《2018-2019高中生物 專題5.4 能量之源—光和光合作用課件 新人教版必修1.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019高中生物 專題5.4 能量之源—光和光合作用課件 新人教版必修1.ppt（57頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、絕大多數(shù)生物，活細(xì)胞所需能量的最終源是將光能轉(zhuǎn)變成細(xì)胞能夠利用的化學(xué)能的生理是,來自太陽的光能,光合作用,,,正常苗,白化苗,正常幼苗能進(jìn)行光合作用制造有機(jī)養(yǎng)料,白化苗不能進(jìn)行光合作用，無法制造有機(jī)養(yǎng)料,這說明光合作用需要色素去捕獲光能。,,一、實(shí)驗(yàn)原理提取原理：1.葉綠體中的色素能溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中，所以用無水乙醇可提取葉綠體中色素。分離原理：2.色素在層析液中溶解度不同，溶解度高的色素分子隨層析液在濾紙條上的擴(kuò)散得快，溶解度低的色素分子隨層析液在濾紙條上的擴(kuò)散得慢，因而可用層析液將不同的色素分離。,葉綠體中色素的提取和分離,實(shí)驗(yàn)：綠葉中色素的提取和分離,（1）提取綠葉的色素,原理：色

2、素能溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中，所以可用無水乙醇提取色素。,稱取5g的綠葉，剪碎，放入研缽中。,,1.色素的種類,,目的：二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸鈣可防止研磨中色素被破壞。,放入少許二氧化硅和碳酸鈣再放入10mL無水乙醇,迅速、充分地研磨,,（1）提取綠葉的色素,將研磨液迅速倒入玻璃漏斗中進(jìn)行過濾。,收集濾液,封口。,,（1）提取綠葉的色素,（2）制備濾紙條,（3）畫濾液細(xì)線,★要求：細(xì)、直、齊重復(fù)2—3次,（4）分離綠葉中的色素,原理：溶解度高的色素隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快;反之，則慢。,★層析液不能沒及濾液線,濾液細(xì)線,,葉綠素,類胡蘿卜素,（含量約3/4）,（含量約1/4）,葉綠素a

3、（藍(lán)綠色）,葉綠素b（黃綠色）,胡蘿卜素（橙黃色）,葉黃素（黃色）,,,,,,,綠葉中的色素,葉綠體中的色素,實(shí)驗(yàn)表明：葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。,葉綠素中的吸收光譜,討論：1.用這種方法有什么好處？不同顏色的光照對(duì)植物的光合作用會(huì)有什么影響？2.為什么不使用綠色的塑料薄膜或補(bǔ)充綠色光源？,用紅色或藍(lán)色的塑料薄膜掛紅色或藍(lán)色的燈管,問題探討,1.如圖表示新鮮菠菜葉中四種色素的相對(duì)含量及在濾紙條上的分離情況．下列說法不正確的是（）,A．葉綠體中的四種色素分布在類囊體薄膜上B．四種色素均可溶于有機(jī)溶劑無水乙醇中C．四種色素在層析液中溶解度最大的是甲D．發(fā)黃菠菜葉中色素含

4、量顯著減少的是甲和乙,C,練一練,2.[2013.全國高考]關(guān)于葉綠素的敘述，錯(cuò)誤的是（）A．葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素B．被葉綠素吸收的光可用于光合作用C．葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同D．植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光,D,練一練,3.提取光合色素，進(jìn)行紙層析分離，對(duì)該實(shí)驗(yàn)中各種現(xiàn)象的解釋，正確的是[]A．未見色素帶，說明材料可能為黃化葉片B．色素始終在濾紙上，是因?yàn)樯夭蝗苡趯游鲆篊．提取液呈綠色是由于含有葉綠素a和葉綠素bD．胡蘿卜素在濾紙最前方，是因?yàn)槠湓谔崛∫褐械娜芙舛茸罡?C,練一練,,,,基粒,外膜,內(nèi)膜,基質(zhì),,光合色素,與光反應(yīng)有關(guān)的酶,（二）葉綠體

5、的結(jié)構(gòu)和功能,類囊體,,結(jié)構(gòu)：,恩格爾曼的實(shí)驗(yàn),1880年：美國科學(xué)家恩格爾曼用水綿進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)好氧菌只集中在葉綠體被光束照射到的部位，從而證明光合作用放出氧氣；光合作用的場所是葉綠體。,,1.下列關(guān)于恩格爾曼實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是()A．用水綿做實(shí)驗(yàn)材料是因?yàn)槠淙~綠體呈橢球形便于觀察B．通過同位素示蹤法證明了氧氣是葉綠體釋放出來的C．實(shí)驗(yàn)材料先放在沒有空氣的黑暗環(huán)境中以排除氧氣和光的干擾D．根據(jù)產(chǎn)生氣泡的位置來確定綠色植物進(jìn)行光合作用的部位,C,二、光合作用的原理和應(yīng)用,光合作用的概念：光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程。

6、,光合作用的原料、產(chǎn)物、場所和條件是什么？請(qǐng)用一個(gè)化學(xué)反應(yīng)式表示出來。,CO2+,H2O*,,光能,葉綠體,(CH2O)+,O2*,結(jié)論：水分是植物建造自身的原料。,17世紀(jì)海爾蒙特栽培的柳樹實(shí)驗(yàn),結(jié)論：植物可以更新空氣,3、1779年,荷蘭的科學(xué)家英格豪斯（500多次試驗(yàn)）,普利斯特利的實(shí)驗(yàn)只有在陽光照射下才能成功；植物體只有綠葉才能更新空氣。,到1785年，發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，人們才明確綠葉在光下放出的是O2，吸收的是CO2。即：可以更新空氣的是O2，使空氣變污濁的是CO2,,,5、1864年，德國科學(xué)家薩克斯,黑暗處理一晝夜,用碘蒸氣處理這片葉，發(fā)現(xiàn)曝光的一半呈深藍(lán)色，遮光的一半則沒有顏色

7、變化。,讓一張葉片一半曝光一半遮光,、,綠葉在光下制造淀粉。,結(jié)論：,光合作用釋放的O2來自CO2還是H2O？,18O2,O2,6、1941年，美國魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)（同位素標(biāo)記法）,,,光照射下的小球綠藻懸浮液,光合作用產(chǎn)生的O2來自于H2O。,結(jié)論：,光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物又是怎樣合成的？,6.1939年，美國科學(xué)家魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)（相互對(duì)照實(shí)驗(yàn)，自變量為標(biāo)記物質(zhì)（H218O與C18O2），因變量為O2的放射性。）,H2OC18O2,,,H218O,,,,,,,O2O2O2,O2O2O2,O2O2O2,O2O2O2,O2O2O2,O2O2O2O2,O2O2O2O2,18O218O218O2,18O

8、218O218O2,18O218O218O2,18O218O218O2,18O218O218O2,結(jié)論：光合作用釋放的氧氣全部來自水。,7、20世紀(jì)40年，美國卡爾文,14CO2,,小球藻,有機(jī)物的14C,,（卡爾文循環(huán)）,結(jié)論：,光合產(chǎn)物中有機(jī)物的碳來自CO2,下圖表示較強(qiáng)光照且溫度相同以及水和小球藻的質(zhì)量相等的條件下，小球藻進(jìn)行光合作用的實(shí)驗(yàn)示意圖。一段時(shí)間后，以下相關(guān)比較不正確的是（）A.Y2的質(zhì)量大于Y3的質(zhì)量B.④中小球藻的質(zhì)量大于①中小球藻的質(zhì)量C.②中水的質(zhì)量大于④中水的質(zhì)量D.試管①的質(zhì)量大于試管②的質(zhì)量,C,CO2+H2O,,光能,葉綠體,（CH2O)+O2,概念：綠色植物通

9、過，利用，把轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的，并且釋放出的過程。,葉綠體,光能,二氧化碳和水,有機(jī)物,氧氣,從反應(yīng)物、場所、條件、生成物總結(jié)光合作用的表達(dá)式和概念：,色素分子,可見光,,,,,C5,2C3,,,,ADP+Pi,ATP,2H2O,O2,4[H],,多種酶,酶,,(CH2O),CO2,,吸收,光解,供能,固定,還原,酶,,,光反應(yīng),暗反應(yīng),,,,,2.光合作用的過程：,光反應(yīng),條件：,,,,,水在光下分解,,O2,,[H],,,光、酶、色素,,,過程：,場所：,類囊體的薄膜上,物質(zhì),能量,光能,,,,2、光合作用的過程,暗反應(yīng),C5,固定,2c3,場所：,條件：,過程：,葉綠體基質(zhì),酶,多種酶參

10、加催化,,物質(zhì),能量,ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為糖類中穩(wěn)定的化學(xué)能,原料和產(chǎn)物的對(duì)應(yīng)關(guān)系：,（CH2O）,,C,H,O,,,,CO2,CO2,H2O,O2,,H2O,,能量的轉(zhuǎn)移途徑,碳的轉(zhuǎn)移途徑,光能,,,ATP中活躍的化學(xué)能,(CH2O)中穩(wěn)定的化學(xué)能,,CO2,C3,（CH2O）,,,①圖中A是______,B是_______,它來自于______的分解。②圖中C是_____，它被傳遞到葉綠體的______部位，用于_______。③圖中D是____，在葉綠體中合成D所需的能量來自_______________。④圖中G是_____,F是_________,J是__________。⑤圖

11、中的H表示_______，H為I提供__________。,Ｏ2,水,[H],基質(zhì),還原C3,ATP,色素吸收的光能,光反應(yīng),[H]和ATP,色素,C5,C3,糖類,下圖是光合作用過程圖解，請(qǐng)分析后回答下列問題：,練一練,2.光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的物質(zhì)是（）A.［H］和H2OB.［H］和ATPC.ATP和CO2D.H2O和CO2,B,3.光合作用中，光能轉(zhuǎn)變成活躍化學(xué)能發(fā)生在()A．水的光解B．ATP的水解C．CO2的固定D．三碳化合物的還原,A,練一練,3、光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別和聯(lián)系,類囊體薄膜上,葉綠體的基質(zhì),需光,色素和酶,不需光,色素;需酶,穩(wěn)定的化學(xué)能,,光能活躍的化學(xué)能,,光反應(yīng)為暗

12、反應(yīng)提供ATP和[H]，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi,1、光下的植物突然停止光照后，C5化合物和C3化合物的含量如何變化？,停止光照,,光反應(yīng)停止,,2、光下的植物突然停止CO2的供應(yīng)后，C5化合物和C3化合物的含量如何變化？,,[H]↓,ATP↓,,,還原受阻,,,C3↑,C5↓,CO2↓,固定停止,,,,C3↓,C5↑,思考與討論：,,,,,增加,減少,減少或沒有,減少或沒有,減少,增加,增加,增加,減少,增加,增加,減少或沒有,增加,減少,減少,增加,增加,減少,增加,減少,圖1表示光合作用部分過程的圖解，圖2表示改變光照后，與光合作用有關(guān)的五碳化合物和三碳化合物在細(xì)胞內(nèi)的變化曲線。據(jù)

13、圖回答：()(1)圖1中A表示的物質(zhì)是________，它由________產(chǎn)生，其作用主要是____________。(2)圖1中ATP形成所需的能量最終來自于________。若用放射性同位素標(biāo)記14CO2，則14C最終進(jìn)入的物質(zhì)是____________。(3)圖2中曲線a表示的化合物是________，在無光照時(shí)，其含量迅速上升的原因是：________________________________________________________________________。(4)曲線b表示的化合物是________，在無光照時(shí)，其含量下降的原因是：________。,練一練,2

14、NH3+3O2,2HNO2+2H2O+能量,2HNO2+O2,2HNO3+能量,（CH2O）+O2,4.化能合成作用：,原理：還原CO2所需要的ATP和[H]是通過氧化無機(jī)物NH4+、NO2-、H2S、SO、H2、Fe2+等而獲得的。,化能自養(yǎng)類型：硝化細(xì)菌、鐵細(xì)菌、硫細(xì)菌、氫細(xì)菌等,1.下列有關(guān)化能合成作用的敘述，正確的是（）①不利用光能②利用環(huán)境中物質(zhì)氧化釋放的能量③在葉綠素作用下進(jìn)行④將水和二氧化碳合成有機(jī)物⑤貯能不多，對(duì)自然界作用不大．⑥屬異養(yǎng)型新陳代謝A．①②③B．①②④C．①④⑤D．②④⑥,B,練一練,2.光合作用與化能合成作用的相似點(diǎn)是[]A．都以太陽能作為能源B．都需要環(huán)境中的

15、物質(zhì)氧化釋放能量C．都能將無機(jī)物轉(zhuǎn)變成有機(jī)物D．都是高等生物的代謝類型,C,練一練,２．外部因素,反應(yīng)條件：光、溫度、必需礦質(zhì)元素反應(yīng)原料：CO2濃度、水,１．內(nèi)部因素,3.影響光合作用的因素：,作物后期,適當(dāng)摘除老葉、殘葉，降低呼吸。,1.幼葉不斷生長,葉綠體(素)不斷增加,光合速率不斷加快；2.老葉葉綠體破壞,光合速率減慢。,葉齡,光,在生產(chǎn)上的應(yīng)用,對(duì)光合作用的影響,外因,,,,,,,,1.光照強(qiáng)度,1.注重陰、陽生植物間作套種2.一年之內(nèi)輪作,延長光合作用時(shí)間3.通過合理密植,增加光合作用面積4.溫室大棚,使用無色透明玻璃5.防止?fàn)I養(yǎng)生長過強(qiáng),導(dǎo)致葉面互相遮擋.,光合作用強(qiáng)度,0,呼吸

16、速率,光補(bǔ)償點(diǎn),光飽和點(diǎn),,,,,,,,陰生植物,陽生植物,⑴溫室：①燃燒植物桔桿；②使用二氧化碳發(fā)生器；③與豬舍雞舍鴨棚連通。⑵溫室與大田：①確保良好通風(fēng)；②增施有機(jī)肥料；③深施“碳銨”。,CO2是光合作用的原料.,CO2,a—b:CO2太低，農(nóng)作物消耗光合產(chǎn)物；b—c:隨CO2的濃度增加，光合作用強(qiáng)度增強(qiáng)；c—d:CO2濃度再增加，光合作用強(qiáng)度保持不變；d—e:CO2濃度超過一定限度，將引起原生質(zhì)體中毒或氣孔關(guān)閉，抑制光合作用。,CO2的補(bǔ)償點(diǎn),CO2的飽和點(diǎn),1.適時(shí)播種2.溫室栽培時(shí),白天適當(dāng)提高溫度,晚上適當(dāng)降溫（增加晝夜溫差）。,溫度會(huì)直接影響酶的活性.（主要是影響暗反應(yīng)）,溫度,

17、甲圖和乙圖表示某植物在適宜的CO2濃度條件下光合作用速率與環(huán)境因素之間的關(guān)系，下列相關(guān)描述中錯(cuò)誤的是（）A、甲圖中，在A點(diǎn)上限制光合作用速率的主要因素是光照強(qiáng)度，在B點(diǎn)上限制光合作用速率的主要因素是溫度或CO2濃度B、從乙圖可以看出，當(dāng)超過一定溫度后，光合作用速率會(huì)隨著溫度的升高而降低C、溫度主要是通過影響酶的活性來影響光合作用速率D、若光照強(qiáng)度突然由A變?yōu)锽，短時(shí)間內(nèi)葉肉細(xì)胞中C3的含量會(huì)增加,練一練,D,下圖甲是研究環(huán)境因素對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量影響的曲線圖，乙是該農(nóng)作物細(xì)胞代謝過程的部分示意圖。請(qǐng)據(jù)圖分析回答：（1）甲圖中A點(diǎn)的三碳化合物含量_______(大于、小于、等于)B點(diǎn)。通過甲圖中各點(diǎn)位

18、置的比較，可以看出影響光合作用速率的關(guān)鍵限制因素是_______、_______、_______。（2）乙圖中物質(zhì)N是_______，過程a反應(yīng)的場所是_______。此時(shí)農(nóng)作物的光合作用強(qiáng)度_______(大于、等于、小于)呼吸作用強(qiáng)度。（3）除了本實(shí)驗(yàn)研究的影響因素外，______________等措施也可以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。,練一練,4.科學(xué)家研究CO2濃度、光照強(qiáng)度和溫度對(duì)同一植物光合作用強(qiáng)度的影響，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。請(qǐng)據(jù)圖判斷下列敘述不正確的是（）A．光照強(qiáng)度為a時(shí)，造成曲線Ⅱ和Ⅲ光合作用強(qiáng)度差異的原因是CO2濃度不同B．光照強(qiáng)度為b時(shí)，造成曲線Ⅰ和Ⅱ光合作用強(qiáng)度差異的原因是溫度

19、不同C．光照強(qiáng)度為a～b時(shí)，曲線Ⅰ、Ⅱ光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)而增強(qiáng)D．光照強(qiáng)度為a～c時(shí)，曲線Ⅰ、Ⅲ光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)而增強(qiáng),D,1、如圖裝置（外界條件恒定），錐形瓶中植物能正常生活，玻璃管中紅色液滴是否會(huì)移動(dòng)，如何移動(dòng)？為什么？,2、如果如圖裝置進(jìn)行遮光處理較長時(shí)間，玻璃管中紅色液滴是否會(huì)移動(dòng)，如何移動(dòng)？為什么？,不移動(dòng),（三）細(xì)胞呼吸與光合作用,開始不移動(dòng)，一段時(shí)間后向右移動(dòng),NaHCO3,,內(nèi)置含NaHCO3溶液的燒杯呢,（三）細(xì)胞呼吸與光合作用,凈光合作用釋放氧氣量,3、紅色液滴向右移動(dòng)了X，請(qǐng)問X的生物學(xué)意義是什么？,細(xì)胞呼吸,凈光合作用（表觀光合作用）,真正光合作用（實(shí)

20、際光合作用）,=,+,NaHCO3,,以測定的CO2吸收量與釋放量為指標(biāo)，研究溫度對(duì)某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響，結(jié)果如圖所示。下列分析正確的是（）A.光照相同時(shí)間，35℃時(shí)光合作用制造有機(jī)物的量與30℃時(shí)相等B.光照相同時(shí)間，在20℃條件下植物積累的有機(jī)物的量最多C.溫度高于25℃時(shí)，光合作用制造的有機(jī)物的量開始減少D.兩曲線的交點(diǎn)表示光合作用制造的與呼吸作用消耗的有機(jī)物的量相等,A,5.將某一綠色植物置于密閉的玻璃容器內(nèi)，在一定條件下不給光照，CO2的含量每小時(shí)增加8mg，給予充足光照后，容器內(nèi)CO2的含量每小時(shí)減少36mg，若上述光照條件下光合作用每小時(shí)能產(chǎn)生葡萄糖30mg，請(qǐng)回答

21、：,（1）比較在上述條件下，光照時(shí)呼吸作用的強(qiáng)度與黑暗時(shí)呼吸作用的強(qiáng)度差是mg。（2）在光照時(shí)，該植物每小時(shí)葡萄糖凈生產(chǎn)量是mg。（3）若一晝夜中先光照4小時(shí)，接著放置在黑暗情況下20小時(shí)，該植物體內(nèi)有機(jī)物含量變化是（填“增加”或“減少”）。（4）若要使這株植物有更多的有機(jī)物積累，你認(rèn)為可采取的措施是:_______________________________________________,0,24.5,減少,①延長光照時(shí)間；②降低夜間溫度；③增加CO2濃度。,6.如圖是在盛夏的某一晴天，一晝夜中某植物對(duì)CO2的吸收和釋放狀況的示意圖。請(qǐng)據(jù)圖回答問題：,一天光合速率變化,（1）圖中D～E段CO2吸收量逐漸減少是因?yàn)開____________，使光反應(yīng)產(chǎn)生的______和________逐漸減少，從而影響了暗反應(yīng),使_______化合物數(shù)量減少，影響了CO2固定。,光照強(qiáng)度,減弱,ATP,[H],五碳,（2）圖中曲線中間C處光合作用強(qiáng)度暫時(shí)降低，可能是因?yàn)椋ǎ〢.光照過強(qiáng)，暗反應(yīng)跟不上，前后脫節(jié)，影響整體效果B.溫度較高提高了呼吸作用酶的活性，消耗了較多的有機(jī)物C.溫度高蒸騰作用過強(qiáng)，氣孔關(guān)閉，影響了CO2原料的供應(yīng)D.光照過強(qiáng)氣溫過高植物缺水，嚴(yán)重影響光合作用的進(jìn)行,C,