光合作用3-郑箫13-12-06课件

能量之源能量之源光与光合作用光与光合作用高一生物高一生物主主讲教教师：郑箫光合作用光合作用经过科学家科学家们的不懈努力，人的不懈努力，人们对光合作用的光合作用的认识日益深入。在光合作用日益深入。在光合作用的的过程中，并不是全部程中，并不是全部过程都需要光。程都需要光。根据反根据反应过程是否需要光能，可以将程是否需要光能，可以将光合作用分光合作用分为光反光反应和暗反和暗反应两个两个阶段。段。内膜内膜外膜外膜基基质多种多种酶酶基粒基粒囊状囊状结构构色素色素和和酶酶透明透明温故而知新温故而知新1.光合作用的光合作用的过程程光反光反应暗反暗反应划分依据划分依据:反反应过程程是否需要光能是否需要光能光合作用的光合作用的过程程光反光反应阶段段暗反暗反应阶段段CO22C3H2O水在光下水在光下分解分解C5ATPADP+Pi酶酶供能供能H供供氢O2 固固 定定还 原原基基质中中多种多种酶酶参加催化参加催化(CH2O)+H2O蛋白蛋白质,脂肪脂肪酶酶色素色素思考：光反思考：光反应阶段与暗反段与暗反应阶段的比段的比较项目项目光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段区区别别场所场所条件条件物质物质变化变化能量能量转化转化囊状囊状结构的构的薄膜上薄膜上叶叶绿体的基体的基质中中需需光、色素和光、色素和酶酶不需不需光、色素光、色素;需需多种多种酶酶光能光能转变为ATP中中活活泼的化学能的化学能ATP中中活活泼的化学能的化学能转化化为糖糖类等有机物中等有机物中稳定的化学能定的化学能水的光解：水的光解：H2O 光光 H+O2光光ADP+PiATP酶酶CO2的固定：的固定：CO2+C52C3C3的的还原：原：2C3 (CH2O)H，ATP酶酶ATP ADP+Pi酶酶联 系系1、光反、光反应是暗反是暗反应的基的基础，光反，光反应为暗反暗反应的的进行行提供提供H和和ATP2、暗反、暗反应是光反是光反应的的继续，暗反，暗反应为光反光反应的的进行行提供提供合成合成ATP的原料的原料ADP和和Pi3、两者、两者相互独立又同相互独立又同时进行，相互制行，相互制约又密切又密切联系系总结：1.光合作用的概念光合作用的概念(1)什么是光合作用？什么是光合作用？绿色植物通色植物通过叶叶绿体吸收光能，将体吸收光能，将CO2和和H2O合成合成为有机物并有机物并释放出放出O2，同，同时也将也将太阳能太阳能转化化为化学能化学能储存在糖存在糖类和其他有机物和其他有机物中，中，这一一过程称程称为光合作用。光合作用。2.光合作用的光合作用的总反反应式：式：CO2+H2O叶叶绿体体光能光能糖糖类(CH2O)+O2能量的能量的转移途径：移途径：碳的碳的转移途径：卡移途径：卡尔尔文循文循环光能光能ATP中中活活跃的化学能的化学能(CH2O)中中稳定定的化学能的化学能CO2C3（CH2O）3.光合作用的光合作用的实质光能光能 化学能化学能无机物无机物 有机物有机物ATP H C3 C5(CH2O)突然突然遮光遮光中断中断CO2供供应改改变光合作用的条件，下列物光合作用的条件，下列物质含量怎含量怎样变化？化？光合作用光合作用总反反应式式6CO2+12H2O C6H12O6+6O2+6H2O光能光能叶叶绿体体C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量能量 酶酶有氧呼吸有氧呼吸总反反应式式光合作用与光合作用与细胞呼吸的区胞呼吸的区别与与联系系项目目光合作用光合作用细胞呼吸胞呼吸物物质变化化能量能量变化化实质场所所条件条件联系系无机物无机物有机物有机物有机物有机物无机物无机物光能光能化学能化学能(储存能量存能量)葡萄糖中化学能葡萄糖中化学能ATP中化学能中化学能(释放能量放能量)合成有机物，合成有机物，储存能量存能量分解有机物，分解有机物，释放能量放能量主要是叶肉主要是叶肉细胞胞活活细胞胞(主要在主要在线粒体粒体)只在光下只在光下进行行有光、无光都能有光、无光都能进行行光合作用光合作用储存于有机物中的能量只有通存于有机物中的能量只有通过细胞呼吸才能用于各胞呼吸才能用于各项生命活生命活动（供（供细胞利用）胞利用）光合作用和有氧呼吸的光合作用和有氧呼吸的产物互物互为原料原料（三）光合作用原理的（三）光合作用原理的应用用1.影响光合作用的因素影响光合作用的因素光照、温度、光照、温度、CO2、水、水、矿质元素等元素等2.探究探究环境因素境因素对光合作用光合作用强强度的影响度的影响光合作用光合作用强强度表示方法：度表示方法：单位位时间内光合作用制造糖内光合作用制造糖类的数量的数量单位位时间内光合作用内光合作用产生生O2的数量的数量单位位时间内光合作用固定内光合作用固定CO2的数量的数量1.取生取生长旺盛的旺盛的绿叶，用叶，用打孔器打出大小打孔器打出大小相等相等的的圆叶片叶片30片。（片。（避开叶的主脉）避开叶的主脉）案例：探究光照案例：探究光照强强弱弱对光合作用光合作用强强度的影响度的影响2.将小将小圆形叶片置于注射器内，并形叶片置于注射器内，并让注射器注射器吸入清水，待排出注射器内残留空气后，用手吸入清水，待排出注射器内残留空气后，用手堵住前端小孔并堵住前端小孔并缓缓拉拉动活塞，使小活塞，使小圆形叶片形叶片内的气体逸出。可重复几次。内的气体逸出。可重复几次。3.将内部气体逸出的小将内部气体逸出的小圆片放片放入黑暗入黑暗处盛有盛有清水的清水的烧杯待用。此杯待用。此时因因为叶片叶片间隙充隙充满了了水水，所以，所以全都沉到水底全都沉到水底。4.取取3只小只小烧杯，分杯，分别倒入倒入20ml富含富含CO2的的清水，并各放入清水，并各放入10片小片小圆叶片，然后分叶片，然后分别对这3个个实验装置装置进行行强强、中、弱三种光照、中、弱三种光照。5.观察并察并记录同一同一时间段内段内各各实验装置装置中中小小圆叶片浮起的数量叶片浮起的数量。思思 考考1.本本实验的的实验原理是什么？原理是什么？2.如果本如果本实验要探究温度、要探究温度、CO2浓度度对光合光合作用作用强强度的影响，可怎度的影响，可怎样设计实验？叶片沉入水中后，光合作用叶片沉入水中后，光合作用过程中叶片程中叶片细胞吸收胞吸收CO2，排出排出O2。O2溶解度很小，溶解度很小，积累在累在细胞胞间隙从而使隙从而使下沉的叶片上浮。因此可依据下沉的叶片上浮。因此可依据一定一定时间内叶片内叶片内内上浮的数量上浮的数量，比，比较光合作用的光合作用的强强弱弱。(1)设置三置三组不同温度的水浴，其他条件相同，不同温度的水浴，其他条件相同，重复上述重复上述实验。(2)设置三置三组含不同含不同浓度度CO2的的烧杯，其他条件杯，其他条件相同，重复上述相同，重复上述实验。(1)光照光照光照光照强强度：度：光光质：红橙黄橙黄绿青青蓝紫紫光照光照时间：光照光照时间越越长,产生的光合生的光合产物越多。物越多。应用：用：1.适度增加光照适度增加光照强强度；度；2.选择合适合适颜色的大棚薄膜；色的大棚薄膜；3.延延长光照光照时间。3.环境因素境因素对光合作用光合作用强强度的影响度的影响(主要影响光反主要影响光反应阶段段)CO2吸吸收收量量OCO2释放放量量光照光照强强度度ABC在黑暗中呼吸所放出的在黑暗中呼吸所放出的CO2光光补偿点点光光饱和点和点净光光合合量量 总光光合合量量A点点B点点AB点点B点以上点以上ABC三点的含三点的含义表面（表面（观）光合作用光合作用强强度度实际光合光合作用的作用的强强度度该叶片中叶片中细胞呼吸胞呼吸的的强强度度=-(糖糖类质量量)应用用:1.适当增加适当增加CO2浓度；度；2.大田中大田中“正其行，通其正其行，通其风”;3.多施有机肥。多施有机肥。(主要影响暗反主要影响暗反应阶段段)2.CO2浓度度应用：适当增加昼夜温差，以用：适当增加昼夜温差，以积累有机物。累有机物。3.温度温度“午休午休”现象象应用：合理灌用：合理灌溉4.水分水分5.矿质元素元素应用：合理施肥用：合理施肥五、化能合成作用五、化能合成作用（化能合成自养菌）（化能合成自养菌）例如：硝化例如：硝化细菌（硝化作用）菌（硝化作用）NH3+O2HNO2+H2O+能量能量酶酶HNO2+O2HNO3+能量能量酶酶CO2+H2O(CH2O)+O2能量能量酶酶自养生物自养生物:以以CO2和和H2O（无机物）（无机物）为原料合成糖原料合成糖类（有机物），糖（有机物），糖类中中储存着的能量。存着的能量。异养生物异养生物:只能利用只能利用环境中境中现成的有机物来成的有机物来维持持自身的生命活自身的生命活动。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）光能自养生物光能自养生物绿色植物色植物硝化硝化细菌菌化能自养生物化能自养生物例如人、例如人、动物、真菌及大多数的物、真菌及大多数的细菌。菌。1.把叶把叶绿体色素溶液放在自然光源和三棱体色素溶液放在自然光源和三棱镜之之间，观察察连续光光谱中明中明显变暗的主要区域暗的主要区域是是 A红光和光和蓝紫光区域紫光区域B黄光和黄光和蓝紫光区域紫光区域C绿光和光和红橙光区域橙光区域D黄光和黄光和绿光区域光区域A练 习2.用下述容积相同的玻璃罩分别罩住大小、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，生长状况相同的天竺葵，光照相同的时间后，罩内罩内O2最少的是最少的是 A绿色罩绿色罩 B红色罩红色罩C蓝色罩蓝色罩 D紫色罩紫色罩A3.在光合作用实验里，如果所用的水中有在光合作用实验里，如果所用的水中有0.2%的水分子含的水分子含18O，二氧化碳中有，二氧化碳中有0.68%的二氧的二氧化碳分子含化碳分子含18O，那么，植物进行光合作用，那么，植物进行光合作用释放的氧气中，含释放的氧气中，含18O的比例为的比例为 A0.20%B0.68%C0.88%D0.48%A4.绿色植物在暗处不能放出氧气是因为绿色植物在暗处不能放出氧气是因为 A.CO2的固定受阻的固定受阻B.C3的还原需要光的还原需要光C.水的光解不能进行水的光解不能进行D.C5的再生困难的再生困难C5.光合作用过程中，水的光解及三碳化合物光合作用过程中，水的光解及三碳化合物形成葡萄糖所需能量分别来自形成葡萄糖所需能量分别来自 A呼吸作用产生的呼吸作用产生的ATP和光能和光能B都是呼吸作用产生的都是呼吸作用产生的ATPC光能和光反应产生的光能和光反应产生的ATPD都是光反应产生的都是光反应产生的ATPC6.如如图为高等植物光合作用高等植物光合作用图解，下列解，下列说法正确的是法正确的是()A.是光合色素，主要存在于叶是光合色素，主要存在于叶绿体和液泡中体和液泡中B.是氧气，可参与有氧呼吸的第三是氧气，可参与有氧呼吸的第三阶段段C.是是C3，能被氧化，能被氧化为(CH2O)D.是是ATP，在叶，在叶绿体基体基质中生成中生成B7.白天，叶白天，叶绿体体ATP和和ADP的运的运动方向是方向是()A.ATP与与ADP同同时由由类囊体薄膜向叶囊体薄膜向叶绿体基体基质 运运动B.ATP与与ADP同同时由叶由叶绿体的基体的基质向向类囊体囊体 薄膜运薄膜运动C.ATP由由类囊体薄膜向叶囊体薄膜向叶绿体的基体的基质运运动，ADP的运的运动方向正好相反方向正好相反D.ADP由由类囊体薄膜向叶囊体薄膜向叶绿体的基体的基质运运动，ATP则向相反方向运向相反方向运动C(1)图中中5点点-11点，光合速率逐点，光合速率逐渐增加的原因？增加的原因？(2)图中中15点点-17点，光合速率逐点，光合速率逐渐下降的原因？下降的原因？(3)13点点时，光合速率下降的原因是什么？，光合速率下降的原因是什么？8.下下图是在是在盛夏的某一晴天盛夏的某一晴天，一昼夜中某植物，一昼夜中某植物光合作用光合作用强强度的度的曲曲线图。请据据图回答回答问题：9.如如图是一晴朗夏日某植物光合作用是一晴朗夏日某植物光合作用强强度随度随时间变化的曲化的曲线图，C点和点和B点相比点相比较，叶肉，叶肉细胞内的胞内的C3、C5、ATP和和H的含量的含量发生的生的变化依次是化依次是()A.升、升、升、升升、升、升、升B.降、降、降、降降、降、降、降C.降、升、升、升降、升、升、升 D.升、升、降、降升、升、降、降C10.光合作用的正常光合作用的正常进行受多种因素的影响，行受多种因素的影响，一个生物一个生物兴趣小趣小组研究了研究了CO2浓度、光照度、光照强强度度和温度和温度对光合作用的影响，下面是一位同学光合作用的影响，下面是一位同学根据根据实验结果果绘制的一制的一组曲曲线，你，你认为不正确不正确的是的是()。D11.下列关于新下列关于新陈代代谢类型的叙述，正确的型的叙述，正确的说法有法有()。细菌和病毒都是异养生物菌和病毒都是异养生物所有植物都是自养生物所有植物都是自养生物所有所有动物都是需氧型生物物都是需氧型生物所有寄生生物都是所有寄生生物都是厌氧型生物氧型生物自养需氧型生物的自养需氧型生物的细胞胞结构不一定具有构不一定具有叶叶绿体和体和线粒体粒体A1种种B2种种C3种种D4种种A12.下列关于光合作用和化能合成作用的叙述，下列关于光合作用和化能合成作用的叙述，正确的是正确的是()。与异养生物有关与异养生物有关都将都将CO2和水合成和水合成为有机物有机物都属自养生物的都属自养生物的营养方式养方式合成作用所利用的能量相同合成作用所利用的能量相同A BC DC13.下下图是是验证绿色植物色植物进行光合作用所需原料行光合作用所需原料的的实验装置。先将装置。先将这个装置放在暗室个装置放在暗室24小小时，再移到阳光下；瓶子内盛有再移到阳光下；瓶子内盛有NaOH溶液，瓶口溶液，瓶口封封闭。(1)瓶内放瓶内放NaOH溶液的溶液的作用是作用是_。除去除去CO2(2)数小数小时后摘下瓶内的叶片，后摘下瓶内的叶片，经处理后加理后加碘液数滴而叶片碘液数滴而叶片颜色无色无变化，化，证明叶片中明叶片中_，这说明明_。(3)将盆栽植物先放在暗将盆栽植物先放在暗处24小小时的作用是的作用是_。无淀粉无淀粉产生生光合作用需要光合作用需要CO2作原料作原料消耗体内原有的淀粉消耗体内原有的淀粉14.图甲表示光照甲表示光照强强度度对光合作用光合作用强强度的影响，度的影响，图乙表示春季晴天某密乙表示春季晴天某密闭大棚内一昼夜大棚内一昼夜CO2浓度的度的变化。化。请据据图回答回答问题：(1)图甲中甲中B点的生理状况与点的生理状况与图乙中乙中_时相同，此相同，此时细胞中胞中产生的生的ATP的部位是的部位是_6 00和和18 00细胞胞质基基质、线粒体、叶粒体、叶绿体体(2)图乙中，植物开始乙中，植物开始进行光合作用的行光合作用的时间为_，植物的光合作用，植物的光合作用强强度大于度大于细胞胞呼吸呼吸强强度的度的时间段段为_。6 00之前之前6 0018 00(3)如下如下图为探究光合作用速率的装置，探究光合作用速率的装置，实验开始开始时，针筒的筒的读数是数是0.2mL，水滴位置在，水滴位置在X处，恒温，恒温30min后，将后，将针筒容量筒容量调到到0.6mL处，水滴的位置恢复到，水滴的位置恢复到X处。若以氧气。若以氧气释放量放量表示光合作用速率，表示光合作用速率，则植物光合作用的速率是植物光合作用的速率是_mL/h，该数数值比比实际光合作用速率光合作用速率_，原因是，原因是_。0.8低低植物同植物同时进行行呼吸作用，呼吸作用，消耗氧气消耗氧气类囊体膜囊体膜酶酶ATP酶酶光、光、色素、色素、叶叶绿体内的体内的类囊体膜上囊体膜上水的光解：水的光解：H2O H +O2光能光能（还原原剂）ATP的的合成：合成：ADPPi 能量能量(光能光能)ATP酶酶(1)光反光反应阶段段条件条件：场所：所：物物质变化：化：能量能量变化：化：光能光能转变为活活跃的的化学能化学能贮存在存在ATP中中fPi ADPCO2糖糖类 五碳化合物五碳化合物C5 蛋白蛋白质脂脂质CO2的的固定固定三碳化合物三碳化合物2C3C3的的还原原基基质多种多种酶酶类囊体膜囊体膜酶酶ATPPi ADP(2)暗反暗反应阶段段CO2的固定：的固定：CO2C5 2C3酶酶C3的的还原：原：条件：条件：场所：所：物物质变化：化：能量能量变化：化：叶叶绿体的基体的基质中中多种多种酶酶、ATP中活中活跃的化学能的化学能转变为糖糖类等等有机物中有机物中稳定的化学能定的化学能ADP+PiH、ATP2C3 (CH2O)+C5酶酶糖糖类H、ATPf