光能的捕获和利用课件

绿色植物通过绿色植物通过 ，利用，利用 ，把把 和和 合成为储存能量的合成为储存能量的 ，同时，同时释放释放 的过程，叫做光合作用。的过程，叫做光合作用。光合作用的定义光合作用的定义叶绿体叶绿体光能光能二氧化碳二氧化碳水水有机物有机物氧气氧气叶绿体叶绿体光照光照CO2和和H2O有机物和有机物和O2n反应场所反应场所n反应条件反应条件n反应原料反应原料n反应生成物反应生成物五年后1、1642年，海尔蒙特实验柳树增重柳树增重柳树增重柳树增重74.4774.47kgkg土壤减少土壤减少土壤减少土壤减少0.060.06kgkg一、光合作用的发现一、光合作用的发现结论：植物可以更新空气结论：植物可以更新空气17791779年，英格豪斯年，英格豪斯18641864年年 德国德国 萨克斯萨克斯结论：光合作用的产生淀粉。光合作用的产生淀粉。光合作用需要光光合作用需要光黑暗处理几个小时黑暗处理几个小时一半遮光一半遮光一半曝光一半曝光酒精酒精水水酒精脱色酒精脱色碘蒸气处理碘蒸气处理曝光的一半呈深蓝色，曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半不呈蓝色。遮光的一半不呈蓝色。漂洗漂洗18801880年，恩格尔曼实验年，恩格尔曼实验恩格尔曼实验的结论是什么？恩格尔曼实验的结论是什么？O2是叶绿体产生的是叶绿体产生的 光合作用需光光合作用需光完全曝光完全曝光1940年（美国）鲁宾与卡门实验年（美国）鲁宾与卡门实验第第一一组组第第二二组组H2180C02H20C18O2第第二二组组180202小球藻悬液小球藻悬液光合作用产生的光合作用产生的O2来自于来自于H2O。19401940年，年，鲁宾和卡门鲁宾和卡门（同位素标记法）右图为鲁宾和卡门利用同位素标右图为鲁宾和卡门利用同位素标记法进行的实验示意图。图中记法进行的实验示意图。图中A物质物质与与B物质相对分子质量的比是（物质相对分子质量的比是（）A.1：2 B.8：9 C.2：1 D.9：8BACO2H218O光照射下的小球藻悬液C18O2H2OD叶绿体的结构叶绿体的结构外膜外膜内膜内膜基粒基粒基质基质类囊体类囊体捕获光能的色素分布在捕获光能的色素分布在_类囊体的薄膜上类囊体的薄膜上（1 1）提取绿叶的色素）提取绿叶的色素 原理：色素能溶解在原理：色素能溶解在有机溶剂丙酮（或无水乙有机溶剂丙酮（或无水乙醇）中，所以可用醇）中，所以可用丙丙酮酮（无水乙醇）提取色素。无水乙醇）提取色素。称取称取5g的绿叶，去中脉，剪碎，放入研钵中的绿叶，去中脉，剪碎，放入研钵中。一、捕获光能的色素一、捕获光能的色素1.1.色素的种类色素的种类（二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可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。）防止研磨中色素被破坏。）少许二氧化硅和碳酸钙少许二氧化硅和碳酸钙再放入再放入10mL10mL丙酮（无水丙酮（无水乙醇）乙醇）迅速、充分的研磨迅速、充分的研磨 将研磨液迅速倒入玻将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤。璃漏斗中进行过滤。收集滤液收集滤液,封口。封口。（2 2）制备滤纸条）制备滤纸条铅笔线铅笔线画画铅笔细线铅笔细线（3 3）画滤液细线）画滤液细线要求：要求：细、直细、直、齐齐 重复重复2323次次（4）分离绿叶中的色素分离绿叶中的色素 原理：色素随层析液在滤纸条上扩散原理：色素随层析液在滤纸条上扩散速度不同，从而分离色素。速度不同，从而分离色素。层析液层析液培养皿培养皿层析液不能没及滤液线层析液不能没及滤液线 溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢慢层析液层析液滤液细线捕获光能的色素和结构捕获光能的色素和结构对大多数生物，活细胞所需能量的最终源头是对大多数生物，活细胞所需能量的最终源头是_。太阳能太阳能捕捕获获光光能能的的色色素素类胡萝类胡萝卜素卜素叶绿素叶绿素胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b(占占1/4)(占占3/4)滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？叶绿体中的叶绿体中的色素提取液色素提取液四种色素对光的吸收四种色素对光的吸收叶绿素主要吸收叶绿素主要吸收_类胡萝卜素主要吸收类胡萝卜素主要吸收_蓝紫光蓝紫光蓝紫光、红光蓝紫光、红光绿叶中的色素及功能：色素本身的颜色种类叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素蓝绿色黄绿色橙黄色黄色选吸收光能红橙光蓝紫光蓝紫光backback水绵水绵好氧细菌好氧细菌1883年年 生物学家恩吉尔曼生物学家恩吉尔曼H H2 2O O类囊体膜类囊体膜酶酶Pi ADPATP光反应阶段光反应阶段光、色素、酶光、色素、酶叶绿体内的叶绿体内的类囊体薄膜类囊体薄膜上上水的光解：水的光解：H2O H +O2光能光能（还原剂）（还原剂）ATP的合成：的合成：ADPPi 能量能量（光能光能）ATP酶酶光能光能 电能电能 ATP中中活跃的活跃的化学能化学能H场所：场所：条件：条件：物质变化物质变化能量变化能量变化进入叶绿进入叶绿体基质，体基质，参与暗反参与暗反应应供暗反供暗反应使用应使用CO2 2 五碳化合物五碳化合物 C5 CO2的的固定固定三碳化合物三碳化合物 2C3C C3 3的的还原还原叶绿体基质叶绿体基质多种酶多种酶H H2 2O O类囊体膜类囊体膜酶酶Pi ADPATPH糖类糖类暗反应阶段暗反应阶段CO2的固定：的固定：CO2C5 2C3酶酶C3的还原：的还原：ATPH、ADP+Pi叶绿体的叶绿体的基质基质中中 ATP中中活跃活跃的的化学能化学能转变为转变为糖类糖类等等 有机物中有机物中稳定稳定的的化学能化学能2C3 (CH2O)酶酶糖类糖类H、ATP、酶、酶场所：场所：条件：条件：物质变化物质变化能量变化能量变化CO2 2 五碳化合物五碳化合物 C5 CO2的的固定固定三碳化合物三碳化合物 2C3叶绿体基质叶绿体基质多种酶多种酶糖类糖类ATPH叶绿体叶绿体中的色中的色素素光合作用的过程光合作用的过程光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段光能光能co22c3H2O水在光下分解水在光下分解C5ATPADP+Pi酶酶供能供能H供氢供氢O2 固固 定定还还 原原多种酶多种酶参加催化参加催化(CH2O)氨基酸氨基酸,脂肪脂肪返回返回表一表一 光合作用的过程光合作用的过程光反应光反应暗反应暗反应叶绿体类囊体的薄膜上叶绿体类囊体的薄膜上叶绿体基质中叶绿体基质中叶绿体色素、酶、光能叶绿体色素、酶、光能有光、无光、酶有光、无光、酶H2O、ADP、Pi、NADP+CO2、C5、ATP、NADPHCO2+C5 2C3酶酶2H2O 4H+O2酶酶ADP+Pi+能量能量 ATP酶酶2 C3 C5+（CH2O）ATP ADP+PiNADPH NADP+酶NADP+2 e-+H+能量能量 NADPH酶酶光能转变为光能转变为ATP、NADPH中活跃的中活跃的化学能化学能ATP、NADPH中的活跃化学能中的活跃化学能转变为有机物中稳定的化学能转变为有机物中稳定的化学能O2、ATP、NADPH（CH2O）、）、ADP、Pi、NADP、C5ATPNADPHADP、PiNADP+无机物无机物有机物有机物光光化学化学有机物有机物 联系联系比较光反应、暗反应比较光反应、暗反应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、酶不需光、酶、不需光、酶、H、ATP叶绿体叶绿体类囊体膜类囊体膜叶绿体叶绿体基质基质中中水水的光解；的光解；ATP的生成的生成CO2的固定；的固定；C3的还原的还原 ATP中活中活 跃化学能跃化学能光能光能ATP中活中活 跃化学能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HH和和ATPATP，暗反应为光反应提供暗反应为光反应提供ADPADP和和Pi Pi。6CO2+12H2O C6H12O6+6O2+6H2O 光能光能叶绿体叶绿体美国卡尔文美国卡尔文用用1414C C标记标记1414CO2CO2，供小球，供小球藻进行光合作用，探明了藻进行光合作用，探明了COCO2 2中的中的C C的去向，称为卡的去向，称为卡尔文循环。尔文循环。光能光能叶绿体叶绿体反应物、条件、反应物、条件、场所、生成物场所、生成物 6CO2+12H2O C6H12O6+6H2O +6O2光合作用原理的运用光合作用原理的运用植物自身因素植物自身因素环境因素对光合作用的影响环境因素对光合作用的影响1）光照）光照2）温度）温度3）二氧化碳）二氧化碳浓度浓度4）水分）水分5）矿质元素）矿质元素光合作用原理的应用光合作用原理的应用影响影响光合作用强度光合作用强度的因素？的因素？COCO2 2的浓度，光照的强弱；温度的高低、必需矿的浓度，光照的强弱；温度的高低、必需矿物质元素、水分等。物质元素、水分等。例：适当提高例：适当提高CO2的浓度（温室大棚），增加光照时间的浓度（温室大棚），增加光照时间和光照强度，农作物间距合理，选择适当的光源等。和光照强度，农作物间距合理，选择适当的光源等。图中图中A A点含义：点含义：；B B点含义：点含义：；C C点表示：点表示：；若甲曲线代表阳生植物，则乙曲线代表若甲曲线代表阳生植物，则乙曲线代表 植物。植物。光照强度为光照强度为0 0，只进行呼吸作用，只进行呼吸作用光合作用与呼吸作用强度相等，称为光补偿点光合作用与呼吸作用强度相等，称为光补偿点光合作用强度不再随光照强度增强而增强，称为光饱和点光合作用强度不再随光照强度增强而增强，称为光饱和点阴生阴生图中图中A A点表示：点表示：。COCO2 2浓度达到植物所需的最大值，光浓度达到植物所需的最大值，光合速率不再上升合速率不再上升光光 合合 作作 用用 是是 在在 的的 催催 化化 下下 进进 行行 的的，温温 度度 直直 接接 影影 响响 ；B B点表示：点表示：；BCBC段表示：段表示：；酶的酶的活性活性酶酶此此温度条件下，光合速率最高温度条件下，光合速率最高超过最适温度，光合速率随温度升高而下降超过最适温度，光合速率随温度升高而下降若白天光照充足，下列哪种条件对农作物增产有利若白天光照充足，下列哪种条件对农作物增产有利 A.A.昼夜恒温昼夜恒温25 25 B.B.白天温度白天温度2525，夜间温度，夜间温度1515 C.C.昼夜恒温昼夜恒温15 15 D.D.白天温度白天温度3030，夜间温度，夜间温度1515 D用下述容积相同的玻璃罩分别罩住大小、生长状况相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，罩内同的天竺葵，光照相同的时间后，罩内O O2 2最少的是最少的是 A A绿色罩绿色罩 B B红色罩红色罩C C蓝色罩蓝色罩 D D紫色罩紫色罩A下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是（下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是（）A A、增大、增大O O2 2浓度浓度 B B、增大、增大COCO2 2浓度浓度 C C、增强光照、增强光照 D D、调节室温、调节室温A化能合成作用化能合成作用自养生物自养生物 以以光光为能源，以为能源，以CO2和和H2O（无机物无机物）为原料合成）为原料合成糖类（糖类（有机物有机物），糖类中储存着由光能转换来的能量。），糖类中储存着由光能转换来的能量。例如例如绿色植物绿色植物。异养生物异养生物 只能利用环境中只能利用环境中现成的有机物现成的有机物来维持自身的生来维持自身的生命活动。例如命活动。例如人、动物、真菌及大多数的细菌人、动物、真菌及大多数的细菌。化能合成作用化能合成作用 利用环境中某些利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量无机物氧化时所释放的能量来来制造有机物。少数的制造有机物。少数的细菌，如硝化细菌细菌，如硝化细菌。光能自养生物光能自养生物化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）所需的能量来源不同（光能、化学能）1.1.叶绿体中的色素所吸收的光能，用于叶绿体中的色素所吸收的光能，用于_ _ 和和_;_;形成的形成的_和和_ _ 提供给暗反应。提供给暗反应。2.2.光合作用的实质是：把光合作用的实质是：把_和和_转变转变为有机物，把为有机物，把_转变成转变成_,_,贮藏在有贮藏在有机物中。机物中。3.3.在光合作用中，葡萄糖是在在光合作用中，葡萄糖是在_中形成中形成的，氧气是在的，氧气是在_中形成的，中形成的，ATPATP是在是在_中形成的，中形成的，CO2CO2是在是在_固定的。固定的。水的光解水的光解形成形成ATPHATPCO2H2O光能光能化学能化学能暗暗反应反应光反应光反应光反应光反应暗暗反应反应下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：图中图中A A是是_,B_,B是是_,_,它来自于它来自于_的分解。的分解。图中图中C C是是_，它被传递到叶绿体的，它被传递到叶绿体的_部位，用部位，用于于_ _。图中图中D D是是_，在叶绿体中合成，在叶绿体中合成D D所需的能量来自所需的能量来自_图中图中G_,FG_,F是是_,J_,J是是_图中的图中的H H表示表示_，H H为为I I提供提供_光光H2OBACDE+PiFGCO2JHI2水水H基质基质用作还原剂，还原用作还原剂，还原C3ATP色素吸收色素吸收的光能的光能光反应光反应H和和ATP色素色素C5化合物化合物C3化合物化合物糖类糖类1 1、在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉、在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉的是（的是（）A A、H BH B、C C5 5化合物化合物 C C、ATP DATP D、COCO2 2B2 2、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 2A.B.C.D.A.B.C.D.A3 3、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条件条件下。如果将环境中下。如果将环境中C0C02 2含量突然降至极低水平，此时叶含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的肉细胞内的C C3 3化合物、化合物、C C5 5化合物和化合物和ATPATP含量的变化情况依含量的变化情况依次是次是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C4 4、光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶、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（段，下列说法正确的是（）A.A.叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应 B.B.叶绿体类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应叶绿体类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应 C.C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应叶绿体基质中可进行光反应和暗反应 D.D.叶绿体基质中进行暗反应叶绿体基质中进行暗反应,不进行光反应不进行光反应D5、光合作用过程中，产生、光合作用过程中，产生ADP和消耗和消耗ADP的的 部位在叶绿体中依次为部位在叶绿体中依次为 ()外膜外膜 内膜内膜 基质基质 类囊体膜类囊体膜 A A B B C C D DB6 6、光合作用过程的正确顺序是、光合作用过程的正确顺序是（）二氧化碳的固定二氧化碳的固定 氧气的释放氧气的释放 叶绿素吸收光能叶绿素吸收光能水的光解水的光解三碳化合物被还原三碳化合物被还原A.B.A.B.C.D.C.D.7 7、在暗反应中，固定二氧化碳的物质是（）、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三碳化合物五碳化合物氧气氧气8 8、在光照充足的环境里，将黑藻放入含有、在光照充足的环境里，将黑藻放入含有1818O O的水中，过一段时间后，分析的水中，过一段时间后，分析1818O O放射性标记，放射性标记，最先（最先（）A A、在植物体内的葡萄糖中发现、在植物体内的葡萄糖中发现 B B、在植物体内的淀粉中发现、在植物体内的淀粉中发现C C、在植物体内的淀粉、脂肪、蛋白质中均可发、在植物体内的淀粉、脂肪、蛋白质中均可发现现 D D、在植物体周围的空气中发现、在植物体周围的空气中发现D9 9、某科学家用含有、某科学家用含有1414C C的的COCO2 2来追踪光合作用中的来追踪光合作用中的C C原子，原子，1414C C的转移途径是（的转移途径是（）A A、CO2 CO2 叶绿体叶绿体 ATPATP B B、CO2 CO2 叶绿素叶绿素 ATPATP C C、CO2 CO2 乙醇乙醇 糖类糖类 D D、CO2 CO2 三碳化合物三碳化合物 糖类糖类D1010、在光合作用过程中，能量的转移途径是、在光合作用过程中，能量的转移途径是A A、光能、光能 ATP ATP 叶绿素叶绿素 葡萄糖葡萄糖 B B、光能、光能 叶绿素叶绿素 ATP ATP 葡萄糖葡萄糖 C C、光能、光能 叶绿素叶绿素 COCO2 2 葡萄糖葡萄糖D D、光能、光能 ATP COATP CO2 2 葡萄糖葡萄糖 B