生物必修15.4能量之源光与光合作用1市公开课一等奖省优质课赛课一等奖课件

俗话说：“万物生长靠太阳”，为何这么说呢？我们来看一组数据：①地球表面上绿色植物每年大约制造4400亿吨有机物；②地球表面上绿色植物每年储存能量约为7.11×1018kJ，这个数字大约相当于240000个三门峡水电站所发出电力。绿色植物储存在有机物中能量来自哪里呢？太阳光能又是经过什么路径进入植物体内？第1页一捕捉光能色素和结构二光合作用原理和应用

第四节

能量之源—光与光合作用第2页一捕捉光能色素和结构为何有些植物叶片不是绿色?为何有些植物叶片在不一样时期颜色不一样呢？第3页

绿叶中会有哪些种类色素呢？它们分别是什么颜色？各种色素在绿叶含量相同吗？捕捉光能色素想一想，该怎么办？第4页一、绿叶中色素提取和分离试验原理：提取(无水乙醇)、分离(层析液)目标要求：绿叶中色素提取和分离及色素种类材料用具：新鲜绿叶、定性滤纸、无水乙醇等方法步骤：1.提取绿叶中色素2.制备滤纸条3.画滤液细线4.分离绿叶中色素5.观察和统计讨论：1.滤纸条上色带数目、排序、宽窄？2.滤纸条上滤液细线，为何不能触及层析液？第5页（一）提取色素：1.研磨材料:5g鲜叶(如菠菜绿叶)药品SiO2——使研磨充分CaCO3——预防色素破坏无水酒精——溶解色素原理：色素能溶解在丙酮或乙醇等有机溶剂中，所以可用无水乙醇提取色素。第6页2.过滤：获取绿色滤液第7页

色素随层析液在滤纸上扩散速度不一样，从而分离色素。★扩散速度与色素在层析液中溶解度关系：溶解度大，扩散速度快溶解度小，扩散速度慢（二）分离色素原理：第8页第9页1.准备滤纸条铅笔线画铅笔细线滤液细线画滤液细线★要求：细而齐重复2—3次第10页2.分离色素：插滤纸条层析液培养皿★层析液不能没及滤液线胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b第11页最快最慢第12页★说明色素种类叶绿素a(蓝绿色)类胡萝卜素叶绿素胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶绿素b（黄绿色）1/43/4这些捕捉光能色素存在于细胞中什么部位呢？第13页

这些捕捉光能色素存在于细胞中什么部位呢？二、叶绿体结构和功效第14页叶绿体结构

这些囊状结构称为类囊体，吸收光能四种色素，就分布在类囊体薄膜上。基粒外膜内膜基质类囊体酶：类囊体薄膜上和叶绿体基质中第15页1880年，恩格尔曼(C.Engelmann)试验：极细光束没有氧气黑暗环境没有氧气有光环境第16页第17页问题1：为何选取水绵做为试验材料？因为水绵不但有细而长带状叶绿体，而且螺旋分布于细胞中，便于进行观察和分析研究

问题2.为何选取黑暗而且没有空气环境？光合作用场所是叶绿体光合作用产物有氧气！结论:问题3．为何先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全暴露在光下？先选极细光束，用好氧细菌检测，能准确判断水绵细胞中释放氧部位；而后用完全曝光水绵与之做对照，从而证实了试验结果完全是光照引发，而且氧是由叶绿体释放出来。

为了排除环境中光线和氧影响，确保试验准确性第18页红光区蓝紫光区如图，用棱镜产生连续不一样波长、不一样颜色光照射水绵，想一想，在无氧条件下，好氧性细菌将会怎样分布？为何？恩格尔曼第二个试验分析：这一巧妙试验说明了什么？叶绿体主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用第19页

试验表明：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。功效：用于光合作用第20页叶绿素类胡萝卜素第21页叶绿体作用：叶绿体是进行光合作用场所，它内部巨大膜表面上，不但分布着许多吸收光能色素分子，还有许多进行光合作用所必需酶。第22页1．研磨绿叶时要加入碳酸钙，其目是()A．使各种色素溶解在丙酮中B．使研磨充分C．防止色素分子被破坏D．加速研磨巩固练习C2．阳光经过三棱镜能显示出七种颜色连续光谱。假如将一瓶叶绿素提取液放在光源和三棱镜之间，连续光谱中就会出现一些黑色条带，这些条带应位于A．绿光区B．红橙光区和绿光区()C．蓝紫光区和绿光区D．红橙光区和蓝紫光区D第23页3．分别在I、II、III三个研钵中加2克剪碎新鲜菠菜绿叶，并按下表所表示添加试剂，经研磨、过滤得到三种不一样颜色溶液，即：深绿色、黄绿色、几乎无色。则I、II、III三个研钵中溶液颜色分别是（）A．几乎无色、黄绿色、深绿色B．深绿色、几乎无色、黄绿色C．黄绿色、深绿色、几乎无色D．黄绿色、几乎无色、深绿色D第24页4．下列图所表示“叶绿体中色素提取和分离”试验装置正确是()

5．纸层析法分离叶绿体色素时,滤纸上最下端色素名称和颜色分别是()A．橙黄色胡萝卜素B．黄色叶黄素C．蓝绿素叶绿素aD．黄绿色叶绿素b6．在圆形滤纸中央，滴上叶绿体色素滤液进行色素分离，会看到近似同心四圈色素环，排在最外圈色素是()A．橙黄色胡萝卜素B．黄色叶黄素C．蓝绿素叶绿素aD．黄绿色叶绿素bBDA第25页二光合作用原理和应用第26页植物为何会生长？(一)光合作用探究历程第27页五年后1642年海尔蒙特试验柳树增重74.47kg土壤只降低0.06kg结论：植物增重主要来自水分海尔蒙特试验设计有什么不足地方？第28页1771年（英）普利斯特利试验植物能够净化因燃烧或呼吸而变混浊空气。疑问：不一样人重复试验，有成功，有失败，原因何在？(有光和无光)第29页1785年，拉瓦锡研究空气成份后，明确绿叶在光下放出是氧气，吸收是二氧化碳；1845年，梅耶指出，植物在进行光合作用时，把光能转变成化学能储存起来；

光合作用除了释放出氧气，还生成了什么物质？1779荷兰英格豪斯绿色叶片和枝条在阳光下，才能更新空气成份第30页

1864年，(德)萨克斯试验黑暗处理二十四小时叶片一部分遮光，一部分曝光酒精煮叶片，使绿色褪去第31页结论：绿色叶片中光合作用中产生了淀粉碘液处理叶片曝光部分呈蓝色，遮光部分颜色没有改变第32页1880年，恩格尔曼(C.Engelmann)试验：极细光束没有氧气黑暗环境没有氧气有光环境第33页第34页

原料/条件场所产物

海尔蒙特(vanHelmont)普里斯特利（J.Priestley）英格豪斯（J.Ingen-housz）拉瓦锡（Laroisier,A.L.

）萨克斯（J.vonSachs）恩格尔曼（C.Engelmann）

H20淀粉叶绿体（阳光）O2CO2CO2+H2O

(CH2O)+O2叶绿体光能第35页光合作用是指绿色植物经过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量有机物，而且释放出氧气过程。场所条件产物原料

光合作用概念：第36页H2O

C18O2H218O

CO2

O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O218O2

18O2

18O2

18O2

18O2

18O2

18O2

18O2

18O2

结论:光合作用释放氧全部来自水

20世纪30年代，（美）鲁宾和卡门同位素标识试验：第37页20世纪４0年代，美国科学家卡尔文(M.Calvin)CO2碳同位素C14CO214(CH2O)+O214CO2+H2O14光能叶绿体CO2+H2O

(CH2O)+O2叶绿体光能卡尔文循环卡尔文循环：CO2→C3→(CH2O)第38页（二）光合作用过程CO2+H2O*

(CH2O)+O2*总反应式:叶绿体光能光合作用在叶绿体中是怎样进行呢？第39页场所:类囊体薄膜叶绿体基质光合作用过程第40页第41页光反应H2O→2[H]+1/2O2+Pi+光能ATP酶ADP水光解：ATP形成：暗反应C3还原：

2C3+[H](CH2O)+C5酶ATPCO2固定：

CO2+C5→2C3酶包含两个阶段:第42页原料和产物对应关系：（CH2O）CHOCO2CO2H2OO2H2O能量转移路径：碳转移路径：卡尔文循环光能ATP、NADPH中活跃化学能(CH2O)中稳定化学能CO2C3（CH2O）第43页光反应阶段暗反应阶段进行部位条件物质改变能量改变联络叶绿体基粒类囊体薄膜上叶绿体基质中光、色素和酶ATP、NADPH、各种酶光能变成活跃化学能（ATP、NADPH中）活跃化学能（ATP、NADPH）变成稳定化学能（糖类）光反应产生[H]，在暗反应中用于还原C3光反应生成ATP，在暗反应中C3还原成糖类提供能量水光解2H2O→4[H]+O2合成ATPADP+Pi

→ATP光酶光能CO2固定CO2+C5→2C3C3还原12C3→→C6H12O6+6C5

酶酶ATP[H]过程:光反应阶段和暗反应阶段比较第44页

光合作用反应式：

6CO2＋12H2O→C6H12O6＋6O2＋6H2O第45页光合作用意义

1、制造有机物2、转化并储存太阳能3、使大气中O２和CO２含量相对稳定4、对生物进化有主要作用需氧型生物出现形成臭氧层

光合作用是生物界最基本物质代谢和能量代谢第46页1、光照强度光照强度光合速率光饱和点玉米苔藓—阳生植物—阴生植物在一定范围内，伴随光照强度增大，光合速率增大；但光照强度过大则会抑制光合作用。受CO2、温度限制

（三）影响光合作用环境原因光饱和点：阳生植物>阴生植物第47页一天时间光合作用效率O光照强度121410光合速率日改变规律第48页2、二氧化碳在一定范围内，伴随CO2浓度增大，光合速率增大；但CO2浓度过大则会抑制光合作用。

[CO2]光合速率对植物来说，大气中CO2浓度偏低受光强、温度限制CO2饱和点第49页4、温度3、光质红光、蓝紫光

>其它颜色>

绿光

温度在0℃-35℃之间时，随温度升高,光合速率加强；35℃之后酶活性下降，光合速率开始减慢，40℃-50℃后，光合作用停顿。

第50页N：光合作用酶及NADP+和ATP主要组分P：NADP+和ATP主要组分；生物膜主要成份，维持叶绿体正常结构和功效K：促进光合产物向贮藏器官运输Mg：叶绿素主要组分5、矿质营养第51页延长光合作用时间增加光合作用面积增加光能利用率提升光合作用效率控制光照强弱控制光质控制温度控制CO2供给必需矿质元素供给合理浇灌提升复种指数（轮作）温室中人工光照合理密植间作套种通风透气在温室中施有机肥使用CO2发生器阴生植物阳生植物提升农作物产量办法红光和蓝紫光适时适量施肥保持昼夜温差（四）应用第52页三、化能合成作用2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量硝化细菌2HNO2+O22HNO3+能量硝化细菌举例：6CO2+6H2OC6H12O6+6O2能量

自然界中少数种类细菌，即使细胞内没有色素，不能进行光合作用，不过能够利用体外环境中一些无机物释放能量来制造有机物，这种合成作用，叫做化能合成作用。第53页自养生物:以CO2和H2O（无机物）为原料合成糖类（有机物），糖类中储存着能量。异养生物:只能利用环境中现成有机物来维持本身生命活动。所需能量起源不一样（光能、化学能）光能自养生物绿色植物硝化细菌化能自养生物(硝化细菌、硫细菌、铁细菌、氢细菌等)

如：绿色植物、水藻、少数种类细菌人和动物、真菌、大多数细菌第54页光合作用与呼吸作用区分光合作用呼吸作用原料CO2、H2OO2、葡萄糖等有机物产物O2、葡萄糖等有机物CO2、H2O等能量转换贮藏能量过程光能→活跃化学能→稳定化学能释放能量过程稳定化学能→活跃化学能发生部位有叶绿体细胞叶绿体活细胞线粒体、细胞质发生条件光照下才可发生光下、暗处都可发生第55页

总光合作用－呼吸作用=净光合作用

光赔偿点：光合作用吸收二氧化碳量与呼吸作用释放二氧化碳量，处于动态平衡时光照强度。第56页b:CO2赔偿点c:CO2饱和点

a—b:CO2太低，农作物消耗光合产物；b—c:随CO2浓度增加，光合作用强度增强；c—d:CO2浓度再增加，光合作用强度保持不变；d—e:CO2深度超出一定程度，将引发原生质体中毒或气孔关闭，抑制光合作用。acbde第57页（五）光合作用和呼吸作用中化学计算光合作用反应式：6CO2＋12H2O→C6H12O6＋6O2＋6H2O呼吸作用反应式：有氧：C6H12O6＋6O2＋6H2O→6CO2＋12H2O无氧：C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2(植物)实测CO2吸收量＝光合作用CO2吸收量-呼吸作用CO2释放量实测O2释放