2018-2019高中生物 专题5.4 能量之源—光和光合作用课件 新人教版必修1.ppt

绝大多数生物，活细胞所需能量的最终源是将光能转变成细胞能够利用的化学能的生理是,来自太阳的光能,光合作用,正常苗,白化苗,正常幼苗能进行光合作用制造有机养料,白化苗不能进行光合作用，无法制造有机养料,这说明光合作用需要色素去捕获光能。,一、实验原理提取原理：1.叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以用无水乙醇可提取叶绿体中色素。分离原理：2.色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得快，溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得慢，因而可用层析液将不同的色素分离。,叶绿体中色素的提取和分离,实验：绿叶中色素的提取和分离,（1）提取绿叶的色素,原理：色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可用无水乙醇提取色素。,称取5g的绿叶，剪碎，放入研钵中。,1.色素的种类,目的：二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中色素被破坏。,放入少许二氧化硅和碳酸钙再放入10mL无水乙醇,迅速、充分地研磨,（1）提取绿叶的色素,将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤。,收集滤液,封口。,（1）提取绿叶的色素,（2）制备滤纸条,（3）画滤液细线,要求：细、直、齐重复23次,（4）分离绿叶中的色素,原理：溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快;反之，则慢。,层析液不能没及滤液线,滤液细线,叶绿素,类胡萝卜素,（含量约3/4）,（含量约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）,绿叶中的色素,叶绿体中的色素,实验表明：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。,叶绿素中的吸收光谱,讨论：1.用这种方法有什么好处？不同颜色的光照对植物的光合作用会有什么影响？2.为什么不使用绿色的塑料薄膜或补充绿色光源？,用红色或蓝色的塑料薄膜挂红色或蓝色的灯管,问题探讨,1.如图表示新鲜菠菜叶中四种色素的相对含量及在滤纸条上的分离情况下列说法不正确的是（）,A叶绿体中的四种色素分布在类囊体薄膜上B四种色素均可溶于有机溶剂无水乙醇中C四种色素在层析液中溶解度最大的是甲D发黄菠菜叶中色素含量显著减少的是甲和乙,C,练一练,2.2013.全国高考关于叶绿素的叙述，错误的是（）A叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素B被叶绿素吸收的光可用于光合作用C叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同D植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光,D,练一练,3.提取光合色素，进行纸层析分离，对该实验中各种现象的解释，正确的是A未见色素带，说明材料可能为黄化叶片B色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液C提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素bD胡萝卜素在滤纸最前方，是因为其在提取液中的溶解度最高,C,练一练,基粒,外膜,内膜,基质,光合色素,与光反应有关的酶,（二）叶绿体的结构和功能,类囊体,结构：,恩格尔曼的实验,1880年：美国科学家恩格尔曼用水绵进行有关实验，发现好氧菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位，从而证明光合作用放出氧气；光合作用的场所是叶绿体。,1.下列关于恩格尔曼实验的叙述，正确的是()A用水绵做实验材料是因为其叶绿体呈椭球形便于观察B通过同位素示踪法证明了氧气是叶绿体释放出来的C实验材料先放在没有空气的黑暗环境中以排除氧气和光的干扰D根据产生气泡的位置来确定绿色植物进行光合作用的部位,C,二、光合作用的原理和应用,光合作用的概念：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能量的有机物，并且释放出氧气的过程。,光合作用的原料、产物、场所和条件是什么？请用一个化学反应式表示出来。,CO2+,H2O*,光能,叶绿体,(CH2O)+,O2*,结论：水分是植物建造自身的原料。,17世纪海尔蒙特栽培的柳树实验,结论：植物可以更新空气,3、1779年,荷兰的科学家英格豪斯（500多次试验）,普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功；植物体只有绿叶才能更新空气。,到1785年，发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的是O2，吸收的是CO2。即：可以更新空气的是O2，使空气变污浊的是CO2,5、1864年，德国科学家萨克斯,黑暗处理一昼夜,用碘蒸气处理这片叶，发现曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半则没有颜色变化。,让一张叶片一半曝光一半遮光,、,绿叶在光下制造淀粉。,结论：,光合作用释放的O2来自CO2还是H2O？,18O2,O2,6、1941年，美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）,光照射下的小球绿藻悬浮液,光合作用产生的O2来自于H2O。,结论：,光合作用产生的有机物又是怎样合成的？,6.1939年，美国科学家鲁宾和卡门实验（相互对照实验，自变量为标记物质（H218O与C18O2），因变量为O2的放射性。）,H2OC18O2,H218O,O2O2O2,O2O2O2,O2O2O2,O2O2O2,O2O2O2,O2O2O2O2,O2O2O2O2,18O218O218O2,18O218O218O2,18O218O218O2,18O218O218O2,18O218O218O2,结论：光合作用释放的氧气全部来自水。,7、20世纪40年，美国卡尔文,14CO2,小球藻,有机物的14C,（卡尔文循环）,结论：,光合产物中有机物的碳来自CO2,下图表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下，小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后，以下相关比较不正确的是（）A.Y2的质量大于Y3的质量B.中小球藻的质量大于中小球藻的质量C.中水的质量大于中水的质量D.试管的质量大于试管的质量,C,CO2+H2O,光能,叶绿体,（CH2O)+O2,概念：绿色植物通过，利用，把转化成储存着能量的，并且释放出的过程。,叶绿体,光能,二氧化碳和水,有机物,氧气,从反应物、场所、条件、生成物总结光合作用的表达式和概念：,色素分子,可见光,C5,2C3,ADP+Pi,ATP,2H2O,O2,4H,多种酶,酶,(CH2O),CO2,吸收,光解,供能,固定,还原,酶,光反应,暗反应,2.光合作用的过程：,光反应,条件：,水在光下分解,O2,H,光、酶、色素,过程：,场所：,类囊体的薄膜上,物质,能量,光能,2、光合作用的过程,暗反应,C5,固定,2c3,场所：,条件：,过程：,叶绿体基质,酶,多种酶参加催化,物质,能量,ATP中活跃的化学能转化为糖类中稳定的化学能,原料和产物的对应关系：,（CH2O）,C,H,O,CO2,CO2,H2O,O2,H2O,能量的转移途径,碳的转移途径,光能,ATP中活跃的化学能,(CH2O)中稳定的化学能,CO2,C3,（CH2O）,图中A是_,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G是_,F是_,J是_。图中的H表示_，H为I提供_。,2,水,H,基质,还原C3,ATP,色素吸收的光能,光反应,H和ATP,色素,C5,C3,糖类,下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：,练一练,2.光反应为暗反应提供的物质是（）A.H和H2OB.H和ATPC.ATP和CO2D.H2O和CO2,B,3.光合作用中，光能转变成活跃化学能发生在()A水的光解BATP的水解CCO2的固定D三碳化合物的还原,A,练一练,3、光反应与暗反应的区别和联系,类囊体薄膜上,叶绿体的基质,需光,色素和酶,不需光,色素;需酶,稳定的化学能,光能活跃的化学能,光反应为暗反应提供ATP和H，暗反应为光反应提供ADP和Pi,1、光下的植物突然停止光照后，C5化合物和C3化合物的含量如何变化？,停止光照,光反应停止,2、光下的植物突然停止CO2的供应后，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,思考与讨论：,增加,减少,减少或没有,减少或没有,减少,增加,增加,增加,减少,增加,增加,减少或没有,增加,减少,减少,增加,增加,减少,增加,减少,图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示改变光照后，与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线。据图回答：()(1)图1中A表示的物质是_，它由_产生，其作用主要是_。(2)图1中ATP形成所需的能量最终来自于_。若用放射性同位素标记14CO2，则14C最终进入的物质是_。(3)图2中曲线a表示的化合物是_，在无光照时，其含量迅速上升的原因是：_。(4)曲线b表示的化合物是_，在无光照时，其含量下降的原因是：_。,练一练,2NH3+3O2,2HNO2+2H2O+能量,2HNO2+O2,2HNO3+能量,（CH2O）+O2,4.化能合成作用：,原理：还原CO2所需要的ATP和H是通过氧化无机物NH4+、NO2-、H2S、SO、H2、Fe2+等而获得的。,化能自养类型：硝化细菌、铁细菌、硫细菌、氢细菌等,1.下列有关化能合成作用的叙述，正确的是（）不利用光能利用环境中物质氧化释放的能量在叶绿素作用下进行将水和二氧化碳合成有机物贮能不多，对自然界作用不大属异养型新陈代谢ABCD,B,练一练,2.光合作用与化能合成作用的相似点是A都以太阳能作为能源B都需要环境中的物质氧化释放能量C都能将无机物转变成有机物D都是高等生物的代谢类型,C,练一练,外部因素,反应条件：光、温度、必需矿质元素反应原料：CO2浓度、水,内部因素,3.影响光合作用的因素：,作物后期,适当摘除老叶、残叶，降低呼吸。,1.幼叶不断生长,叶绿体(素)不断增加,光合速率不断加快；2.老叶叶绿体破坏,光合速率减慢。,叶龄,光,在生产上的应用,对光合作用的影响,外因,1.光照强度,1.注重阴、阳生植物间作套种2.一年之内轮作,延长光合作用时间3.通过合理密植,增加光合作用面积4.温室大棚,使用无色透明玻璃5.防止营养生长过强,导致叶面互相遮挡.,光合作用强度,0,呼吸速率,光补偿点,光饱和点,阴生植物,阳生植物,温室：燃烧植物桔杆；使用二氧化碳发生器；与猪舍鸡舍鸭棚连通。温室与大田：确保良好通风；增施有机肥料；深施“碳铵”。,CO2是光合作用的原料.,CO2,ab:CO2太低，农作物消耗光合产物；bc:随CO2的浓度增加，光合作用强度增强；cd:CO2浓度再增加，光合作用强度保持不变；de:CO2浓度超过一定限度，将引起原生质体中毒或气孔关闭，抑制光合作用。,CO2的补偿点,CO2的饱和点,1.适时播种2.温室栽培时,白天适当提高温度,晚上适当降温（增加昼夜温差）。,温度会直接影响酶的活性.（主要是影响暗反应）,温度,甲图和乙图表示某植物在适宜的CO2浓度条件下光合作用速率与环境因素之间的关系，下列相关描述中错误的是（）A、甲图中，在A点上限制光合作用速率的主要因素是光照强度，在B点上限制光合作用速率的主要因素是温度或CO2浓度B、从乙图可以看出，当超过一定温度后，光合作用速率会随着温度的升高而降低C、温度主要是通过影响酶的活性来影响光合作用速率D、若光照强度突然由A变为B，短时间内叶肉细胞中C3的含量会增加,练一练,D,下图甲是研究环境因素对农作物产量影响的曲线图，乙是该农作物细胞代谢过程的部分示意图。请据图分析回答：（1）甲图中A点的三碳化合物含量_(大于、小于、等于)B点。通过甲图中各点位置的比较，可以看出影响光合作用速率的关键限制因素是_、_、_。（2）乙图中物质N是_，过程a反应的场所是_。此时农作物的光合作用强度_(大于、等于、小于)呼吸作用强度。（3）除了本实验研究的影响因素外，_等措施也可以提高农作物的产量。,练一练,4.科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到实验结果如图所示。请据图判断下列叙述不正确的是（）A光照强度为a时，造成曲线和光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同B光照强度为b时，造成曲线和光合作用强度差异的原因是温度不同C光照强度为ab时，曲线、光合作用强度随光照强度增强而增强D光照强度为ac时，曲线、光合作用强度随光照强度增强而增强,D,1、如图装置（外界条件恒定），锥形瓶中植物能正常生活，玻璃管中红色液滴是否会移动，如何移动？为什么？,2、如果如图装置进行遮光处理较长时间，玻璃管中红色液滴是否会移动，如何移动？为什么？,不移动,（三）细胞呼吸与光合作用,开始不移动，一段时间后向右移动,NaHCO3,内置含NaHCO3溶液的烧杯呢,（三）细胞呼吸与光合作用,净光合作用释放氧气量,3、红色液滴向右移动了X，请问X的生物学意义是什么？,细胞呼吸,净光合作用（表观光合作用）,真正光合作用（实际光合作用）,=,+,NaHCO3,以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是（）A.光照相同时间，35时光合作用制造有机物的量与30时相等B.光照相同时间，在20条件下植物积累的有机物的量最多C.温度高于25时，光合作用制造的有机物的量开始减少D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等,A,5.将某一绿色植物置于密闭的玻璃容器内，在一定条件下不给光照，CO2的含量每小时增加8mg，给予充足光照后，容器内CO2的含量每小时减少36mg，若上述光照条件下光合作用每小时能产生葡萄糖30mg，请回答：,（1）比较在上述条件下，光照时呼吸作用的强度与黑暗时呼吸作用的强度差是mg。（2）在光照时，该植物每小时葡萄糖净生产量是mg。（3）若一昼夜中先光照4小时，接着放置在黑暗情况下20小时，该植物体内有机物含量变化是（填“增加”或“减少”）。（4）若要使这株植物有更多的有机物积累，你认为可采取的措施是:_,0,24.5,减少,延长光照