于呼吸速率的点是_______； 5.经过一昼夜的时间，该植物是否生长？____。判断的依据是___________________________________________________ 光合速率＜呼吸速率光合速率＜呼吸速率光合速率＞呼吸速率D、H是I和A点相比，玻璃罩内CO2浓度减少，减少的CO2转化成有机物积累在植物体内。 7、如图是密闭玻璃罩内的植物一天中光合速率的变化曲线图。
第4节 光合作用与能量转化第五章 细胞的能量供应和利用人教版高中生物必修一1.植物工厂中利用的人工光源主要是红色、蓝紫色和白色的光源，为什么？2.白色的玉米苗待玉米粒中的营养物质消耗完就会死亡，为什么？3.植物叶片中的色素有什么功能？叶片中含有哪些色素，如何研究这些色素？问题探讨（一） 捕获光能的色素1. 探究·实践 绿叶中色素的提取和分离（P98~P99）方法：纸层析法（1）提取绿叶中的色素二氧化硅→有助于研磨充分碳酸钙 → 防止色素被破坏无水乙醇→提取色素1. 探究·实践 绿叶中色素的提取和分离使色素从细胞内充分释放出来不能用纱布或滤纸，因为它们易吸附色素单层尼龙布1. 探究·实践 绿叶中色素的提取和分离（P98~P99）（2）分离绿叶中的色素使滤液细线含有较多色素层析液易挥发且有毒制备滤纸条画滤液细线分离色素将干燥滤纸条减去两角，以减少边缘效应，使扩散均匀；用毛细吸管吸取滤液画出一条细、齐、直细线，干燥后重复一到两次；滤液细线不能触及层析液，防止色素溶解在层析液中，得不到色素带；1. 探究·实践 绿叶中色素的提取和分离（P98~P99）（2）分离绿叶中的色素滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？1. 探究·实践 绿叶中色素的提取和分离（P98~P99）（2）分离绿叶中的色素1. 探究·实践 绿叶中色素的提取和分离（P98~P99）（2）分离绿叶中的色素实验结果：出现四个同心圆色素带，从外往里依次为:胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b；【问题1】某同学在提取色素时，收集到的滤液绿色过浅，试帮他分析一下可能的原因有哪些？【问题2】秋天大多数叶片会变黄，韭黄种植在黑暗条件下，试分析哪些因素会影响叶绿素的合成？(1)未加二氧化硅，研磨不充分；(2)未加碳酸钙，色素分子被破坏；(3)一次加入大量的无水乙醇；(4)菠菜叶不新鲜，叶绿素太少；光照温度Mg等矿质元素2. 绿叶中色素的种类绿叶的色素叶绿素（含量约占3/4）类胡萝卜素（含量约占1/4） 叶绿素a（蓝绿色） 叶绿素b（黄绿色） 胡萝卜素（橙黄色） 叶黄素（黄色）这4种色素对光的吸收有什么差别呢？3. 光合色素的吸收光谱色素提取液四种色素的吸收光谱【思考】植物工厂中利用的人工光源主要是红色、蓝紫色和白色的光源，为什么不用绿光？绿光基本不吸收【结论】叶绿素主要吸收红光和蓝紫光；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光;【思考】绿叶中的色素主要分布于哪里呢？(1)结构①_______②_____③______：由_________堆叠而成(2)功能：进行____________的场所。双层膜基质基粒类囊体光合作用(3)物质基础:在叶绿体内部的类囊体薄膜上，分布着许多吸收光能的_________。在_____________上和______________中，还有许多进行光合作用所的酶。色素分子类囊体膜叶绿体基质 叶绿体的结构和功能外膜内膜类囊体基粒基质叶绿体除吸收光能外，还有什么功能呢？2. 叶绿体的功能及实验验证黑暗中，用极细光束照射水绵完全暴露在光下需氧细菌只集中分布在叶绿体被光束照射到的部位需氧细菌分布在叶绿体所有受光的部位①实验过程及现象②实验结论叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所，吸收光能，释放氧气。（1） 恩格尔曼的第一个实验（2） 恩格尔曼的第二个实验①实验过程用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，观察需氧细菌的分布。②实验现象：大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。③实验结论：叶绿体主要吸收红光和蓝紫光，用于光合作用，放出氧气。①实验材料选的妙：实验材料选择水绵和需氧细菌。水绵的叶绿体呈螺旋带状分布，便于观察；用需氧细菌可确定释放氧气多的部位②排除干扰的方法妙：没有空气的黑暗环境，排除了氧气和光的干扰③实验对照设计的妙：用极细的光束点状投射，叶绿体上可分为获得光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验④临时装片设计的妙：进行局部光照和曝光实验，进一步验证了实验结果完全是由光照引起的。 叶绿体是进行光合作用的场所，并且能够吸收特定波长的光。 恩格尔曼的实验直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。结合其他的实验证据，科学家们得出叶绿体是进行光合作用的场所这一结论。在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子，在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。这是叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础。1、下列关于叶绿体中色素的提取和分离实验原理的叙述，正确的是（ ）A.加入少许二氧化硅可防止在研磨时叶绿体中的色素受到破坏B.用无水乙醇将叶绿体中的色素进行分离C.滤纸条上的最上面色素带呈黄绿色D.溶解度越高的色素随层析液在滤纸上扩散越快D2.如图表示绿叶中色素的提取和分离实验的部分材料和用具，下列叙述错误的是( )。 A．图①加入研钵内的物质有无水乙醇、SiO2、CaCO3B．将浆糊状研磨液倒入②中，漏斗基部应放一块单层尼龙布C．③画滤液细线的要求是细、齐、直D．④层析结果色素带最宽的是叶绿素b，扩散最快的是叶黄素D3.下列关于高等植物细胞内色素的叙述，错误的是 （ ） A．所有植物细胞中都含有 4 种色素B．有些植物细胞的液泡中也含有色素C．叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收光能D．植物细胞内的光合色素主要包括叶绿素和类胡萝卜素两大类A（一） 光合作用的原理（1）概念：指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。（2）反应式：（3）实质：合成有机物，储存能量1. 光合作用（一） 光合作用的原理2. 探索光合作用原理的部分实验（思考·讨论 P102）（1）19世纪末 甲醛 → 糖①甲醛对植物有毒②甲醛不能通过光合作用转化成糖 （2）1928年 缩合（一） 光合作用的原理2. 探索光合作用原理的部分实验（思考·讨论 P102）（3）1937年，希尔 结论：水的光解产生氧气。离体叶绿体在适当条件下发生水光解、产生氧气的化学反应称为希尔反应O2全部来自于H2O吗？（一） 光合作用的原理2. 探索光合作用原理的部分实验（思考·讨论 P102）（4）1941年，鲁宾和卡门 结论：光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于水，而并不来源于CO2。同位素标记法同种植物（讨论 P103-3）（一） 光合作用的原理2. 探索光合作用原理的部分实验（思考·讨论 P102）（5）1954年，阿尔农 1954年，美国阿尔农等用离体的叶绿体做实验：在给叶绿体照光时发现，当向反应体系中供给ADP、Pi等物质时，体系中就会有ATP出现。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。 结论：在光照时，叶绿体中生成了ATP。（一） 光合作用的原理3. 光合作用的过程根据是否需要光能，这些化学反应可以概括地分为光反应和暗反应（现在也称为碳反应）两个阶段。阅读课文P103—104思考关于光反应阶段和暗反应阶段的：所需条件进行场所物质变化能量转换（一） 光合作用的原理3. 光合作用的过程（1）光反应阶段 光合作用第一个阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫作光反应阶段。光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。（一） 光合作用的原理3. 光合作用的过程（1）光反应阶段 酶ADP＋Pi ATPNADP++氧化型辅酶Ⅱ还原型辅酶Ⅱ色素NADPH光、色素、酶叶绿体的类囊体薄膜上水的光解：2H2O光色素ATP的合成：ADP＋Pi ＋能量酶光能 NADPH的合成： 酶ATP、NADPH中活跃的化学能ATPO2 + 4H++4e-NADP+ +H+ + 2e- NADPH（一） 光合作用的原理3. 光合作用的过程（2）暗反应阶段 光合作用第二个阶段中的化学反应，有没有光都能进行，这个阶段叫作暗反应阶段。暗反应阶段的化学反应是在叶绿体的基质中进行的。CO2是如何转变成糖类的呢？（一） 光合作用的原理3. 光合作用的过程卡尔文循环20世纪40年代，卡尔文用14C标记的CO2供小球藻实验，追踪检测其放 射性。探明CO2中的C的转移途径。（1）向反应体系中充入一定量的14CO2,光照30秒后检测产物，检测到了多种带14C标记的化合物。 （2）光照时间为几分之一秒时发现，90%的放射性出现在一种三碳化合物（C3）中 。（3）在5秒钟光照后，卡尔文等检测到含有放射性的五碳化合物（C5）和六碳糖(C6)。 C514CO214C3（14CH2O）CO2转化成有机物过程中，C的转移途径是：同位素标记法（一） 光合作用的原理3. 光合作用的过程（2）暗反应阶段 ADP+PiATPNADP+能量C52C3多种酶(CH2O)糖类CO2固定还原NADPH能量CO2的固定：CO2＋C5 酶C3的还原：ATPADP+Pi叶绿体的基质中糖类等有机物中稳定的化学能2C3 酶NADPH 、ATP、酶NADP+NADPH(CH2O)+C5ATP、NADPH中活跃的化学能2C3相关信息 C3是指三碳化合物——3-磷酸甘油酸，C5是指五碳化合物——核酮糖-1,5-二磷酸（RuBP）（一） 光合作用的原理3. 光合作用的过程叶绿体中的色素⑧⑨⑤⑥①②多种酶酶⑩⑦吸收光解固定还原？？③④尝试画出光合作用过程图解光能H+（一） 光合作用的原理3. 光合作用的过程叶绿体中的色素⑧⑨⑤⑥①②多种酶酶⑩⑦吸收光解固定还原？？③④尝试画出光合作用过程图解光能H+H2OO2NADP+NADPHADP+PiATP光反应CO2C52C3(CH2O)暗反应（一） 光合作用的原理问题1、总结光合作用过程中的能量的转移途径？光能 ATP和NADPH中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能问题2、分析光反应和暗反应之间的联系？光反应为暗反应提供ATP、NADPH,暗反应为光反应ADP、NADP+；二者相互依存，相互制约；没有光反应，暗反应不能进行；没有暗反应，光反应也不能长时间进行。（一） 光合作用的原理问题3、分析ATP、NADPH、ADP、NADP+等物质在叶绿体中移动的方向？问题4、叶肉细胞产生ATP的场所有哪些？光合作用和细胞呼吸 产生的ATP在用途上有什么不同？细胞质基质、线粒体、叶绿体；光合作用产生的ATP只用于暗反应C3 的还原，细胞呼吸产生的ATP用于其他各项生命活动；（一） 光合作用的原理问题5、请分析H2O中H元素、CO2中C元素的转移途径？问题6、CO2浓度不变，突然降低光照强度，分析C3、C5、ATP和NADPH、有机物含量的变化？问题7、光照强度不变，突然降低CO2浓度，分析C3、C5、ATP和NADPH、有机物含量的变化？条件骤变时C3、C5、NADPH、ATP以及(CH2O)含量的动态变化?增加减少减少减少来源去向降低光照/停止光照： C3 升，其他因素统统降条件骤变时C3、C5、NADPH、ATP以及(CH2O)含量的动态变化?来源去向减少增加减少增加降低CO2浓度/停止CO2 ：C3 降↓ ，其他因素统统升思考·讨论（P104）光反应和暗反应的区别与联系光、色素、酶等叶绿体类囊体薄膜H2O光解为O2和H＋；NADPH和ATP的合成光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能ATP、NADPH、CO2、多种酶等叶绿体基质CO2的固定；C3的还原，ATP和NADPH的分解ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能物质联系：光反应生成的ATP和NADPH供暗反应的C3的还原，暗反应为光反应提供了ADP、Pi和NADP+。能量联系：光反应为暗反应提供了活跃的化学能，暗反应将活跃的化学能再转化为有机物中稳定的化学能。光合作用是在 的催化下进行的，温度直接影响 B点表示： 酶的活性酶此温度条件下，光合速率最高1、温度应用： 光合作用原理的应用影响光合作用的环境因素温室栽培中，白天适当升高温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室内的温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。2.CO2浓度对光合作用强度的影响 ①在一定范围内,植物光合速率随CO2浓度的增大而 ;但达到一定浓度时,再增加CO2浓度,光合速率也 。②图1中C点：只进行细胞呼吸 A点(CO2补偿点)：光合作用强度等于细胞呼吸强度 B点(CO2饱和点)：光合作用强度达到最大值图2中的A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度； B′也是 CO2饱和点增加不再增加C 探究光照强弱对光合作用强度的影响(1)实验原理：抽去小圆形叶片中的气体后，叶片在水中 ，光照下叶片进行光合作用产生氧气，充满细胞间隙，叶片又会 。光合作用越强，单位时间内小圆形叶片 的数量越多。 下沉上浮上浮(2)实验步骤：见教材104-105页3、光照强度不同光照强度对光合作用的影响(3)实验现象与结果分析：光照越强，烧杯内小圆形叶片浮起的数量 ，说明在一定范围内，随着光照强度的不断增强，光合作用强度 。越多不断增强 3,光照强度①A点光照强度为0，此时只进行___________，释放的CO2量可表示此时___________的强度(大小:用OA段表示)。 ②B点：细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度______呼吸作用强度(光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长),B点所示光照强度称为光补偿点。C点对应的光照强度称为光饱和点B点光补偿点呼吸作用呼吸作用等于③AB段：随光照强度增强,光合作用强度也逐渐增强,CO2释放量逐渐减少,这是因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用,此时细胞呼吸强度______光合作用强度④BC段：表明随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强,此时细胞呼吸强度______光合作用强度大于小于2、联系光合作用产生的葡萄糖和氧气可作为呼吸作用的原料；呼吸作用产生的CO2和H2O可作为光合作用的原料。O2CO2A：__________B：__________D：__________O2CO2O2CO2O2CO2O2CO2【建立模型】根据CO2和O2的情况探究呼吸与光合的大小关系呼吸＞光合光合=呼吸只进行呼吸C：__________O2CO2O2CO2光合＞呼吸有呼吸无光合A光合小于呼吸AB光合等于呼吸B光合大于呼吸BC3、关于光合作用与呼吸作用的关系光合作用与呼吸作用的关系真光合速率：是指植物在光下实际把CO2转化成有机物的量，即在单位时间、叶面积从外界吸收和自身呼吸释放CO2的量。又叫总光合速率表观光合速率：不算呼吸作用放出的CO2量，只算从外界吸收的CO2量，即是在光下测定的CO2的吸收量。也叫净光合速率真正光合速率=表观光合速率＋呼吸速率 或：总光合速率=净光合速率＋呼吸速率如CO2固定量、O2产生量、有机物的产生量/制造量如CO2吸收量、O2释放量、有机物积累量光合作用实际产O2量光合作用实际CO2消耗量 光合作用C6H12O6净生产量 4、关于光合作用与细胞呼吸的计算＝实测O2释放量＋呼吸作用耗O2量＝实测CO2消耗量＋呼吸作用CO2释放量＝光合作用实际C6H12O6生产量－呼吸作用C6H12O6消耗量AB段：____________________BC段：___________________________________________CDE段：__________________________________________C点：____________________________________________D点：____________________________________________E点：____________________________________________EF段：___________________________________________FG段：___________________________________________只进行呼吸作用呼吸作用强度大于光合作用强度呼吸作用强度小于光合作用强度呼吸作用强度等于光合作用强度呼吸作用强度大于光合作用强度只进行呼吸作用CO2吸收量最多，此时光合作用强度最大分析下列各段的含义：呼吸作用强度等于光合作用强度,此时有机物积累量最多CAB：光照增加，光合强度增加C：光照最强 叶片蒸腾作用最强 叶片大量失水 叶表面大量气孔关闭 CO2进入受阻 叶片中的CO2减少 光合强度减弱DE：光照减少，光合强度减弱植物的午睡现象光照强度光照强度P点时，限制光合速率的因素应主要为 所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。横坐标Q点时， 所表示的因素不再是影响光合速率的因子，影响因素主要为各曲线所代表的因子横坐标4、多因子变量对光合速率的影响化能合成作用1．化能合成作用(1)概念：利用体外环境中的 氧化时所释放的能量来制造有机物。(2)实例：硝化细菌，能利用氧化 释放的化学能将 合成为糖类，供自身利用。某些无机物NH3CO2和H2O课堂总结概念和实质：过 程光反应暗反应光合作用影响因素及应用：H2O的光解ATP的合成NADPH的合成CO2的固定C3的还原光照、CO2浓度、温度、水分等表示方法：习题检测1、光合作用过程的正确顺序是( ) ①二氧化碳的固定 ②氧气的释放 ③叶绿素吸收光能 ④水的光解 ⑤三碳化合物被还原 A.④③②⑤① B.④②③⑤① C.③②④①⑤ D.③④②①⑤2、在暗反应中，固定二氧化碳的物质是( ) A.三碳化合物 B.五碳化合物 C.NADPH D.氧气 ＤＢ3、光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是( ) A.叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应 B.叶绿体类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应 C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应 D.叶绿体基质中进行暗反应,不进行光反应4、光合作用过程中，产生ADP和消耗ADP的部位在叶绿体中依次为( )①外膜 ②内膜 ③基质 ④类囊体膜 A．③② B．③④ C．①② D．④③DB5、离体的叶绿体在光照下进行稳定光合作用时，如果突然中断CO2气体的供应，短暂时间内叶绿体中C3化合物与C5化合物相对含量的变化是( ) A．C3化合物增多、C5化合物减少 B．C3化合物增多，C5化合物增多 C．C3化合物减少，C5化合物增多 D．C3化合物减少，C5化合物减少C(2)b点表示光合作用与呼吸作用速率 。 6、下图是在一定的CO2浓度和温度下，某阳生植物CO2的吸收量和光照强度的关系曲线，据图回答:(1)该植物的呼吸速率为每小时释放CO2 mg/dm2。5相等(3)若该植物叶面积为10dm2，在光照强度为25Klx条件下光照1小时，则植物光合作用固定CO2 mg；250 1.AD段玻璃罩内CO2浓度增加的原因是___________________； 2.DH段玻璃罩内CO2浓度下降的原因是___________________； 3.HI段玻璃罩内CO2浓度增加的原因是___________________； 4.光合速率等于呼吸速率的点是_______； 5.经过一昼夜的时间，该植物是否生长？____。判断的依据是___________________________________________________ 光合速率＜呼吸速率光合速率＜呼吸速率光合速率＞呼吸速率D、H是I和A点相比，玻璃罩内CO2浓度减少，减少的CO2转化成有机物积累在植物体内。 7、如图是密闭玻璃罩内的植物一天中光合速率的变化曲线图。
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