《光合作用的原理》PPT课件.ppt

光合作用的原理 （第1课时） 1 依赖依赖 光合作用光合作用 人类面临人类面临 四大问题四大问题 人口急增人口急增 粮食短缺粮食短缺 能源匮乏能源匮乏 环境污染环境污染 关注世界粮食日 关注并拯救饥饿的孩子 呼吁！ 2 3 1.地球表面上的绿色植物每年大约 制造了4400亿吨有机物！ 2.地球表面上的绿色植物每年储存 的能量约为7.111018KJ，这个数 字相当于24万个三峡电站每年所发 出的电力，相当于人类在工业生产、 日常生活和食物营养上所需能量的 100倍！ 请看下面的数据： 4 由此可见：对绝大多数生物来说，活细 胞所需能量的最终源头来自太阳的光能。 太阳的光能通过什么 途径进入植物体内呢？ 5 二、光合作用的原理和应用 第1课时 6 1光合作用的探究历程 2光合作用的过程 学习目标： 7 元贝驾考 元贝驾考2016 科目一 科目四 金手指考试 金手指驾驶员考试 8 1、人类是怎样认识到光合作用原理的？ 2、什么是光反应阶段？什么是暗反应阶 段？ 3、光反应阶段与暗反应阶段区别和联系? 本节聚焦 9 叶片中的叶肉细胞 绿叶 叶肉细胞 亚显微结构模式图 叶绿体亚显微 结构模式图 10 1.下列标号各代表： 2.在上分布有光合作用所需的 和 ，在中也分布有光 合作用所需的 。 基质 酶 外膜内膜 类囊体膜基粒 色素酶 叶绿体亚显微 结构模式图 . 11 色素 叶绿素 类胡萝卜素 叶绿素主要吸收 红光和蓝紫光 吸收太阳光 中的可见光 类胡萝卜素主要 吸收蓝紫光 叶绿素a 叶绿素b 叶黄素 胡萝卜素 （蓝绿色） （黄绿色 ） （橙黄色 ） （黄色 ） 3、叶绿体中色素的种类和作用 12 光合 作用 H20 C02 02 糖类 (CH20)等 有机物 是能源 物质光 叶 绿 体 13 水 二氧化碳 有机物 氧气 能量 叶绿体 光合作用的概念： 观察下图，给出光合作用的概念 14 什么是光合作用？ 光合作用是指绿色植物通过叶 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。 场所 条件 产物 原料 15 人们得出这一认识经历了漫长的探索历程 ，科学家们用了200多年的时间，经过无 数次的实验才对光合作用有了一个比较清 楚的认识。现在我们就沿着科学家们探寻 的足迹，去体验他们认识问题的思维过程 和科学探索的乐趣。 16 （一）光合作用的探究历程： 1、普利斯特利实验 2、英格豪斯实验 3、梅耶观点 4、萨克斯实验 5、恩格尔曼实验 6、鲁宾和卡门实验 7、卡尔文实验 自主探究 17 植物为什么会生长？ 18世纪中期前人们一直认为是由于根 吸收土壤中的养分。 18 1771年普利斯特利的实验 19 一半曝光，一半遮光在暗处放置几小的叶片 1864年萨克斯的实验 暗处理 光照 酒精 脱色 碘蒸汽处理 20 1880年 恩格尔曼的实验 隔绝空气 黑暗，用极细光束照射完全暴露在光下 水绵和好氧 细菌的装片 结果： 21 返回 1939年鲁宾和卡门的实验 22 光合作用产生的有机 物又是怎样合成的呢？ 20世纪40年代，美国科 学家卡尔文利用放射性 同位素14C标记的14CO2做 实验研究这一问题。最 终探明CO2中的碳在光合 作用中转化成有机物中 的碳的途径，这一途径 称为卡尔文循环。 1961年诺贝 尔化学奖得主 23 1、普利斯特利实验结论是什么?为什么他的实验有时成 功，有时失败，试想一下可能的原因是什么？ 2、英格豪斯实验结论是什么?英格豪斯的实验设计与前 人相比,改进在什么地方? 3、梅耶结论是什么?依据是什么? 4、萨克斯的实验结论是什么？为什么对天竺葵先进行一 昼夜的暗处理？此实验是否采取了对照实验？如果是其 对照组和实验组分别是什么?在用碘蒸气鉴定之前,提醒 同学们别忘了对叶片进行脱色? 5、恩格尔曼实验结论是什么? 6、鲁宾和卡门实验结论是什么?采用了什么方法实验? 共同探究 24 8、自主探究：请设计实验探究光合作用 的过程中需要二氧化碳。 7、人类对光合作用的探究历程来看，生物 学的发展与物理学和化学有什么联系？与技 术手段的进步有什么关系？试举例说明。 25 科学探究的一般过程 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 表达与交流 （光合作用需要二氧化碳吗？） （光合作用需要二氧化碳） （设计方案、预期结果） （按预定方案进行实验） （分析实验结果，得出结论） （总结，写实验报告并适当交流） 26 分析 ： A 装置内存在CO2 B 装置中不存在CO2 探究光合作用需要CO2实验装置 27 1、光合作用的反应式 CO2 + H2O* （CH2O）+O2* 光能 叶绿体 二、光合作用的基本过程 28 2、光合作用过程 29 30 H2O 类囊体膜 酶 Pi ADPATP 光、色素、酶 叶绿体内的类囊体膜上 水的光解： ATP的合成： 1.光反应阶段 条件 ： 场所： 物质变化： 能量变化： 光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中 H ADPPi 能量 酶 ATP H2O H + O2 光能 （还原剂） 色素、酶 31 CO2 糖类 五碳化合物 C5 蛋白质 脂质 三碳化合物 2C3 基质 多种酶 H2O 类囊体膜 酶 Pi ADPATP H 32 2.暗反应阶段 CO2C5 2C3 酶 C3的还原： 条件： 场所： 物质变化： 能量变化： 叶绿体的基质中 CO2的固定： 脂质 ATP ATP中活跃的化学能转变为糖类等有机物中 稳定的化学能 多种酶 ATPH 、 ADP+Pi 2C3 (CH2O)+H2O 酶 CO2 五碳化合物 C5 蛋白质 三碳化合物 2C3 基质 多种酶 H 糖 33 比较项目光反应暗反应 区 别 场所 条件 反应时间 短促、以毫微秒计较缓慢（有机物的合成量取决于暗 反应时间长短） 反应产物 与光的关系 与温度的关 系 物 质 变 化 能量变化 联系 光合作用的实 质 叶绿体类囊体结构薄膜上叶绿体液态基质中 光、叶绿体色素、酶 许多酶，不受光限制 O2、NADPH、ATP (CH2O)、H2O、ADP、Pi、C5 需光 不需光，但有光照样能进行 与温度无直接关系与温度关系密切 1、水的光解 2、ATP的合成 1、C O2的固定 2、 C3的还原 ATP中活跃的化学能转化为有机物中稳定化学能 光反应为暗反应提供H和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi，二者相互影响 把CO2和H2O转变成有机物并放出氧气光能转变为化学能 光能 活跃化学能 34 请分析光下的植物突然停止光照后，其体 内的C5化合物和C3化合物的含量如何变化？ 停止 光照 光反应 停止 请分析光下的植物突然停止CO2的供 应后，其体内的C5化合物和C3化合物 的含量如何变化？ H ATP 还原 受阻 C3 C5 CO2 固定 停止 C3 C5 能力提升 （CH2O） CO2 C5 2C3 H 酶 固定 还 原 供氢 供能 ATP 35 下 图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题： 图中B是， 它来自于的分解。 图中C是，它被传递到叶绿体的 部位，用于 。 图中D是，在叶绿体中合成D所需的能量来自 图中的H表示， H为I提供 光 H2OB A C D E+Pi F G CO2 J H I 2水 H 基质C3的还原 ATP色素吸收 的光能 光反应H和ATP 一展身手 36 CO2 + H2O* （CH2O）+ O2* 光能 叶绿体 产物中氧原子、碳原子和氢原子的来源？ 6CO2 + 12H2O* C6H12O6 +6 H2O + 6O2* 光能 叶绿体 （1） （2） 光合作用完整反应式(计算式)及元素来龙去脉 积极思维 37 下图是小球藻进行光合作用示意图，图 中物质A与物质B的分子量之比是（ ） B C18O2 A H2O CO2 H218O 光照射 下的小 球藻 A. ： B. ： C. ： D. ： 38 课堂小结 光合作用 光合作用的探究历程 光合作用的概念 过程 光反应阶段 暗反应阶段 区别与联系 39 1图示德国科学家萨克斯的实验,在叶片照光 24小时后,经脱色、漂洗并用碘液处理，结果有 锡箔覆盖的部分呈蓝色。本实验说明（ ） 光合作用需要CO2 光合作用需要光 光合作用需要叶绿素 光合作用放出氧 光合作用制造淀粉 A B C D C 课堂反馈 40 3、光合作用实质是 ( ) A把二氧化碳转变成ATP B产生化学能，贮藏在ATP中 C把光能转变成化学能，贮藏在ATP中 D无机物转变成有机物，光能转变成化学能 D 2、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 ( ) 外膜 内膜 基质 类囊体膜 A B C D B 思考:叶绿体中ATP向哪运输?ADP向哪运输? 41 4.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 D 42 5某科学家用含碳的同位素14C的二