能量之源光与光合作用全知识点省公开课一等奖全国示范课微课金奖课件

第四节

能量之源——光与光合作用1/83一、捕捉光能色素和结构对大多数生物，活细胞所需能量最终源头是_______。太阳能进行光合作用细胞首先要捕捉光能，这与细胞中色素相关。绿叶中有哪些色素呢？2/83实验绿叶中色素提取和分离1、提取色素原理？2、分离色素原理？色素能溶解在有机溶剂无水乙醇各种色素在层析液中溶解度不一样，溶解度大则在滤纸上扩散快。3/83色素提取和分离——纸层析法方法步骤1、提取色素：称取、剪碎、研磨（碳酸钙二氧化硅无水乙醇），过滤（单层尼龙布）2、制备滤纸条：剪去两角（预防两边滤液扩散速度太快），画铅笔线3、画滤液细线：细、直、齐，重复几次。4、分离：用层析液，液面不能淹没滤液细线。5、观察与统计4/83

1、二氧化硅作用？2、碳酸钙作用？3、加无水乙醇目标？使研磨愈加充分预防色素被分解提取色素：称取-剪碎-研磨-过滤（单层尼龙布）溶解色素5/83一、捕捉光能色素和结构捕捉光能色素类胡萝卜素叶绿素胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b(占1/4)(占3/4)P98讨论滤纸上色带排列次序怎样？宽窄怎样？说明什么？（橙黄色）（黄色）（蓝绿色）（黄绿色）6/83关于色素种类叶绿素类胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b功效:吸收、传递和转化光能特征:不溶于水，只溶解于有机溶剂7/83叶绿体中色素提取液四种色素对光吸收叶绿素主要吸收___________类胡萝卜素主要吸收________蓝紫光蓝紫光、红光思考1、树叶为何是绿色？2、P97问题探讨？8/839/833、场所：主要是叶绿体10/8311/83叶绿体功效讨论恩格尔曼试验结论是什么？结论：氧是由叶绿体释放出来，叶绿体是光合作用场所。光合作用需要光照

叶绿体是进行光合作用场所。它内部巨大膜表面上，分布了许多吸收光能色素分子，还有许多进行光合作用酶。总结叶绿体的功能12/83光合作用场所只能是叶绿体吗？

蓝藻、光合细菌等没有叶绿体也能进行光合作用。13/83二、光合作用原理和应用光合作用的定义

绿色植物经过_____，利用_____，把_________________转化成储存能量_______，并释放出_______过程。光合作用过程（P103－104）光能叶绿体O2有机物CO2和H2O

CO2+H2O（CH2O）+O2光能叶绿体14/83光合作用过程光反应暗反应划分依据:反应过程是否需要光能有光才能反应有光、无光都能反应15/83H2O类囊体膜酶Pi

＋ADPATP光反应阶段光、色素、酶、H2O叶绿体内类囊体薄膜上水光解：H2O[H]+O2光能（还原剂）ATP合成：ADP＋Pi酶光能转变为活跃化学能贮存在ATP中[H]场所：条件：物质改变能量改变进入叶绿体基质，参加暗反应供暗反应使用ATP光16/83CO2

五碳化合物

C5

CO2固定三碳化合物

2C3C3还原叶绿体基质各种酶H2O类囊体膜酶Pi

＋ADPATP[H]糖类卡尔文循环17/83暗反应阶段CO2固定：CO2＋C52C3酶C3还原：ATP[H]、叶绿体基质中

ATP中活跃化学能转变为糖类等

有机物中稳定化学能2C3(CH2O)＋C5酶糖类[H]、ATP、酶、CO2场所：条件：物质改变能量改变CO2

五碳化合物

C5

CO2固定三碳化合物

2C3叶绿体基质各种酶糖类ATP[H]18/83CO2

五碳化合物

C5

CO2固定三碳化合物

2C3C3还原叶绿体基质各种酶糖类H2O类囊体膜酶Pi

＋ADPATP[H]光反应过程暗反应过程19/83光反应和暗反应比较场所条件物质改变能量改变光反应暗反应类囊体薄膜上叶绿体基质中光、色素、水、酶等CO2、ATP、[H]、酶水光解ATP生成CO2固定C3还原ATP水解光能活跃化学能活跃化学能稳定化学能20/83光合作用和需氧呼吸比较：光合作用需氧呼吸区分代谢类型同化作用异化作用与光关系在光下才能进行与光无关，每时每刻进行条件光、酶、色素酶、O2进行时间绿色植物在光下进行只要是活细胞时刻在进行反应部位叶绿体细胞溶胶、线粒体物质改变CO2+H2O转变成有机物有机物分解成CO2+H2O能量转换光能电能化学能有机物中稳定化学能ATP中活跃化学能联络光合作用为全部生物提供有机物和O2，需氧呼吸为光合作用提供CO2和水21/83

当外界原因中光照强弱、CO2浓度骤然改变时，短时间内光合作用过程中C3、C5、ATP及有机物生成量怎么变？？？22/831、假如光照条件不变，突然降低CO2浓度；2、假如CO2浓度不变，突然停顿光照；CO2固定受阻，C3还原继续进行。C5增加，C3下降，（CH2O）下降C3还原受阻，CO2固定继续进行。C5下降，C3增加，（CH2O）下降

分析23/83叶绿体中色素光合作用过程光反应阶段暗反应阶段光能co22c3H2O 水在光下分解C5ATPADP+Pi酶供能[H]供氢O2固定还原各种酶参加催化(CH2O)24/83●25/83光合作用探究历程P101干燥土壤90.8kg小柳树2.25kg只用雨水浇灌五年后柳树长大1648年海尔蒙特（比利时）试验试验前试验后改变土壤干重90.800kg90.743kg柳树2.25kg76.70kg结论：建造植物体原料是水分+74.75kg-0.057kg土壤烘干后称重26/83结论：植物能够更新空气有些人重复了普利斯特利试验，得到相反结果，所以有些人认为植物也能使空气变污浊？27/831779年，荷兰英格豪斯

普利斯特利试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，发觉了空气组成，人们才明确绿叶在光下放出是O2，吸收是CO2。光能化学能储存在什么物质中？1845年德国梅耶28/83黑暗处理一昼夜1864年德国萨克斯试验让一张叶片二分之一曝光二分之一遮光除去叶绿素酒精水（证实绿叶在光下制造淀粉）滴加碘液后或者用碘蒸气处理这片叶，发觉曝光二分之一呈深蓝色，遮光二分之一则没有颜色改变。29/831880恩格尔曼试验隔绝空气完全暴露在光下水绵和好氧细菌装片结论：氧是由叶绿体释放出来，叶绿体是光合作用场所。光合作用需要光照30/831939年鲁宾和卡门试验（同位素示踪法）结论：光合作用释放氧全部来自水。31/83美国卡尔文用14C标识14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中C在光合作用转化成有机物中碳路径，这一路径称为卡尔文循环。32/83年代科学家结论1771普利斯特利植物能够更新空气1779英格豪斯只有在光照下植物能够更新空气1845R.梅耶植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来1864萨克斯绿色叶片光合作用产生淀粉1880恩格尔曼氧由叶绿体释放出来。叶绿体是光合作用场所1939鲁宾卡门光合作用释放氧来自水。20世纪40代卡尔文光合产物中有机物碳来自CO233/83一、影响光合作用强度原因？内因：外因：光（强度、光质）CO2浓度温度矿质元素水分酶种类、数量色素种类、数量（叶面积）

CO2+H2O（CH2O）+O2光能叶绿体(色素、酶）34/83两种表示方法有什么区分呢？1.光照强度：光合速率0光照强度A图1图1纵坐标代表实际（总）光合速率图2纵坐标代表净光合速率怎样判断曲线图中纵坐标代表是总光合作用速率还是净光合作用速率？①不过原点曲线代表是净值；②题干交代“测定”值——一定是净值A、B、C、D点各代表意义？A：只进行呼吸作用；B：呼吸作用速率等于光合作用速率（光赔偿点）；C：最大光合速率；D：光饱和点（到达最大光合速率最小光照强度）净光合速率呼吸速率实际光合速率（总值）光饱和点AB光照强度0吸收量mg/dm2·hCO2C图2D35/83假如图中曲线表示是阳生植物，那么阴生植物曲线应该怎样？AB光照强度0吸收量mg/dm2·hCO2阳生植物阴生植物C释放量

CO2净光合速率呼吸速率实际光合速率（总值）

阴生植物光赔偿点、光饱和点

阳生植物

＜

净光合速率=总光合速率（实际值）－呼吸作用消耗值36/832.CO2浓度A:进行光合作用所需最低外界CO2浓度B:CO2饱和点光合速率0外界CO2浓度AB若为植物提供高浓度CO2，其光合作用速率情况将会怎样？提醒：在CO2饱和点之前，增加CO2浓度，光合作用速率提升；在CO2饱和点之后，增加CO2浓度，光合作用速率不再增加。37/83应用：温室栽培时适当提升CO2浓度办法：

①多施有机肥或农家肥；②大田生产“正其行，通其风”，即为提升CO2浓度、增加产量；③释放一定量干冰或给植物浇碳酸饮料(施NH4HCO3)。38/83温度对光合作用速率影响实质。提醒：光合作用是在酶催化下进行，温度经过影响酶活性而影响光合作用速率。3.温度分析该曲线在实际生产生活中有何应用。提醒：①冬天，温室栽培可适当提升温度；夏天，温室栽培又可适当降低温度。②白天适当提升温度，以提升光合作用速率，晚上适当降低温度，以降低细胞呼吸速率，确保植物有机物积累。39/834.矿质元素为何后段光合速率会下降？土壤溶液浓度过高使植物失水从而造成光合速率下降N——蛋白质（酶）,ATP,核酸……P——ATP、NADPH、磷脂……Mg——叶绿素K——茎秆健壮，又促进淀粉形成和向储存器官（块茎）运输40/835.水分

水分

①水分既是光合作用原料，又是化学反应媒介；在一定范围内,H20越多，光合速率越快，但到A点时，即H2O到达饱和时，光合速率不再增加。②水分是植物蒸腾对象。缺水→气孔关闭→CO2进入受阻→间接影响光合作用应用：合理浇灌。植物夏季为何“午休”？41/836.叶龄OA段——幼叶。随幼叶不停生长，叶面积增大，叶绿体增多，叶绿素含量增加，光合速率增加。AB段——壮叶。叶片面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率稳定。BC段——老叶。随叶龄增加，叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。应用办法：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶。可降低其呼吸作用消耗有机物。42/837.光合面积（叶面指数）OA段——随叶面积增大，光合作用实际量不停增大，A点为光合作用面积饱和点。超出A点，光合作用不再增强，原因是有很多叶被遮挡。OB段——干物质量随光合作用增强而增加。B点以后干物质量不再增加，原因是光合总量不变，但呼吸消耗量增大，所以干物质积累量不停降低如BC段。应用办法：叶面积指数不能超出

点，不然植物将入不敷出，无法生活下去。D①增加光合作用面积，如合理密植、间作和套种；②适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，防止陡长，封行过早。所谓叶面积指数是指植物叶面积和地表面积比值。

D43/83提升农作物光合强度办法：

注意多用一些适当、适量、合理等字眼1、适当提升光照强度、延长光照时间3、适当提升CO2浓度4、适当提升温度5、适当增加植物体内含水量6、适当增加矿质元素含量2、合理密植44/83多因子外界原因对光合作用强度影响及应用解读：P点：限制光合速率原因应为横坐标所表示因子，随其因子不停加强，光合速率不停提升。Q点：横坐标所表示原因不再是影响光合速率因子，要想提升光合速率，可采取适当提升图示其它因子。45/83

光照强度、温度和CO2浓度对光合作用影响是综合性，但在一些情况下会有一个起限制性主要原因。

综合原因和主要原因：46/83

光合作用有氧呼吸场所条件物质改变能量改变实质联络比较光合作用、呼吸作用光、色素、酶、H2O和CO2叶绿体细胞质基质、线粒体O2、酶、H2O、C6H12O6无机物转变成有机物有机物氧化分解成无机物

ATP中活跃化学能光能糖类等有机物中稳定化学能C6H12O6等有机物稳定化学能ATP中活跃化学能和热能合成有机物，储存能量分解有机物，释放能量光合作用为呼吸作用提供物质（有机物、O2）；呼吸作用为光合作用提供原料（CO2）47/83AB光照强度0吸收CO2C2C1abcA点：黑暗时，只进行细胞呼吸区分植物体吸收或释放与叶绿体吸收和释放CO2O2光合作用与呼吸作用关系48/83AB段：弱光下，光合作用小于细胞呼吸AB光照强度0吸收CO2C2C1abcO2CO2CO2O249/83B点：光赔偿点，光合作用等于细胞呼吸AB光照强度0吸收CO2C2C1abcO2CO250/83BC1段：强光下，光合作用大于细胞呼吸AB光照强度0吸收CO2C2C1abcO2CO2CO2O251/83拓展：三种速率表示方式返回目录项目表示方法净光合速率(又称表观光合速率)O2释放量、CO2吸收量、有机物积累量真正光合速率(又称实际光合速率)O2产生量、CO2固定量、有机物制造量呼吸速率(黑暗中测量)CO2释放量、O2吸收量、有机物消耗量52/8353/8354/8355/83O2产生量CO2消耗量

光合作用C6H12O6产生量

光合速率，通常以吸收CO2mg/h*cm2表示真正光合速率=净(表观)光合速率+呼吸速率光合作用计算：＝O2释放量＋呼吸作用耗O2量＝CO2吸收量＋呼吸作用CO2产生量＝光合作用C6H12O6积累量＋呼吸作用C6H12O6消耗量●56/83化能合成作用自养生物

以光为能源，以CO2和H2O（无机物）为原料合成糖类（有机物），糖类中储存着由光能转换来能量。比如绿色植物。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。比如人、动物、真菌及大多数细菌。化能合成作用

利用环境中一些无机物氧化时所释放能量来制造有机物。少数细菌，如硝化细菌。光能自养生物化能自养生物所需能量起源不一样（光能、化学能）57/83概念：能够利用体外环境中一些无机物氧化时所释放能量来制造有机物合成作用

比如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类细菌化能合成作用2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量硝化细菌2HNO2+O22HNO3+能量硝化细菌6CO2+6H2O2C6H12O6+6O2能量58/83自养生物：能够直接把从外界环境摄取无机物转变成为本身组成物质，并储存了能量一类生物化能合成作用异养生物：不能直接利用无机物制成有机物，只能把从外界摄取现成有机物转变成本身组成物质，并储存了能量一类生物59/83（1）试验流程打出小圆形叶片（30片）：用打孔器在生长旺盛绿叶上打出（直径=1cm）抽出叶片内气体：用注射器（内有清水、小圆形叶片）抽出叶片内气体（O2等）1.探究光照强度对光合作用强度影响（书105）60/83小圆形叶片沉到水底：将内部气体逸出小圆形叶片放入黑暗处盛有清水烧杯中，小圆形叶片全部沉到水底对照试验及结果：小圆形叶片加富含CO2清水光照强度

叶片浮起数量甲10片20mL

强多乙10片20mL

中中丙10片20mL

弱少烧杯项目试验结论：在一定范围内,伴随光照强度不停增强，光合作用强度不停增强（小圆形叶片中产生O2越多，浮起越多）。61/8362/831）BC段与AB段相比，曲线上升较缓，其原因是

；2)CD段与AB段相比，曲线上升较缓，其原因是

。3D点时植物生理活动过程特点是

。4）EF段说明此时植物光合作用速率

（填“较快”或“较慢”）其原因最可能是

________，5）EF段与DE段相比，其叶肉细胞中C5含量较

。6）24点与0点相比，植物体内有机物总量改变情况是

。夜间温度较低影响了呼吸酶活性光合作用吸收了部分CO2

光合作用速率与呼吸作用速率相等较慢光照过强，温度过高，气孔关闭，CO2降低大增加63/83提升农作物产量办法：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CO2供给控制必需矿质元素供给适时适量施肥提升复种指数温室中人工光照合理密植间作套种通风透光在温室中施有机肥，使用CO2发生器阴生植物阳生植物64/83影响光合作用原因及其在农业生产实践中应用归纳总结因素对光合作用影响应用温度温度低，酶促反应慢，光合速率低。随温度升高、光合速率加紧，温度过高时会影响酶活性，光合速率降低。温室栽培时，冬天适当升温，夏天适当降温；白天升至光合最适温度，晚上降低室温，减慢呼吸，积累有机物。CO2、水和矿质元素C02和水是光合作用原料，矿质元素直接或间接影响光合作用，在一定范围内CO2、H2O和矿质元素越多，光合作用速率越快，但当抵达各自饱和值时，就不再增加65/83因素对光合作用影响应用光光照强度（1）普通情况下，光合作用与光照强度呈正相关，光照强度在光赔偿点以上，植物才能正常生长。（2）光照强度抵达一定程度(光合作用饱和点)，光合作用速率不再增加。（1）阴生植物光赔偿点和光饱和点较低，重视间作套种，合理采伐；（2）适当间苗、修剪、合理施肥、浇水，防止徒长，封行过早（3）合理密植，增加光合作用面积；（4）重视轮作，延长光合作用时间；（5）重视处理营养生长。波长通常情况下，在红光下光合作用最快，蓝紫光次之，绿光最差，但白光最理想。光照面积（1）普通情况下，光合作用实际量与叶面积呈正相关；（2）当抵达面积饱和点后，因很多叶被挡在光赔偿点以下，光合作用不再增加，但呼吸加强，所以干物质积累量不停降低。66/831、测定植物光合作用速率，最简单有效方法是测定：

A.植物体内葡萄糖生成量

B.植物体内叶绿体含量

C.二氧化碳吸收量

D.植物体内水消耗量课堂测试67/832、在光合作用暗反应过程中，没有被消耗掉是（）

A、[H]B、C5化合物C、ATPD、CO2B3、与光合作用光反应相关是（）①H2O②ATP③ADP④CO2A.①②③B.②③④C.①②④D.①③④A4、将植物栽培在适宜光照、温度和充分C02条件下。假如将环境中C02含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内C3化合物、C5化合物和ATP含量改变情况依次是A.上升；下降；上升B.下降；上升；下降C.下降；上升；上升D.上升；下降；下降C68/835光合作用过程可分为光反应和暗反应两个阶段，以下说法正确是（）

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D6、光合作用过程中，产生ADP和消耗ADP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．③②B．③④

C．①②D．④③B69/837、光合作用过程正确次序是（）①二氧化碳固定②氧气释放③叶绿素吸收光能④水光解⑤三碳化合物被还原A.④③②⑤①B.④②③⑤①C.③②④①⑤D.③④②①⑤8、在暗反应中，固定二氧化碳物质是（）Ａ．三碳化合物Ｂ．五碳化合物Ｃ．［Ｈ］Ｄ．氧气ＤＢ70/839、在光照充分环境里，将黑藻放入含有18O水中，过一段时间后，分析18O放射性标识，最先（）A、在植物体内葡萄糖中发觉B、在植物体内淀粉中发觉C、在植物体内淀粉、脂肪、蛋白质中均可发觉D、在植