高中生物光合作用

1、生机勃勃的生物界,新叶伸向和煦的阳光,蚱蜢觊觎绿叶的芬芳,静静的小憩， 好去寻找更美的叶子！,我一定要好好的饱餐一顿！,等待，等待你就是我的佳肴！,他们都在为生存而获取能量！,我就要抓住你了！,我心飞翔，没有什么不可以超越！,能量总在我们每一个的细胞中激荡着，流动着！ 只有不断的摄取补充能量，我们的生命才能够维持下去！,动植物的生命活动都离不开什么？,能量的最终来源是什么？,光能通过什么途径转化成生物体可以利用的能量？,能量之源光与光合作用,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。,正常苗,白化苗,实验,绿

2、叶中色素的提取和分离,实验原理：提取 分离 目的要求：绿叶中色素的提取和分离 及色素的种类 材料用具：新鲜的绿叶、定性滤纸等、无水乙醇等,(无水乙醇),(层析液),思考问题,1、实验中无水乙醇的作用是什么？ 2、研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的目的是什么？ 3、实验过程中要求动作迅速并注意密封的原因是什么？ 4、画绿叶细线有什么要求？层析过程要注意什么？ 5、通过层析后，滤纸条上会呈现出几条色素带？说明了什么？ 6、这些色素分别是什么？,实验,绿叶中色素的提取和分离,方法步骤：,1.提取绿叶中的色素,2.制备滤纸条,要求：细、直、齐 重复23次,3.画滤液细线,4.分离绿叶中的色素,方法步骤：,5

3、、观察与记录实验结果,滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？,捕获光能的色素,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),（橙黄色）,（黄色）,（蓝绿色）,（黄绿色）,叶绿体中的色素：,色素的吸收光谱,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,树叶为什么是绿色？,叶绿素,类胡萝卜素,叶绿素a,叶绿素b,胡萝卜素,叶黄素,蓝绿色,黄绿色,橙黄色,黄 色,占3/4,吸收蓝紫光和红光,吸收蓝紫光,与光合作用有关的这些色素都存在于叶绿体中类囊体的薄膜上,一、捕获光能的色素,二、叶绿体的结构,1817年，两位法国科学家首次从植物中分离出

4、叶绿素，当时并不清楚叶绿素在植物细胞中的分布情况。,1865年，德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光合作用中的功能时，发现叶绿素并非普遍分布在植物的整个细胞中，而是集中在一个更小的结构里，后来人们称之为叶绿体。,叶绿体结构模式图,外膜,内膜,基粒,基质,每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成。这些囊状结构称为类囊体。吸收光能的四种色素就分布在类囊体的薄膜上。,而每个基粒都含有两个以上的类囊体，多者可达100个以上。叶绿体内有如此多的基粒和类囊体，极大地扩大了受光面积。,与光合作用有关的这些色素都存在于叶绿体中类囊体的薄膜上,类囊体和基质中，含有多种进行光合作用所必需的酶,资料分析：叶绿体的功能

5、,1,装片中好氧细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中。,装片中好氧细菌分布在叶绿体所有受光部位的周围。,氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。,2,结论：,叶绿体的被光束照射到的部位是光合作用的场所,结论：,现象：,现象：,没有空气黑暗,极 细 光 束,完 全 光 照,结论:,氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。,思考,恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处?,(1)选材方面，选用水绵为实验材料。水绵不仅具有细长的带状叶绿体，而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中，便于观察、分析研究。,(2)将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了光线和氧气的影响，从而确保实验正常进

6、行。,（3）选用了极细光束照射，并且选用好氧细菌检测，从而能够准确判断出水绵细胞中释放氧的部位。,（4）进行黑暗(局部光照)和曝光对比实验，从而明确实验结果完全是光照引起的。,三、光合作用的探索历程,1771年（英）普里斯特利的实验,植物可以更新空气；,1779年，荷兰的英格豪斯,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。,水,二氧化碳,氧气,光,？,光能,化学能,储存在什么物质中？,德国梅耶,1864年，萨克斯(德)的实验,（置于暗处几小时） 思考：目的是什么？,为了使绿叶中原有的

7、有机物消耗殆尽,绿色叶片,黑暗处理,一半曝光,一半遮光,变蓝,没有变蓝,碘 蒸 汽 处 理,萨克斯的实验（1864年）,过程：,绿色叶片在光的作用下产生了淀粉,光合作用需要光,结论:,20世纪30年代，鲁宾和卡门（美）的同位素标记实验：用氧的同位素18O分别标记H2O和CO2,使它分别成为H218O和C18O2。进行两组光合作用的实验：,结论：光合作用产生的氧气全部来自水，而不是来自CO2。,实验过程,20世纪40年， （美）卡尔文(Calvin),14CO2,小球藻,有机物的14C,结论：14CO2中的14C转化成有机物的14C。,光合作用探究历程(小结）,植物可以更新空气,只有在光照下植物

8、可以更新空气,植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来,绿色叶片光合作用产生淀粉,氧由叶绿体释放出来。叶绿体是光合作用的场所,光合作用释放的氧来自水,光合产物中有机物的碳来自CO2,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。,光合作用的概念：,CO2+H2O* (CH2O)+O2*,总反应式:,叶绿体,光,光合作用化学反应式：,光合作用过程,（1）光合作用分为哪几个阶段？分类依据是什么？,（2）每个阶段反应的条件、场所、物质变化、能量 变化如何？,四、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：

9、,场所：,类囊体的薄膜上,物质,能量,光能,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,还 原,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,能,固定,还原,酶,光反应,暗反应,光合作用总过程：,光合作用的第一阶段，必须有光才能进行,光合作用的第二阶段，有没有光都可以进行,光反应和暗反应的比较,场所,条件,物质变化,能量变化,光反应,暗反应,联系,基粒片层结构薄膜,叶绿体基质中,光、色素、酶、水、ADP 、Pi,

10、H、ATP、酶、 CO2 、C5,水的光解,ATP的生成,CO2的固定,C3的还原,光能ATP中活跃的化学能,ATP中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能,1、光反应为暗反应提供了还原剂H和能量ATP；,2、暗反应为光反应补充消耗掉的ADP和Pi。,光反应,H2O 2 H + 1/2O2,水的光解：,光合磷酸化：,暗反应,总结：,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）,from,from,from,from,光合作用的实质,把二氧化

11、碳和水合成糖类等有机物。,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等有机物稳定的化学能,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）,讨论： 条件变化时，各种物质合成量的动态变化,增加,减少,减少,减少或没有,减少,增加,增加,减少,影响光合作用强度的因素？,光照的长短与强弱；光的成分； CO2的浓度

12、；温度的高低、必需矿物质元素（N、P、Mg）、水分等。,1、适当提高CO2的浓度（温室大棚、合理密植）； 2、增加光照时间和光照强度； 3、白天适当增加温度，夜间适当降低温度； 4、农作物间距合理，选择适当的光源等； 5、合理施肥，提供必要的矿物质元素； 6、合理灌溉，提供适当水分。,增加农作物产量的几点做法：,五、光合作用原理的应用,探究环境因素对光合作用的影响,实验原理：利用真空渗入法排除叶内细胞间隙的空气，充以水分，使叶片沉于水中。 在光合作用过程中，植物吸收CO2 放出O2，由于O2在水中的溶解度很小，而在细胞间积累, 结果使原来下沉的叶片上浮，根据上浮所需的时间长短，即能比较光合作用

13、的强弱。,实验步骤：,打出小圆形叶片(30片)：用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出(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) 小圆形叶片沉水底：将抽出内部气体的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中，小圆形叶片全部沉到水底,实验流程,实验结论：在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强(小圆形叶片中产生的O2多，浮起的多)。,不同光照强度对光合作用的影响,图中A点含义： ； B点含义： ； C点表示： _ ；,光照强度为0，只进行呼吸作用,光合作用与呼吸作用强度相等,光合作用强度不再随光照强度增强而增强，称为光饱和点,自养生物,以光为能源

14、，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的能量。例如绿色植物。,异养生物,只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。例如人、动物、真菌及大多数的细菌。,化能合成作用,利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。少数的细菌，如硝化细菌。,光能自养生物,化能自养生物,所需的能量来源不同（光能、化学能）,2NH3+3O2,2HNO2+2H2O+能量,硝化细菌,2HNO2+ O2,硝化细菌,2HNO3+能量,CO2 + H2O,（CH2O）+ O2,1.叶绿体中的色素所吸收的光能，用于_ 和_;形成的_和_ 提供给暗反应。,2.光合作用的实质是：把_

15、和_转变为有机物，把_转变成_,贮藏在有机物中。,3.在光合作用中，葡萄糖是在_中形成的，氧气是在_中形成的，ATP是在_中形成的，CO2是在_固定的。,水的光解,形成ATP,H,ATP,CO2,H2O,光能,化学能,暗反应,光反应,光反应,暗反应,练一练,下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：,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_,F是_,J是_ 图中的H表示_， I表示_，H为I提供_,2,水,H,基质,用作还原剂，还原C3,ATP,光能,光反应,H和ATP,色素,C5化合物

16、,C3化合物,糖类,暗反应,将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的C02条件下。如果将环境中C02含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况依次是 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,C,某科学家用含有14C的CO2来追踪光合作用中的C原子，14C的转移途径是（ ） A、CO2 叶绿体 ATP B、CO2 叶绿素 ATP C、CO2 乙醇 糖类 D、CO2 三碳化合物 糖类,D,在光合作用过程中，能量的转移途径是 A、光能 ATP 叶绿素 葡萄糖 B、光能 叶绿素 ATP 葡萄糖 C、光能 叶绿素

17、 CO2 葡萄糖 D、光能 ATP CO2 葡萄糖,B,若白天光照充足，下列哪种条件对农作物增产有利 A.昼夜恒温25 B.白天温度15，夜间温度15 C.昼夜恒温15 D.白天温度25，夜间温度15,D,用下述容积相同的玻璃罩分别罩住大小、生长状况相同的天竺葵，光照相同的时间后，罩内O2最少的是 A绿色罩 B红色罩 C蓝色罩 D紫色罩,A,下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是（ ） A、增大O2浓度 B、增大CO2浓度 C、增强光照 D、调节室温,A,1、在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉的是（ ） A、H B、C5化合物 C、ATP D、CO2,B,2、与光合作用光反应有关的是（ ）

18、H2O ATP ADP CO2 A. B. C. D.,A,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,5、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,6、光合作用过程的正确顺序是（） 二氧化碳的固定 氧气的释放 叶绿素吸收光能水的光解三碳化合物被还原 A. B. C. D. 7、在暗反应中，固定二氧化碳的物质是（） 三碳化合物五碳化合物 氧气,8、绿叶中的色素能够在滤纸上彼此分离开的原因是 A. 色素