生物：5.4《能量之源——光与光合作用》课件(新人教版必修1)

酶
合成ATP ADP+Pi 光能 ATP
CO2的固定 CO2+C5 酶 2C3 三碳的还原 2C3AT酶P [H（] CH2O）
能量变 光能转换成活跃的化学能 活跃的化学能变成稳定的
化 储存在ATP中
化学能储存在（CH2O）
光反应为暗反应提供[H]和ATP 联系 暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料
C6H12O6 2C3H6O3(动物）
实测CO2吸收量
＝光合作用CO2吸收量-呼吸作用CO2释放量
实测O2释放量 ＝光合作用O2释放量-呼精吸选p作pt 用O2消耗量
【例题1】测定植物光合作用的速率，最简单有 效的方法是测定：
A.植物体内葡萄糖的氧化量 B.植物体内叶绿体的含量 C.二氧化碳的消耗量 D.植物体内水的消耗量
光照强度
光合作用强度
O 10 12 14
一天的时间
精选ppt
影响光合作用的因素—CO2浓度
cc
d
d
bb
a
a c:CO2的饱和点
a—b: CO2太低，植物不能进行光合作用； b—c: 随CO2的浓度增加，光合作用强度增强； c—d: CO2浓度再增加，光合作用强度保持不变；
精选ppt
影响光合作用的因素——温度
精选ppt
光合作用的实质
物质上：把CO2 和H2O转变成有
机物 能量上：把光能最终 转变成有机物中的稳 定的化学能
最基本的物质代谢和能量代谢
光合作用的意义：
为一切生物生命活动的进行提供所必 需的营养物质；
为一切生物生命活动的进行提供所必 需的能量；
维持大气中氧气和二氧化碳的平衡。
（二）光合作用原理的应用：

愿做一条RNA 即使单链 却能拥有U
1/8/2020
当你点燃 一块煤， 你看到的 是亿万年 前的阳光
1/8/2020
第四节 的探究历程
柳树的 干土的 质量 质量
开始时 2.3kg 90.8kg
5年后 76.7kg 90.74kg
实验前 +74.4kg 后差值
放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所
A．①②③④
B．④③②①
C．③①④②
D．①③②④
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2、在光合作用的发现过程中，几位科学家做了几个著名的实验， 关于这些实验设计在逻辑上的严密性和意义，不正确的是（ ）
A、A普里斯特利把小鼠和绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内，小
鼠不会死亡——证明了绿色植物在光照条件下吸收CO2，放出 O2，从而更新了空气。 B、萨克斯把绿色叶片曝光，遮光部分是作为对照处理——证明 了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。
A.二氧化碳
B.水
C.土壤
D.阳光
恩 格 尔 曼 的 实 验 示 意 图
1961年诺贝尔化学奖得主
卡尔文循环
小结光合作用的探究历程
海尔蒙特 普里斯特利 英格豪斯
恩格尔曼
萨克斯 鲁宾和卡门
卡尔文
建造植物的原料是 H2O 植物可以更新“污浊的空气”C(O2 ) 只有在光 下绿色植物才能更新空气 叶绿体 是光合作用的场所
光合作用的产物有 O2 绿色叶片在光下产生了 淀粉
光合作用释放的氧全部来自 水 碳元素在光合作用中的路径
(CH2O)+O2
糖类
三、光合作用的概念
光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用 光能，把二氧化碳和水转化成 储存着能量的有机物，并且释 放出氧气的过程。

2.制备滤纸条：将干燥的定性滤纸剪成滤 纸条，将滤纸条的一端剪去两个角，并在 距这端1cm处用铅笔画一条细的横线。
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细线。等 滤液干后再画一两次。（画线一定要细、 直、齐）
4.分离绿叶中的色素： 将适量的层析液
倒入烧杯中，将滤纸 条（有滤液细线的一 端朝下）轻轻插入层 析液中，随后用棉塞 塞紧试管口。注意： 不能让滤液细线接触 层析液（防止色素溶 解到层析液中而得不 到清晰的色素带）
叶 绿 素 ： 吸 收 蓝 紫 光 和 红 光
注：因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被
反射回来，所以叶片才呈现绿色。
问题探讨
有些蔬菜大棚内悬挂发红色或蓝色光的灯 管，并且在白天也开灯。
1.这种方法的好处是？不同颜色的光
讨 照对植物的光合作用会有影响吗？ 论 可以提高光合作用强度；不同颜
色的光会影响植物的光合作用。
CO2
+
H2
*
光能
O叶绿体
（CH2O)+
*
O2
5、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？
类囊体膜
H2O
光反应阶段
酶
进入叶绿
体基质，
[H] 参与暗反
应
Pi ＋ADP 场所： 叶绿体内的类囊体薄膜上
ATP 供暗反
应使用
条件： 光、色素、酶 水的光解：H2O
在1961年获得诺贝 尔化学奖
思考与讨论：
1.光合作用的原料、产物、场所和条件
是什么？其化学反应式是？ 原料— CO2和H2O；场所—叶绿体；

光合作用探究 —德国的梅耶
光
化
能 德国 学 梅耶 能
储存在什 么物质中？
什么是光合作用？
归纳和总结
光合作用需要的条件 （1）物质条件：
原料（CO2、H20）、 酶、 光合色素 （2）能量条件：光能 （2）结构条件：叶绿体 （3）环境条件：
光、CO2、温度、H2O、矿质元素、 光合作用的物质和能量变化： （1）CO2和H20生成了有机物和O2 （2） 光能转化成储存在有机物中的能量（化学能）
随着光强的增高，光 合速率相应提高，当到达 某一光强时，叶片的光合 速率等于呼吸速率，即 CO2 吸 收 量 等 于 CO2 释 放 量，表观光合速率为零， 这时的光强称为光补偿点。
图26 光强-光合曲线图解
A.比例阶段； B.比例向饱和过 渡阶段； C.饱和阶段
➢ 不同植物的光强-光合 曲线不同，光补偿点 和光饱和点也有很大 的差异。
能量之源——光和光合作用
光合作用的发现和概述
光合作用的探究历程 ——范.海尔蒙特（1642）
柳树增加 的物质来源 于水！
柳树增重：74.47kg
土壤减重：0.06kg
光合作用的探究历程 ——普利斯特利
结论：植物可以更新空气
有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结 果，所以有人认为植物也能使空气变污浊？
(二)CO2
1.CO2-光合曲线 光下CO2浓度为零时叶片只 有光、暗呼吸,释放CO2。图中 的OA部分为光下叶片向无CO2气 体中的CO2释放速率,通常用它 来代表光呼吸速率。
在比例阶段，光合速率随
CO2浓度增高而增加，当光合速 率与呼吸速率相等时，环境中 的CO2浓度即为CO2补偿点(图中
图 30 叶片光合速率对细胞间隙 CO2浓度响应示意图

（三）光合作用的过程：
1、写出光合作用的总反应式： 2、根据是否需要光，光合作用的过程可以 概括地分为 光反应 和 暗反应 两个阶段。 3、读懂教材103页光合作用过程的图解 4、填表比较光合作用过程中的两个阶段
光合作用的反应式：
CO2+H2
O*
* （ CH O ） +O 2 2 叶绿体
光能
6CO2+12H2O
请分析光下的植物突然停止光照后，其体 内的C5化合物和C3化合物的含量如何变化？ C3 ↑ [H] ↓ 停止 光反应 还原 光照 停止 ATP↓ 受阻 C5 ↓
2C3 请分析光下的植物突然停止 CO2的供 供氢 应后，其体内的 C 化合物和 C 化合物 5 3 CO2 [H] 的含量如何变化？ 酶 供能 C↓ 5 C ATP 固定 3 CO2 ↓ （ CH O ） 停止 2 C5 ↑
恩格尔曼实验的巧妙之处
选材好。 水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察； 用好氧细菌可确定释放氧气多的部位。 设计妙。 没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰； 用极细的光束照射，叶绿体上可分为有光照和无 光照的部位，相当于一组对照实验。
叶绿体的功能 叶绿体是进行光合作用的场所，它内部的巨大膜
开始时 5年后 实验前后 的差值 柳树的 2.3kg 76.7kg +74.4kg 质量 干土的 90.8kg 90.7kg －0.1 kg 质量
结论：植物的物质积累不是 来自于土壤，而是完全来源 于水。
直到18世纪中期，人们一直以 为只有土壤中的水分是植物建造自身 的原料，而没有考虑植物能否从空气 中得到什么。
2.暗反应阶段 场所： 叶绿体的基质中 [H] 、ATP 条件： 多种酶、
CO2的固定：CO2＋C5

同位素可用于追踪物质
实验：
的运行和变化规律。用同位
素标记的化合物，化学性质
不会改变。科学家通过追踪
同位素标记的化合物，可以
结论：光合作用释放的氧气来自水。
弄清化学反应的详细过程。
8.时间：20世纪40年代 Nhomakorabea科学家：美国卡尔文(M.Calvin,1911-1997)
实验：用14C标记的14CO2，供小球藻(一种单细胞的绿藻) 进行光合作用，然后追踪检测其放射性，最终探明了CO2 中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，这一途
6H2O+6CO2
能量 硝化细菌
C6H12O6+6O2
自养生物： 以无机物(CO2和H2O)为原料合成有机物(糖类)，糖类中储存能量。利用 光能的称为光能自养生物，利用化学能的称为化能自养生物。 异养生物： 利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。如人、动物、真菌 及大多数细菌。
谢谢欣赏
（四）光合作用原理的应用 农业生产上许多增加农作物产量的措施，是为了提高光合作用的强度(指 植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量)，那么我们能否从光合 作用反应式分析影响光合作用强度的因素呢？
光能 CO2+H2O 叶绿体 (CH20)+O2
影响光合作用强度的外界因素： 1.CO2浓度：在一定的范围内，光合作用随CO2浓度增加而增强。合理密植。 2.水份：光合作用的原料之一，根据植物的需水量进行合理灌溉。 3.光照：包括光照强度与不同光质。在一定的范围内，
想一想：吸收光能的四种色素及与光合作 用有关的酶分布在哪里？ 注：叶绿体含有少量DNA与RNA。
讨论：恩格尔曼实验方法有什么巧妙之处？ (1)实验材料选择水绵和好氧细菌：水绵的叶绿 体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可确 定释放氧气的部位。 (2)没有空气的黑暗环境：排除了氧气和光的干 扰。 (3)用极细的光束点状照射：叶绿体上可分为有 光照和无光照部位，相当于一组对照实验。 (4)进行黑暗(局部光照)与曝光的对比实验：从 而明确实验结果完全是由光照引起的。

二是 待干燥后再重复2-3次 （4）分离色素时，注意不要让层析液没及 滤液细线
二、捕获光能的色素
色素
类胡萝卜素
（含量占1/4）
胡萝卜素（橙黄色） 叶黄素（黄色）
叶绿素a (蓝绿色） 叶绿素
（含量占3/4）
叶绿素b（黄绿色）
因色素中叶绿素含量较多，故植物叶片一般 呈绿色。
二、捕获光能的色素
叶绿体中的色素主要吸收红橙光和蓝紫光
验 500多次
结论：只有在阳光照射下才能成功，只有绿叶才 能更新污浊的空气。
四、光合作用的发现过程
4.1864 萨克斯 证明光合作用的产物
一半遮光
一半曝光
结论：光合作用中产生了淀粉（糖类）。
思考ing...
1.为什么要让叶片先置于暗处几小时? 目的是让叶片中的营养物质（淀粉）消耗掉
2.为什么让同一叶片的进行一半曝光，另一半遮 光？ 为了进行对照，而在同一叶片进行可以避免植 物不同叶片的差异，使实验更有说服力。
普利斯特莱通过 植物和动物之间进行 气体交换的实验，第 一次成功地应用化学 的方法研究植物的生 长，得知植物生长需 要吸收二氧化碳，同 时放出氧气。
四、光合作用的发现过程
2.1771 年英国的普利斯特莱
结论：植物可以更新空气
有时实验成功 有时实验失败
四、光合作用的发现过程
3.1779 荷兰英格豪斯 重复了普里斯特利的实
四、光合作用的发现过程
6.1938 鲁宾和卡门 氧气来自哪里
同位素 示踪法
结论：光合作用释放的氧全部来自于水
四、光合作用的发现过程
7.1948 卡尔文 探究碳的途径
探明了CO2中碳在光合作用的途径，称为卡尔文循环
五、光合作用的过程