2022-2023學(xué)年浙科版（2019）必修一 3.5 光合作用將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 課件（61張）

第5節(jié)光合作用將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能第1課時光合作用概述、光合色素的提取與分離實驗必修1第三章細(xì)胞的代謝如果你來安裝照明系統(tǒng)，你會選用哪種顏色的光？光合作用概述光合作用：是綠色植物或藍(lán)細(xì)菌，以二氧化碳和水為原料，利用光能合成糖類等有機物并釋放出氧氣的過程。6CO2+12H2O

C6H12O6+6O2+6H2O

光葉綠體原料：產(chǎn)物：場所：條件：CO2和H2O有機物和氧氣葉綠體（或光合膜）光照還原氧化細(xì)胞呼吸：光合作用：C6H12O6+6O2+6H2O

6CO2+12H2O

酶氧化還原思考：光合作用和需氧呼吸是否互為逆反應(yīng)？不是，場所不同，條件不同6CO2+12H2O

C6H12O6+6O2+6H2O

光葉綠體1.光合作用在葉綠體中進(jìn)行光合作用在葉綠體中進(jìn)行1①葉綠體的形態(tài)(光鏡下)一般呈扁平的橢球形或球形。②葉綠體的結(jié)構(gòu)(電鏡下)基粒葉綠體基質(zhì)類囊體外膜內(nèi)膜(含有光合色素)2.光合色素的提取與分離光合色素的提取與分離2葉綠體中含有多種色素，這些色素與光合作用有關(guān)，被稱為光合色素。光合色素是一種脂溶性物質(zhì)，可以利用脂溶劑將它們從葉綠體中提取出來。色素在層析液中的溶解度不同，在濾紙上的擴散速度有差別，可以將它們分離開來，達(dá)到觀察葉綠體中色素的目的。1.學(xué)會提取和分離葉綠體中色素的方法；2.分離葉綠體中的四種色素。原理目的材料新鮮的綠色葉片、干燥的定性濾紙，95%的酒精，層析液，二氧化硅，碳酸鈣，研缽，小玻璃漏斗，尼龍布，毛細(xì)吸管，剪刀，試管，藥匙，量筒，天平。烘干、稱取：將新鮮的菠菜葉放入烘箱中烘干，粉碎后取2g干粉放入研缽中；加入少許SiO2和CaCO3，再加入2—3mL95%的酒精，研磨成勻漿。提取色素分離色素觀察現(xiàn)象得出結(jié)論SiO2CaCO395%酒精作用作用作用研磨充分防止葉綠素被破壞提取色素光合色素的提取與分離2提取色素分離色素觀察現(xiàn)象得出結(jié)論將研磨液迅速倒入玻璃漏斗中進(jìn)行過濾。單層尼龍布收集濾液,封口。光合色素的提取與分離2提取色素分離色素觀察現(xiàn)象得出結(jié)論制備濾紙條：干燥的定性濾紙1cm鉛筆線為什么濾紙條要剪去兩角？保證色素在濾紙條上擴散的均勻、整齊。光合色素的提取與分離2要求：濾液細(xì)線要畫的細(xì)、直、齊，使各色素擴散的起點相同；注意：待濾液干后，再畫一兩次，使分離色素帶清晰。提取色素分離色素觀察現(xiàn)象得出結(jié)論點樣：畫濾液細(xì)線光合色素的提取與分離2提取色素分離色素觀察現(xiàn)象得出結(jié)論分離色素注意：層析液不能觸及濾液細(xì)線，否則色素會溶解在層析液中，而不會沿濾紙條向上擴散。光合色素的提取與分離2提取色素分離色素觀察現(xiàn)象得出結(jié)論胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b光合色素的提取與分離2提取色素分離色素觀察現(xiàn)象得出結(jié)論類胡蘿卜素葉綠素含量約占3/4含量約占1/4橙色

黃色藍(lán)綠色黃綠色胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b光合色素的提取與分離2色素種類色素顏色色素含量溶解度擴散速度abcd胡蘿卜素

葉黃素葉綠素a葉綠素b橙色黃色黃綠色藍(lán)綠色最少較少較快最低最慢最多較多最快較慢較低最高較高光合色素的提取與分離2光合色素吸收的可見光3思考與討論(1)為什么高等植物的葉片一般呈現(xiàn)綠色？說出你的理由。因為葉綠體中的色素幾乎不吸收綠光，綠光被反射出來，所以高等植物的葉片一般呈現(xiàn)綠色。(2)入秋后，葉片逐漸變黃，試解釋其原因。深秋氣候變冷，太陽的光照量大大減少，葉綠素的合成速度變慢或停止，氣溫逐漸降低，低溫可導(dǎo)致葉綠素被破壞，而類胡蘿卜素比較穩(wěn)定，葉片中葉綠素含量減少，類胡蘿卜素含量增加，導(dǎo)致葉片變黃。影響葉綠素合成三大因素（3）必需元素：葉綠素中含Mg等必需元素，缺乏Mg將導(dǎo)致葉綠素?zé)o法

合成，葉片發(fā)黃（2）溫度：溫度可以影響與葉綠素合成有關(guān)的酶的活性，進(jìn)而影響葉綠

素的合成（1）光照：是影響葉綠素合成的主要因素，一般植物在黑暗中不能合

成葉綠素，因而葉片發(fā)黃光合色素吸收的可見光3

葉綠素提取液藍(lán)紫光和紅光色帶很暗類胡蘿卜素提取液藍(lán)紫光色帶很暗太陽光（白光）通過三棱鏡折射后，可分為紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等不同的顏色，這就是所謂的可見光譜。光合色素吸收的可見光3光合色素的吸收光譜葉綠素吸收藍(lán)紫光和紅光類胡蘿卜素吸收藍(lán)紫光定義細(xì)胞呼吸與光合作用的比較類囊體膜位置分類葉綠素類胡蘿卜素葉綠素a葉綠素b葉黃素胡蘿卜素功能吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能含量占1/4含量占3/4(藍(lán)綠色）（黃綠色）（橙黃色）（黃色）葉綠素主要吸收紅橙光和藍(lán)紫光；類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光光合色素的提取與分離光合作用在葉綠體中進(jìn)行光合作用將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能光合作用課堂檢測A1.下列關(guān)于植物細(xì)胞中光合色素的說法正確的是(

)A.光合色素分布在葉綠體的類囊體膜上B.Mg是構(gòu)成葉綠素所必需的微量元素C.葉綠素對綠光吸收最多，所以葉片呈綠色D.用紙層析法分離色素時，含量多的色素在濾紙上擴散得快2.下列關(guān)于植物細(xì)胞葉綠體內(nèi)光合色素的敘述，正確的是(

)A.胡蘿卜素和葉黃素主要吸收紅光和藍(lán)紫光B.葉片呈現(xiàn)綠色的原因是其葉綠素吸收綠光最少，使綠光被反射出來C.四種光合色素在層析液中的溶解度最小的是胡蘿卜素D.植物生長過程中，葉綠體內(nèi)各種色素的比例保持不變B課堂檢測3.利用無水乙醇提取出葉綠體中的色素，設(shè)法分離得到各種色素，并將葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素和混合液依次點樣在濾紙的1、2、3、4、5位置(如下圖所示)。當(dāng)濾紙下方浸入層析液后，濾紙條上各色素正確的位置應(yīng)為()B課堂檢測4.在做提取和分離葉綠體中的光合色素實驗時，甲、乙、丙、丁四位同學(xué)對相關(guān)試劑的使用情況如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他們所得的實驗結(jié)果依次應(yīng)為()B試劑甲乙丙丁無水乙醇－＋＋＋水＋－－－CaCO3＋＋－＋SiO2＋＋＋－A.①②③④ B.②④①③ C.④②③① D.③②①④課堂檢測第5節(jié)光合作用將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能第2課時光反應(yīng)和碳反應(yīng)、環(huán)境因素對光合作用的影響必修1第三章細(xì)胞的代謝復(fù)習(xí)導(dǎo)入1、何為光合作用？2、與光合作用有關(guān)的光合色素有哪些？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)化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。其實質(zhì)是合成有機物，釋放能量。與光合作用有關(guān)的光合色素包括胡蘿卜素（橙色）、葉黃素（黃色）、葉綠素a（藍(lán)綠色）、葉綠素b（黃綠色）。合成有機物，釋放能量光合作用分兩個階段進(jìn)行。第一階段是直接需要光的，稱為光反應(yīng)；第二階段不需要光的直接參與，是二氧化碳轉(zhuǎn)化為糖的過程，稱為碳反應(yīng)，也稱暗反應(yīng)。色素分子可見光ATPH2OO2H+吸收光解光反應(yīng)NADP+NADPH酶ADP+PiC52C3多種酶(CH2O)CO2固定還原暗反應(yīng)光合作用分兩個階段進(jìn)行。第一階段是直接需要光的，稱為光反應(yīng)；第二階段不需要光的直接參與，是二氧化碳轉(zhuǎn)化為糖的過程，稱為碳反應(yīng)，也稱暗反應(yīng)。1.光反應(yīng)光反應(yīng)1H2O類囊體膜酶Pi＋ADPATPH+、e-NADP+NADPH（氧化型輔酶Ⅱ）（還原型輔酶Ⅱ）色素O2光反應(yīng)階段場所條件物質(zhì)變化水的光解ATP的合成NADPH的合成能量變化類囊體膜（光合膜)光、色素、酶H2O1/2O2+2H++2e-光能H++2e-+

NADP+NADPHADP＋Pi＋能量（光能）

ATP酶光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP和NADPH中活躍的化學(xué)能光反應(yīng)12.碳反應(yīng)碳反應(yīng)2卡爾文循環(huán)從1個五碳糖（RUBP）開始。①在酶的催化作用下，1個CO2分子與五碳糖結(jié)合，形成1個六碳分子。②這個六碳分子隨即分解成2個三碳酸分子。③然后，每個三碳酸分子接受來自NADPH的氫和來自ATP的能量，被還原形成三碳糖。④三碳糖再生五碳糖。三碳糖的形成標(biāo)志著光合作用合成糖的過程已經(jīng)完成。在葉綠體內(nèi)，三碳糖作為原料用于淀粉、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的合成。大部分三碳糖運至葉綠體外，并且轉(zhuǎn)變成蔗糖，供植物體所有細(xì)胞利用碳反應(yīng)階段場所條件物質(zhì)變化CO2固定三碳酸還原五碳糖再生能量變化葉綠體的基質(zhì)中酶CO2＋五碳糖2三碳酸酶ATP

ADP+Pi三碳酸

三碳糖酶NADP+NADPH

三碳糖五碳糖酶ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惖扔袡C物中穩(wěn)定的化學(xué)能碳反應(yīng)2光反應(yīng)與碳反應(yīng)的區(qū)別和聯(lián)系是什么？

條件場所物質(zhì)變化能量變化光、色素、酶酶葉綠體類囊體膜葉綠體基質(zhì)中水的光解；ATP的生成；NADPH的合成CO2的固定；三碳酸還原、五碳糖再生

ATP、NADPH中活躍化學(xué)能光能ATP、NADPH中活躍化學(xué)能有機物中穩(wěn)定化學(xué)能光反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ)，為暗反應(yīng)提供NADPH和ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供NADP+和ADP、Pi。聯(lián)系光反應(yīng)階段碳反應(yīng)階段拓展提升1.光合作用中元素的轉(zhuǎn)移途徑(1)H：3H2O [3H] (C3H2O)(2)C：14CO2 14C3 (14CH2O)(3)O：H218O 18O2;

C18O2 C3 (CH218O)光能葉綠體3.環(huán)境因素對光合作用的影響環(huán)境因素對光合作用的影響1.光合速率（光合強度）：

是指一定量的植物（如一定的葉面積）在單位時間內(nèi)進(jìn)行的光合作用，如釋放多少氧氣、消耗多少二氧化碳。影響光合作用的因素有哪些呢？外界因素—溫度外界因素—CO2濃度等外界因素—光強度3活動：探究環(huán)境因素對光合作用的影響探究問題：影響光合作用的環(huán)境因素有哪些?這些因素又是如何影響光合作用的?1.根據(jù)同學(xué)們已有的生物學(xué)知識和人們的生產(chǎn)、生活經(jīng)驗，以小組為單位，

列出影響光合作用的環(huán)境因素。影響光合作用的環(huán)境因素_________________________________________?；顒犹崾?2.在大家列出的影響光合作用的環(huán)境因素中，選擇其中的一種因素，分析這種因素是如何影響光合作用的，并提出假設(shè)。溫度、CO2濃度、光強度、光質(zhì)等探究光照強度對光合作用的影響。假設(shè)：光照越強，光合作用速率越快活動：探究環(huán)境因素對光合作用的影響3.根據(jù)假設(shè)，設(shè)計單因子對照實驗方案。實驗時可供選用的材料用具:黑藻或金魚藻，水，冰塊，碳酸氫鈉，精

密pH試紙，100W聚光燈，溫度計，大燒杯，不同顏色的玻璃紙。(2)實驗中，可變因素是什么?可變因素是如何變化的?通過什么方法控制可

變因素的變化?通過什么方法測量光合作用速率?可變因素：光照強度可變因素變化：弱光—中光——強光100W聚光燈距黑藻或金魚藻的距離單位時間產(chǎn)生氣泡的數(shù)量(3)進(jìn)行方案設(shè)計活動：探究環(huán)境因素對光合作用的影響①取三個潔凈的大燒杯，分別編號為A、B、C。三個燒杯中分別加入等量

的NaHCO3溶液；②A、B、C三個燒杯中放入等量且生長狀況相同的金魚藻；③將A、B、C三個燒杯分別放在距100W聚光燈1m、10m、20m處，模擬

強、中、弱三種光強度；④用計時器計時10min，觀察并記錄三個燒杯中產(chǎn)生的氣泡數(shù)；4.根據(jù)實驗設(shè)計方案，設(shè)計實驗數(shù)據(jù)記錄表。活動：探究環(huán)境因素對光合作用的影響

燒杯項目ABC距光源的距離1m（強光）10m（中光）20m（弱光）氣泡數(shù)/個abc5.實驗預(yù)期是：_______________________________________①若a>b>c，則光照越強，光合速率越快；②若a<b<c，則光照越強，光合速率越慢。表觀光合速率、真正光合速率和細(xì)胞呼吸速率的聯(lián)系①細(xì)胞呼吸速率：指單位數(shù)量的活體組織在單位時間內(nèi)消耗的O2量或釋放的CO2量。

在黑暗條件下測得的值。②表觀光合速率，又稱凈化合速率：在光照條件下，人們測得的CO2吸收量是植物從外界環(huán)境吸收的CO2總量。③真正光合速率：是指植物在光照條件下，從外界環(huán)境中吸收的CO2的量，加上細(xì)胞呼吸釋放的CO2的量，即植物實際同化的CO2的量，又稱總光合速率。

真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率項目表示方法凈光合速率（又稱表觀光合速率）真正光合速率（又稱實際光合速率）呼吸速率（黑暗中測量）O2的釋放量、CO2的吸收量、有機物的積累量O2的產(chǎn)生量、CO2的固定量、有機物的制造量CO2的釋放量、O2的吸收量、有機物的消耗量表觀光合速率、真正光合速率和細(xì)胞呼吸速率的聯(lián)系影響光合作用的外部因素—光強度3.1光照強度通過影響植物的光反應(yīng)進(jìn)而影響光合速率。光照強度增加，光反應(yīng)速度加快，產(chǎn)生的NADPH和ATP增多，使暗反應(yīng)中還原過程加快，從而使光合作用產(chǎn)物增加。(1)原理：(2)光強度對光合作用的影響曲線：(4)應(yīng)用：①溫室生產(chǎn)中，適當(dāng)增強光照強度，以提高光合速率，使作物增產(chǎn)；②陰生植物的光補償點和光飽和點都較陽生植物低，間作套種農(nóng)作物，可合理利用光能。影響光合作用的外部因素—光強度3.1影響光合作用的外部因素—溫度3.2(1)原理：(2)曲線溫度通過影響酶的活性影響光合作用。溫室栽培植物時，白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合速率；晚上適當(dāng)降低溫室內(nèi)溫度，以降低細(xì)胞呼吸速率，保證植物有機物的積累。(3)應(yīng)用：影響光合作用的外部因素—CO2濃度3.3(1)原理：CO2直接影響碳反應(yīng)速率。(2)曲線分析圖1中A點表示CO2補償點，即光合速率等于呼吸速率時的CO2濃度，圖2中A′點表示進(jìn)行光合作用所需CO2的最低濃度。B點和B′點對應(yīng)的CO2濃度都表示CO2飽和點。(3)應(yīng)用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以通過“正其行，通其風(fēng)”，增施農(nóng)家肥等增大CO2濃度，提高光合速率。影響光合作用的外部因素—CO2濃度3.3拓展提升1.環(huán)境條件改變時光合作用中相關(guān)物質(zhì)的含量變化(1)分析方法：需從物質(zhì)的生成和消耗兩個方面綜合分析。示例：CO2供應(yīng)正常，光照停止時三碳酸的含量變化光照停止→ATP、NADPH含量減少→三碳酸的消耗量減少CO2供應(yīng)正?！妓岬纳闪坎蛔?nèi)妓岬纳闪吭黾?2)物質(zhì)含量變化條件光照由強到弱，CO2供應(yīng)不變光照由弱到強，CO2供應(yīng)不變CO2供應(yīng)由充足到不足，光照不變CO2供應(yīng)由不足到充足，光照不變?nèi)妓岷课逄继呛縉ADPH和ATP的含量(CH2O)的合成量增加增加增加增加增加增加增加減少減少減少減少減少減少減少減少增加多因素對光合作用的影響3.4提示P點之前，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子(1)三條曲線在P點之前限制光合速率的因素分別是什么？多因素對光合作用的影響3.4提示P點和Q點之間，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因素和多條曲線上的因素。(2)三條曲線在P點和Q點之間限制光合速率的因素分別是什么？(3)三條曲線在Q點之后橫坐標(biāo)所表示的因子還是影響光合速率的主