【人教版新教材】《光合作用与能量转化》优质课件1

第第4节节光合作用与能量转化光合作用与能量转化第第5章章细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用2024/1/17第4节 光合作用与能量转化第5章 细胞的能量供应和利用22024/1/17问题探讨问题探讨 你参观或听说过植物工厂吗？植物工厂在人工精密控你参观或听说过植物工厂吗？植物工厂在人工精密控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成分等条件制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成分等条件下，生产蔬菜和其他植物。有的植物工厂完全依靠下，生产蔬菜和其他植物。有的植物工厂完全依靠LEDLED灯灯等人工光源，其中常见的是红色、蓝色和白色的光源等人工光源，其中常见的是红色、蓝色和白色的光源。1 1、靠人工光源生产蔬菜有什么好处？、靠人工光源生产蔬菜有什么好处？2 2、为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件？、为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件？用人工光源生产蔬菜，用人工光源生产蔬菜，可以避免由于自然环境中光照强度不足导致光合作用可以避免由于自然环境中光照强度不足导致光合作用强度低而造成的减产强度低而造成的减产。同时，人工光源的强度和不同色光是。同时，人工光源的强度和不同色光是可以调控可以调控的，可以的，可以根根据植物生长的情况进行调节，以使蔬菜产量达到最大据植物生长的情况进行调节，以使蔬菜产量达到最大。影响光合作用的因素很多，既有植物自身条件，也有外界环境条件。二氧化影响光合作用的因素很多，既有植物自身条件，也有外界环境条件。二氧化碳浓度、营养液和温度碳浓度、营养液和温度是影响植物生长的重要外部条件是影响植物生长的重要外部条件，因此要进行控制，以便，因此要进行控制，以便让植物达到最佳的生长状态让植物达到最佳的生长状态。2022/9/26？问题探讨 你参观或听说过植物工厂吗？一、捕获光能的色素和结构一、捕获光能的色素和结构思考：思考：“白化苗白化苗”能持续正常地生长吗？能持续正常地生长吗？光合作用与细胞中的色素有关。光合作用与细胞中的色素有关。思考：细胞哪些结构含有色素？思考：细胞哪些结构含有色素？液泡：液泡：花青素花青素叶绿体：叶绿体：多种光合色素多种光合色素不能进行光合作用，不能持续正常地生长。不能进行光合作用，不能持续正常地生长。只有只有叶绿体叶绿体中的中的色素可以捕获光能。色素可以捕获光能。一、捕获光能的色素和结构思考：“白化苗”能持续正常地生长吗？实验原理：实验原理：1、绿叶中色素的提取：绿叶中的色素能够溶解在有、绿叶中色素的提取：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。机溶剂无水乙醇中。2、绿叶中色素的分离：绿叶中的色素都能溶解在层、绿叶中色素的分离：绿叶中的色素都能溶解在层析液中，不同的色素溶解度不同，溶解度越高的色析液中，不同的色素溶解度不同，溶解度越高的色素随层析液在滤纸上扩散速度越快。素随层析液在滤纸上扩散速度越快。绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离探究探究实践实践实验原理：绿叶中色素的提取和分离探究实践方法步方法步骤：称取称取5g5g左右的鲜叶，剪碎，左右的鲜叶，剪碎，放入研钵中。加少许的放入研钵中。加少许的二氧化硅二氧化硅（有助于研磨得充分）（有助于研磨得充分）和和碳酸钙碳酸钙(防止研磨中色素被破坏防止研磨中色素被破坏)与与10ml10ml无水乙醇无水乙醇。在研钵中迅速、充分。在研钵中迅速、充分地研磨。将研磨液进行过滤地研磨。将研磨液进行过滤（单（单层尼龙布）层尼龙布），及时用棉塞将试管，及时用棉塞将试管口塞严口塞严。1 1、提取绿叶中的色素、提取绿叶中的色素方法步骤：称取5g左右的鲜叶，剪碎，放入研钵中。加少许的二氧2 2、制备滤纸条、制备滤纸条将干燥的定性滤纸剪成将干燥的定性滤纸剪成宽度略小于试管直径、长度宽度略小于试管直径、长度略小于试管长度的滤纸条，略小于试管长度的滤纸条，再将滤纸条再将滤纸条一端剪去两角，一端剪去两角，并在距这一端底部并在距这一端底部1cm1cm处用处用铅笔画一条细的横线铅笔画一条细的横线。2、制备滤纸条将干燥的定性滤纸剪成宽度略小于试管直径、长度略3 3、画滤液细线、画滤液细线用毛细吸管吸取用毛细吸管吸取少量滤液，少量滤液，沿铅笔沿铅笔线均匀地画出一条线均匀地画出一条细线。待滤液干后，细线。待滤液干后，再重画一到两次再重画一到两次。3、画滤液细线用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条4 4、分离绿叶中的色素、分离绿叶中的色素注意：不能让滤液细线触及层析液注意：不能让滤液细线触及层析液 滤纸上的滤液细线如果触到层析液，滤液细线中的滤纸上的滤液细线如果触到层析液，滤液细线中的色素就会被层析液溶解，而不能在滤纸上扩散色素就会被层析液溶解，而不能在滤纸上扩散，实验就，实验就会失败。会失败。4、分离绿叶中的色素注意：不能让滤液细线触及层析液 滤5 5、观察与记录、观察与记录胡萝卜素（橙黄色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶黄素（黄色）叶绿素叶绿素a a（蓝绿色）（蓝绿色）叶绿素叶绿素b b（黄绿色）（黄绿色）排序从上到下：排序从上到下：叶绿素叶绿素a a色素带最宽，胡萝卜素色素带最窄色素带最宽，胡萝卜素色素带最窄说明说明绿叶中四种色素的绿叶中四种色素的含量含量不同不同，叶绿素，叶绿素a a最多，胡萝卜素最少。最多，胡萝卜素最少。叶绿素叶绿素叶黄素胡萝卜素叶绿素叶绿素叶黄素胡萝卜素类胡萝卜素类胡萝卜素叶绿素叶绿素滤纸条上的色素带说明了绿叶中的色素有滤纸条上的色素带说明了绿叶中的色素有4 4种，它们在层析液中的种，它们在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸条上扩散的快慢也不同；同时由于溶解度不同，随层析液在滤纸条上扩散的快慢也不同；同时由于4 4种色种色素的颜色不同，也说明不同色素吸收了不同波长的光。素的颜色不同，也说明不同色素吸收了不同波长的光。5、观察与记录胡萝卜素（橙黄色）排序从上到下：叶绿素a色素带10绿绿叶叶中中的的色色素素叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素（一）捕获光能的色素（一）捕获光能的色素叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素（蓝绿色）（蓝绿色）（黄绿色）（黄绿色）（橙黄色）（橙黄色）（黄色）（黄色）主要吸收主要吸收蓝紫光和蓝紫光和红光红光主要吸收主要吸收蓝紫光蓝紫光（约（约3/4）（约（约1/4）(3:1)(1:2)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)10绿叶中的色素叶绿素类胡萝卜素（一）捕获光能的色素叶绿素a叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光叶片为什么往往是绿色的呢？叶片为什么往往是绿色的呢？1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光叶片为什么往往是绿色的呢？实验表明：叶绿素实验表明：叶绿素a和和b在蓝紫光和红光部分都有在蓝紫光和红光部分都有很高的吸收峰，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。很高的吸收峰，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。叶绿素的吸收光谱叶绿素的吸收光谱1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)实验表明：叶绿素a和b在蓝紫光和红光部分都有很2024/1/17 植物工厂里为什么不用发绿光的光源植物工厂里为什么不用发绿光的光源?绿色光源发出绿色的光，这种波长的绿色光源发出绿色的光，这种波长的光线光线不能被光合色素吸收不能被光合色素吸收，因此无法用于，因此无法用于光合作用中制造有机物。光合作用中制造有机物。1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)2022/9/26 植物工厂里为什么不用发绿光的光源（二）叶绿体的结构适于进行光合作用（二）叶绿体的结构适于进行光合作用这些囊状结构称为这些囊状结构称为类囊体类囊体。吸收光能的四种色素就分布吸收光能的四种色素就分布在在类囊体薄膜上类囊体薄膜上。想一想：想一想：叶绿体内有如此多的基粒和类囊叶绿体内有如此多的基粒和类囊体，有什么作用？体，有什么作用？极大地扩展了受光的面积。极大地扩展了受光的面积。吸收、传递、转化光能。吸收、传递、转化光能。（只有特殊状态下的叶绿素只有特殊状态下的叶绿素a a可以转化光能可以转化光能）色素的功能？色素的功能？内膜内膜外膜外膜基粒基粒类囊体腔类囊体腔基质基质1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)（二）叶绿体的结构适于进行光合作用这些囊状结构称为类囊体。吸现象：装片中需氧细菌只现象：装片中需氧细菌只向叶绿体向叶绿体被光束照射到的被光束照射到的部位部位集中。集中。现象：装片中现象：装片中需需氧细菌分氧细菌分布在布在叶绿体所有受光的部叶绿体所有受光的部位。位。结论：氧气是由叶绿体释放出来的，结论：氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体叶绿体是光合作用的场所。是光合作用的场所。18801880年，恩格尔曼的实验（一）年，恩格尔曼的实验（一）1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)现象：装片中需氧细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中。现象：现象：现象：用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的需氧细菌聚集在的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域红光和蓝紫光区域。结论：结论：叶绿体中的色素叶绿体中的色素主要主要通过通过吸收红光和蓝紫光吸收红光和蓝紫光来进来进行光合作用。行光合作用。蓝蓝紫紫光光红光18801880年，恩格尔曼的实验（二）年，恩格尔曼的实验（二）1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)现象：用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的需氧细菌聚2024/1/17思考思考讨论讨论1 1、恩格尔曼第一个实验的结论是什么恩格尔曼第一个实验的结论是什么？2 2、恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？、恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？3 3、在第二个实验中，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，为什么？、在第二个实验中，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，为什么？4 4、综合上述资料，你认为叶绿体具有什么功能？、综合上述资料，你认为叶绿体具有什么功能？恩格尔曼第一个实验的结论是：恩格尔曼第一个实验的结论是：氧气氧气是由是由叶绿体叶绿体释放释放出来的出来的，叶绿体叶绿体是是光合作用的场所光合作用的场所。实验材料选择水绵和需氧细菌，实验材料选择水绵和需氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察，用用需氧细菌可确定释放氧气多的部位需氧细菌可确定释放氧气多的部位；没有空气的黑暗环境排除了氧气和光没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰的干扰；用；用极细的光束照射极细的光束照射，叶绿体上有光照多和光照少的部位，叶绿体上有光照多和光照少的部位，相当于一相当于一组对比实验组对比实验；临时装片；临时装片暴露在光下暴露在光下的实验的实验再一次验证再一次验证了实验结果，等等。了实验结果，等等。这是因为水绵叶绿体上的这是因为水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在此波长光，在此波长光的照射下，的照射下，叶绿体会释放氧气叶绿体会释放氧气，适于需氧细菌在此区域分布，适于需氧细菌在此区域分布。叶绿体是进行光合作用的场所，并且能够吸收特定波长的光叶绿体是进行光合作用的场所，并且能够吸收特定波长的光。1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)2022/9/26思考讨论1、恩格尔曼第一个实验的结论是什2024/1/17课后练习课后练习二、拓展应用二、拓展应用1、有有关关。不不同同颜颜色色的的藻藻类类吸吸收收不不同同波波长长的的光光。藻藻类类本本身身的的颜颜色色是是反反射射出出来来的的光光所所形形成成的的，即即红红藻藻反反射射出出红红光光，绿绿藻藻反反射射出出绿绿光光，褐褐藻藻反反射射出出黄黄色色的的光光。水水对对红红、橙橙光光的的吸吸收收比比对对蓝蓝、绿绿光光的的吸吸收收要要多多，即即到到达达深深水水层层的的光光线线是是短短波波长长的的光光，因因此此，吸吸收收红红光光和和蓝蓝紫紫光光较较多多的的绿绿藻藻分分布布于于海海水水的的浅浅层层，吸吸收收蓝蓝紫紫光光和和绿绿光光较较多多的的红红藻分布于海水深的地方。藻分布于海水深的地方。2、与与传传统统生生产产方方式式相相比比，植植物物工工厂厂生生产产蔬蔬菜菜可可以以精精确确控控制制植植物物的的生生长长周周期期、生生长长环环境境、上上市市时时间间等等，但但同同时时面面临临技技术术难难度度大大、操操控要求高、需要掌握各种不同蔬菜的生理特性控要求高、需要掌握各种不同蔬菜的生理特性等问题。等问题。1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)2022/9/26课后练习二、拓展应用16光合作用与能量转化19二、光合作用的原理和应用二、光合作用的原理和应用 光合作用是指绿色植物光合作用是指绿色植物通过叶绿体通过叶绿体，利用，利用光能光能，把，把二氧化碳和水二氧化碳和水转化成储存着能量的转化成储存着能量的有机物有机物，并且，并且释放出氧气释放出氧气的过程。的过程。1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)19二、光合作用的原理和应用 光合作用是指绿色植20场所：场所：动力：动力：原料：原料：产物：产物：叶绿体叶绿体二氧化碳、水二氧化碳、水CO2+H2O光能光能叶绿体叶绿体（CH2O)+O2光能光能有机物（主要是糖类）、氧气有机物（主要是糖类）、氧气总反应式：总反应式：6CO2+12H2O C6H12O6+6O2 +6H2O光能光能叶绿体叶绿体1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)20场所：动力：原料：产物：叶绿体二氧化碳、水CO2 +2024/1/17探索光合作用原理的部分实验探索光合作用原理的部分实验思考思考讨论讨论实验实验一：一：19371937年，英国植物学家希尔（年，英国植物学家希尔（R.HillR.Hill）发现，在离体叶绿体）发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H H2 2O O，没有，没有COCO2 2），在），在光照下可以释放出氧气。光照下可以释放出氧气。1 1、希希尔尔的的实实验验说说明明水水的的光光解解产产生生氧氧气气，是是否否说说明明植植物物光光合合作作用用产产生生的的氧氧气气中中的的氧元素全部都来自水氧元素全部都来自水？2 2、希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？、希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？不能说明。不能说明。希尔反应仅说明了离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光解，希尔反应仅说明了离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光解，产生氧气。该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也没有直接观察到氧元素产生氧气。该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也没有直接观察到氧元素的转移。的转移。能够说明。能够说明。希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的，悬浮液中有希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的，悬浮液中有H H2 2O O，没有合成糖的另一种必需原料没有合成糖的另一种必需原料COCO2 2，因此，该实验说明水的光解并非必须，因此，该实验说明水的光解并非必须与糖的合成相关联，暗示着与糖的合成相关联，暗示着希尔反应是相对独立的反应阶段希尔反应是相对独立的反应阶段。1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)2022/9/26探索光合作用原理的部分实验思考讨论实验一223、分析鲁宾和卡门做的实验，你能得出什么结论、分析鲁宾和卡门做的实验，你能得出什么结论？光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于水，而并光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于水，而并不来源于不来源于CO2。实验二：实验二：19411941年，美国科学家鲁宾（年，美国科学家鲁宾（S.RubenS.Ruben）和卡门（）和卡门（M.KamenM.Kamen）思考思考讨论讨论1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)223、分析鲁宾和卡门做的实验，你能得出什么结论？234、尝试用示意图来表示、尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。的合成与希尔反应的关系。实验三：实验三：19541954年，美国科学家阿尔农（年，美国科学家阿尔农（D.ArnonD.Arnon）发现，）发现，在光照下，叶绿体可合成在光照下，叶绿体可合成ATPATP。19571957年，他发现这一过程总年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。是与水的光解相伴随。思考思考讨论讨论H2O O2+NADPH +能量能量光照光照叶绿体叶绿体ADP+Pi ATP1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)234、尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。（一）光合作用的原理（一）光合作用的原理光反应光反应暗反应（碳反应）暗反应（碳反应）划分依据划分依据：反应过程反应过程是否需要光能是否需要光能1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)（一）光合作用的原理光反应暗反应（碳反应）划分依据：反应过程H H2 2O O类囊体薄膜类囊体薄膜酶酶ADP PiATP1 1、光反应阶段、光反应阶段光、色素、酶光、色素、酶叶绿体内的类囊体薄膜上叶绿体内的类囊体薄膜上水的光解：水的光解：2H2O4H+O2光能光能NADP+ATPATP的合成：的合成：ADPADPPi Pi 能量（能量（光能光能）ATPATP酶酶条件：条件：场所：场所：物质变化：物质变化：能量变化能量变化：光能光能转变为转变为活跃的化学能活跃的化学能储存在储存在ATPATP和和NADPHNADPH中。中。H+NADPHNADPH：供还原剂、供氢、供能：供还原剂、供氢、供能1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)H2O类囊体薄膜酶ADP PiATP1、光反应阶段光、色CO2 2糖类糖类五碳化合物五碳化合物 C C5 5 COCO2 2的的固定固定三碳化合物三碳化合物 2C2C3 3C C3 3的的还原还原 叶绿体基质叶绿体基质 多种酶多种酶NADPHATPCOCO2 2的固定：的固定：COCO2 2C C5 5 2C 2C3 3酶酶C C3 3的还原：的还原：ATP、NADPH条件：条件：场所：场所：物质变化：物质变化：能量变化：能量变化：叶绿体的基质中叶绿体的基质中多种酶、多种酶、NADPH NADPH、ATPATPATPATP、NADPHNADPH中活跃的化学能中活跃的化学能转变为转变为糖类等糖类等有机物中有机物中稳定的化学能稳定的化学能2C3(CH2O)C5酶酶糖类糖类2 2、暗反应阶段、暗反应阶段1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)CO2糖类五碳化合物 C5 CO2的固定三碳化合物 2C273 3、光合作用的过程：、光合作用的过程：叶绿体中的色素H+ADP+PiATP酶2C3C5CO2（CH2O）多种酶参加催化还还原原固固定定H2OO2光光能能光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段（类囊体薄膜上）（类囊体薄膜上）（叶绿体基质中）（叶绿体基质中）光能光能活跃的化学能活跃的化学能有机物中有机物中稳定的化学能稳定的化学能NADPHNADP+酶1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)273、光合作用的过程：叶绿体中的色素H+ADP+PiATP条件条件首先变化物质首先变化物质随后变化物质随后变化物质 光照增强光照增强COCO2 2供应不变供应不变 光照减弱光照减弱COCO2 2供应不变供应不变 光照不变光照不变COCO2 2供应增加供应增加 光照不变光照不变COCO2 2供应减弱供应减弱NADPHNADPH、ATPATP增加增加C C3 3减少，减少，C C5 5增加增加NADPHNADPH、ATPATP减少减少C C3 3增加，增加，C C5 5减少减少C C5 5减少，减少，C C3 3增加增加C C5 5增加，增加，C C3 3减少减少NADPHNADPH、ATPATP减少减少NADPHNADPH、ATPATP增加增加分析叶绿体中分析叶绿体中C C3 3、C C5 5、NADPHNADPH、ATPATP的动态变化的动态变化1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)条件首先变化物质随后变化物质 光照增强 光照减弱 光照不变 联系联系光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段条件条件场所场所物质变化物质变化能量变化能量变化光光、色素、酶、色素、酶酶、酶、ATPATP、NADPHNADPH叶绿体类囊体薄膜上叶绿体类囊体薄膜上叶绿体基质中叶绿体基质中水的光解；水的光解；ATPATP的的合成合成COCO2 2的固定；的固定；C C3 3的还原的还原ATPATP、NADPHNADPH中中活跃化学能活跃化学能光能光能ATPATP、NADPHNADPH中中活跃化学能活跃化学能有机物中稳有机物中稳定化学能定化学能光反应是暗反应的基础，为暗反应提供光反应是暗反应的基础，为暗反应提供NADPHNADPH和和ATPATP，暗反应为光反应提供，暗反应为光反应提供NADPNADP+和和ADPADP、PiPi思考思考讨论讨论光反应和暗反应的区别与联系光反应和暗反应的区别与联系1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)光反应阶段暗反应阶段条件场所物质变化能量变化光、色素、酶酶、影响光合作用的因素：影响光合作用的因素：（二）光合作用原理的应用（二）光合作用原理的应用1 1、影响光合作用的、影响光合作用的内部因素内部因素：（1 1）光合色素的含量；）光合色素的含量；（2 2）酶的数量和活性等；）酶的数量和活性等；（3 3）C C5 5化合物的含量。化合物的含量。光合作用强度：光合作用强度：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。的数量。1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)影响光合作用的因素：（二）光合作用原理的应用1、影响光合作用2024/1/17探究探究实践实践探究环境因素探究环境因素（光照强度光照强度）对光合作用强度的影响）对光合作用强度的影响方法步骤：方法步骤：1 1、取、取生长旺盛的绿叶生长旺盛的绿叶，用直径为，用直径为0.6cm0.6cm的打孔器打出的打孔器打出圆形小叶片圆形小叶片3030片片（避开大的叶脉）。（避开大的叶脉）。2 2、将圆形小叶片置于注射器内。注射器内吸入清水，待排出注射器内、将圆形小叶片置于注射器内。注射器内吸入清水，待排出注射器内残留的空气后，用手指堵住注射器前端的小孔并缓慢地拉动活塞，使圆残留的空气后，用手指堵住注射器前端的小孔并缓慢地拉动活塞，使圆形小叶片内的气体溢出。这一步骤可能需要重复形小叶片内的气体溢出。这一步骤可能需要重复2 23 3次。次。处理过的小叶处理过的小叶片因为细胞间隙充满了水，所以全部沉到水底片因为细胞间隙充满了水，所以全部沉到水底。3 3、将处理过的圆形小叶片，放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。、将处理过的圆形小叶片，放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。4 4、取、取3 3只小烧杯，分别倒入富含只小烧杯，分别倒入富含COCO2 2的清水。的清水。5 5、向、向3 3只小烧杯中只小烧杯中各放入各放入1010片圆形小叶片片圆形小叶片，然后分别置于，然后分别置于强、中、弱三强、中、弱三种光照下种光照下。实验中，可用。实验中，可用5W5W的的LEDLED灯作为光源，利用灯作为光源，利用小烧杯与光源的距小烧杯与光源的距离离来来调节光照强度调节光照强度。6 6、观察并记录同一时间段内各实验装置中、观察并记录同一时间段内各实验装置中圆形小叶片浮起的数量圆形小叶片浮起的数量。1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)2022/9/26探究实践探究环境因素（光照强度）对光合作 （1 1）光照强度：）光照强度：A A:B B:C C:呼吸强度呼吸强度光补偿点光补偿点光饱和点光饱和点2 2、影响光合作用的、影响光合作用的环境因素环境因素 真正光合速率真正光合速率真正光合速率真正光合速率=净光合速率净光合速率净光合速率净光合速率+呼吸速率呼吸速率呼吸速率呼吸速率应用：应用：（1）轮作：延长光合作用时间）轮作：延长光合作用时间（2）间种、合理密植）间种、合理密植：增加光合作用面积增加光合作用面积1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)（1）光照强度：A:呼吸强度2、影响光合作用的环境因素 （2 2）COCO2 2浓度浓度应用：应用：在农业生产上可以通过在农业生产上可以通过“正其行，通其风正其行，通其风”，增施农家肥等措施增大，增施农家肥等措施增大COCO2 2浓度，提高光能利用率。浓度，提高光能利用率。1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)（2）CO2浓度应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”（3 3）温度）温度应用：应用：温室栽培可适当提高昼夜温差，保证植物有机物温室栽培可适当提高昼夜温差，保证植物有机物的积累。的积累。1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)（3）温度应用：温室栽培可适当提高昼夜温差，保证植物有机物的综合因素：综合因素：曲线分析：（曲线分析：（1）P点：此点之前，限制光合作用速率的因素点：此点之前，限制光合作用速率的因素为横坐标所标示的因子，随着该因子的不断加强，光合作用速为横坐标所标示的因子，随着该因子的不断加强，光合作用速率不断提高；率不断提高；（2）Q点：此点时，横坐标所标示的因子不再是影响光合作点：此点时，横坐标所标示的因子不再是影响光合作用速率的因素，影响因素为坐标图中三条曲线所标示出的其他用速率的因素，影响因素为坐标图中三条曲线所标示出的其他因素。因素。1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)综合因素：曲线分析：（1）P点：此点之前，限制光合作用速率的36（三）光合作用的意义（三）光合作用的意义（1 1）制造有机物：地球上的植物每年可以制造（）制造有机物：地球上的植物每年可以制造（4 45 5）10101111t t有机物，为包括人类在内的几乎所有的生物有机物，为包括人类在内的几乎所有的生物提供物质来源。提供物质来源。（2 2）转化太阳能：绿色植物每年可以转化太阳能）转化太阳能：绿色植物每年可以转化太阳能3103108 8kJkJ，是地球上几乎所有生物的能量来源。，是地球上几乎所有生物的能量来源。（3 3）维持）维持O O2 2和和COCO2 2含量的相对稳定。含量的相对稳定。1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)36（三）光合作用的意义（1）制造有机物：地球上的植物每年可（五）光合作用与呼吸作用的区别（五）光合作用与呼吸作用的区别光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用原料原料 CO CO2 2、H H2 2O OO O2 2、葡萄糖等有机物、葡萄糖等有机物产物产物 O O2 2、葡萄糖等有机物、葡萄糖等有机物 CO CO2 2、H H2 2O O等等能量能量转换转换贮藏能量的过程：贮藏能量的过程：光能光能活跃的化学能活跃的化学能稳稳定的化学能定的化学能释放能量的过程：释放能量的过程：稳定的化学能稳定的化学能活跃活跃的化学能、热能的化学能、热能发生发生部位部位 叶绿体叶绿体细胞质基质、线粒体细胞质基质、线粒体发生发生条件条件 光照下才可发生光照下才可发生光下、暗处都可发生光下、暗处都可发生1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)（五）光合作用与呼吸作用的区别光合作用呼吸作用原料 38自养生物：自养生物：能够直接把从外界环境摄取的无机物转变成为自能够直接把从外界环境摄取的无机物转变成为自身的组成物质，并储存能量的一类生物。身的组成物质，并储存能量的一类生物。异养生物：异养生物：不能直接利用无机物制成有机物，只能把从外界不能直接利用无机物制成有机物，只能把从外界摄取的现成的有机物转变成自身的组成物质，并储存能量的摄取的现成的有机物转变成自身的组成物质，并储存能量的一类生物。一类生物。三、化能合成作用三、化能合成作用包括人、动物、真菌以及大多数细菌。包括人、动物、真菌以及大多数细菌。包括绿色植物、蓝细菌、光合细菌等生物（光合作用）包括绿色植物、蓝细菌、光合细菌等生物（光合作用）硝化细菌等生物（化能合成作用）硝化细菌等生物（化能合成作用）1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)38自养生物：能够直接把从外界环境摄取的无机物转变成为自身的39例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌。例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌。2NH2NH3 3+3O+3O2 2 2HNO 2HNO2 2+2H+2H2 2O+O+能量能量硝化细菌硝化细菌2HNO2HNO2 2+O+O2 2 2HNO 2HNO3 3+能量能量硝化细菌硝化细菌COCO2 2+H+H2 2O O （CHCH2 2O O）+O+O2 2能量能量硝化细菌硝化细菌化能合成作用化能合成作用：能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所：能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用释放的能量来制造有机物的合成作用。三、化能合成作用三、化能合成作用1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)39例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌。2NH31、研磨绿叶时要加入碳酸钙，其目的是、研磨绿叶时要加入碳酸钙，其目的是()A使各种色素溶解在丙酮中使各种色素溶解在丙酮中B使研磨充分使研磨充分C防止色素分子被破坏防止色素分子被破坏D加速研磨加速研磨2、对对“叶叶绿绿体体中中色色素素的的提提取取和和分分离离”实实验验，下下列列描描述述正正确确的的是是()A将将5g新新鲜鲜完完整整的的菠菠菜菜叶叶，放放入入研研钵钵中中，加加入入丙丙酮酮、石石英英砂砂、CaCO3以后，迅速研磨以后，迅速研磨B用用毛毛细细吸吸管管吸吸取取少少量量滤滤液液；沿沿铅铅笔笔线线处处小小心心均均匀匀地地划划出出一一条条滤液细线，并连续迅速地重复划滤液细线，并连续迅速地重复划23次次C把把划划好好细细线线的的滤滤纸纸条条插插入入层层析析液液中中，并并不不断断摇摇晃晃，以以求求加加快快色素在滤纸条上的扩散色素在滤纸条上的扩散D色色素素分分子子是是有有机机物物，不不溶溶于于水水，所所以以研研磨磨过过程程中中加加入入乙乙醇醇是是为了溶解色素为了溶解色素CD课堂练习课堂练习1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1、研磨绿叶时要加入碳酸钙，其目的是()2、对3、下下图图所所示示“叶叶绿绿体体中中色色素素的的提提取取和和分分离离”实实验验的的装装置置正正确确的的是是（）4、纸纸 层层 析析 法法 分分 离离 叶叶 绿绿 体体 色色 素素 时时,滤滤 纸纸 上上 最最 下下 端端 的的 色色 素素 名名 称称 和和 颜颜 色色 分分 别别 是是()A橙黄色的胡萝卜素橙黄色的胡萝卜素B黄色的叶黄素黄色的叶黄素C蓝绿素的叶绿素蓝绿素的叶绿素aD黄绿色的叶绿素黄绿色的叶绿素b5、光光 合合 作作 用用 过过 程程 中中，产产 生生 ADP和和 消消 耗耗 ADP的的 部部 位位 在在 叶叶 绿绿 体体 中中 依依 次次 为为 ()外膜外膜内膜内膜叶绿体叶绿体基质基质类囊体类囊体薄薄膜膜ABCDBDB课堂练习课堂练习1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)3、下图所示“叶绿体中色素的提取和分离”实验的装置正确的是2024/1/176 6、在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉的是（、在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉的是（）A A、NADPH BNADPH B、C C5 5化合物化合物 C C、ATP DATP D、COCO2 27 7、与光合作用光反应有关的是（、与光合作用光反应有关的是（）H H2 2O ATP ADP COO ATP ADP CO2 2 A.B.C.D.A.B.C.D.8 8、将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的、将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的C0C02 2条件下。如果将环境条件下。如果将环境中中C0C02 2含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的C C3 3化合物、化合物、C C5 5化合物化合物和和ATPATP含量的变化情况依次是含量的变化情况依次是（）A.A.上升；下降；上升上升；下降；上升 B.B.下降；上升；下降下降；上升；下降 C.C.下降；上升；上升下降；上升；上升 D.D.上升；下降；下降上升；下降；下降BAC课堂练习课堂练习1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)2022/9/266、在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉2024/1/17课后练习课后练习二、拓展应用二、拓展应用1、（、（1）光照强度逐渐增大）光照强度逐渐增大（2）此此时时温温度度很很高高，导导致致气气孔孔大大量量关关闭闭，CO2无无法法进进入入叶叶片片组组织织，致使光合作用暗反应受到限制致使光合作用暗反应受到限制（3）光照强度不断减弱）光照强度不断减弱（4）光照强度、温度）光照强度、温度（5）根根据据本本题题信信息息，可可以以利利用用温温室室大大棚棚控控制制光光照照强强度度、温温度度的的方方式式，如如补补光光、遮遮阴阴、生生炉炉子子、喷喷淋淋降降温温等等，提提高高绿绿色色植植物物光光合合作作用强度。用强度。2、植植物物的的生生活活需需要要水水、无无机机盐盐、阳阳光光、适适宜宜的的温温度度、空空气气（含含有有二二氧氧化化碳碳）。从从给给出出的的信信息息可可以以看看出出，植植物物生生长长的的基基本本条条件件都都是是满满足足的的，因因此此，只只要要没没有有病病虫虫害害等等不不利利因因素素，这这株株植植物物就就能能够够生生存一段时间。但究竟能够生存多长时间，涉及的问题很多。存一段时间。但究竟能够生存多长时间，涉及的问题很多。1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)1616光合作用与能量转化(共4343张PPT)PPT)2022/9/26课后练习二、拓展应用16光合作用与能量转化