光合作用與能量轉化1

光合作用與能量轉化當前1頁，總共56頁。太陽光能的輸入、捕獲與轉化，是生物圈得以維持運轉的基礎當前2頁，總共56頁。光合作用是唯一能夠捕獲和轉化光能的生物學途徑。當前3頁，總共56頁。植物進行光合作用捕獲光能依靠的物質(zhì)和結構是什么呢？當前4頁，總共56頁。葉片是進行光合作用的主要器官白化苗待種子中儲存的養(yǎng)分耗盡就會死去葉片中的色素可能與光能的捕獲有關沒有色素有色素當前5頁，總共56頁。綠葉中究竟有哪些色素呢？通過下面的實驗進行探究當前6頁，總共56頁。一、綠葉中色素的提取和分離當前7頁，總共56頁。當前8頁，總共56頁。當前9頁，總共56頁。3.實驗步驟:當前10頁，總共56頁。當前11頁，總共56頁。當前12頁，總共56頁。面積代表含量當前13頁，總共56頁。1、葉綠素的提取(1)選用新鮮的綠葉：色素含量高(2)碳酸鈣：防止研磨中色素被破壞(3)二氧化硅：有助于研磨充分一、捕獲光能的色素和結構2.葉綠素的分離(1)濾紙條一端剪去兩角：使分離出的色素帶平齊（2）畫濾液細線：用毛細管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻地畫出一條直線，待濾液干后，再重畫一到兩次增加色素濃度，使色素帶明顯當前14頁，總共56頁。（3）不能讓濾液細線觸及層析液，否則濾液細線中的色素會被層析液溶解，而不能在濾液上擴散當前15頁，總共56頁。3.光譜:陽光是由不同波長的光組合成的復合光,在穿過三棱鏡時,不同波長的光會分散開,形成_________的光帶,稱為光譜。不同顏色三棱鏡色散作用當前16頁，總共56頁。4.綠葉中色素種類、吸收光譜及分布:色素種類吸收光譜分布葉綠素(含量約占3/4)葉綠素a主要吸收______________葉綠體中的_______________葉綠素b類胡蘿卜素(含量約占1/4)胡蘿卜素主要吸收_______葉黃素藍紫光和紅光藍紫光類囊體薄膜上當前17頁，總共56頁。二、葉綠體的結構和功能1.形態(tài):一般呈扁平的_____形或___形。2.結構:橢球球當前18頁，總共56頁。3.功能:進行_________的場所。4.葉綠體功能的實驗驗證:(1)實驗者:_________。(2)實驗材料:_____、_________。光合作用恩格爾曼水綿需氧細菌當前19頁，總共56頁。(3)實驗過程:當前20頁，總共56頁。(4)實驗結論:①光合作用釋放氧氣;②葉綠體是光合作用的部位。當前21頁，總共56頁。光合作用的原理和應用當前22頁，總共56頁。二氧化碳水陽光而能夠利用他們合成有機物的是能進行光合作用的細胞當前23頁，總共56頁。一、光合作用概念和反應式1.概念:綠色植物通過_______,利用光能,將二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物,并且釋放出_____的過程。2.反應式:_______________________。葉綠體氧氣CO2+H2O(CH2O)+O2CH2O代表糖類當前24頁，總共56頁。光合作用如何進行的？我們了解科學家做過的一些實驗。通過實驗來探究一下。當前25頁，總共56頁。1937年希爾反應鐵鹽或其他氧化劑氧氣

植物放出的氧氣是水在光下被分解和氧化得到的，這種水的光氧化反應與CO2的還原可分開進行。離體葉綠體懸浮液(有H2O沒有CO2)材料：條件：處理措施：結果：當前26頁，總共56頁。1941年魯賓和卡門（同位素標記法）H218OCO2H2OC18O2第一組第二組O218O2氧氣全來源于水當前27頁，總共56頁。1954年阿爾農(nóng)

在光照下，葉綠體可合成ATP，1957年他發(fā)現(xiàn)這一過程總與水的光解相伴隨當前28頁，總共56頁。實驗表明：1.光合作用釋放的氧氣中的氧元素全來自水2.氧氣的產(chǎn)生和糖類的合成不是同一個化學反應是否需要光能光反應暗反應（碳反應）當前29頁，總共56頁。H2O

①水的光解O2NADPHADP+Pi

酶②ATP光反應能量轉化:光能ATP、NADPH中活躍的化學能光能三、光合作用的過程1.作為活潑的還原劑參與暗反應2.儲存能量當前30頁，總共56頁。條件：光、色素、酶場所：物質(zhì)變化水的光解：ATP的合成：葉綠體類囊體薄膜上H2OH++O2

光葉綠體中的色素ADP＋Pi＋光能ATP酶光能1.光反應階段能量轉變：ATP、NADPH中活躍的化學能產(chǎn)物：NADPH、O2、ATPNADP+＋H+＋2e-

NADPH當前31頁，總共56頁。CO2+H2O(CH2O)+O2當前32頁，總共56頁。暗反應中CO2是如何轉變?yōu)樘穷?？閱讀課本P104,第二、三自然段，回答以下問題1.卡爾文實驗的方法？3.生成的C3【三碳化合物】進行的反應？如何反應？結合卡爾文的探究發(fā)現(xiàn)過程，構建C元素轉移途徑模型【3個反應物與生成物之間關系】2.

從外界吸收的CO2進行的反應？如何反應？【用反應式表示】CO2的固定：CO2的還原（三碳化合物的還原）C5的生成同位素示蹤法當前33頁，總共56頁。CO2

五碳化合物

C5

CO2的固定三碳化合物

2C3C3的還原葉綠體基質(zhì)多種酶H2O類囊體膜酶Pi

＋ADPATP[NADPH]糖類卡爾文循環(huán)當前34頁，總共56頁。H2O

①水的光解O2NADPHADP+Pi

酶②ATPco2C5光反應2c3①固定供氫酶酶供能②還原(CH2O)糖類多種酶參加催化暗反應能量轉化:光能ATP活躍化學能穩(wěn)定化學能光能三、光合作用的過程當前35頁，總共56頁。條件：不需光，需多種酶場所：葉綠體基質(zhì)物質(zhì)變化CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的還原：ATP中活躍的化學能2.暗反應階段C3+NADPH(CH2O)酶ATPADP+Pi能量轉變：有機物中穩(wěn)定的化學能產(chǎn)物：（CH2O

）、ADP、PiC5當前36頁，總共56頁。

聯(lián)系比較光反應、暗反應光反應階段暗反應階段條件場所物質(zhì)變化能量變化光、色素、酶不需光、酶、NADPH、ATP葉綠體類囊體膜葉綠體基質(zhì)中水的光解；ATP的形成CO2的固定；C3的還原

ATP中活躍化學能光能ATP中活躍化學能有機物中穩(wěn)定化學能光反應是暗反應的基礎，為暗反應提供NADPH和ATP，暗反應為光反應提供ADP和Pi【緊密聯(lián)系，密不可分】。當前37頁，總共56頁。H2OO2NADPHADP+PiATPCO22C3C5(CH2O)糖類光合作用的過程當前38頁，總共56頁。三、光合作用的過程1.寫出圖中序號代表的物質(zhì)或過程:當前39頁，總共56頁。①______②____③___④______⑤_______⑥________NADPHATPCO2(CH2O)光反應暗反應當前40頁，總共56頁。2.光反應階段:(1)場所:葉綠體的___________。(2)條件:___、_____和有關的___。(3)物質(zhì)變化:①水的光解:H2O____+_______②ATP的合成:ADP+Pi+能量____。(4)能量變化:將_____轉變?yōu)榛钴S的_______。類囊體薄膜光色素酶O22NADPHATP光能化學能當前41頁，總共56頁。3.暗反應階段:(1)場所:葉綠體內(nèi)的___________中。(2)條件:___的催化。(3)物質(zhì)變化:①CO2的固定:CO2+C52C3②C3的還原:C3(CH2O)C3C5葉綠體基質(zhì)酶當前42頁，總共56頁。(4)能量變化:____中活躍的化學能轉變?yōu)橛袡C物中______________。ATP穩(wěn)定的化學能當前43頁，總共56頁。光合作用原理的應用影響光合作用強度的因素？

光合作用強度：植物通過光合作用在單位時間、單位面積上制造的糖類的數(shù)量

CO2+H2O（CH2O）+O2光能葉綠體主要外界影響因素：CO2的濃度，光照強度、溫度的高低、必需礦物質(zhì)元素，水分等。內(nèi)部因素：葉綠體（光合色素、酶）數(shù)量當前44頁，總共56頁。H2OO2NADPHADP+PiATPCO22C3C5(CH2O)糖類光合作用的過程當前45頁，總共56頁。條件C3C5NADPH和ATPCH2O含量光照由強到弱CO2供應不變光照由弱到強CO2供應不變CO2由充足到不足光照強度不變CO2由不足到充足光照強度不變環(huán)境因素變化對光合作用中物質(zhì)的影響增加減少減少減少減少增加增加增加減少增加增加減少增加減少減少增加當前46頁，總共56頁。圖中A點表示：

。CO2濃度達到植物所需的最大值，光合速率不再上升BCDCO2濃度：當前47頁，總共56頁。①光合作用是在

的催化下進行的，溫度直接影響

；②B點表示：

；③BC段表示：

；

酶的活性酶此溫度條件下，光合速率最高超過最適溫度，光合速率隨溫度升高而下降溫度：通過影響酶的活性而影響光合作用，主要制約暗反應當前48頁，總共56頁。光合作用與呼吸作用當前49頁，總共56頁。光合作用反應式：

呼吸作用反應式：當前50頁，總共56頁。線粒體

葉綠體１２３ＣＯ２Ｏ２４５６Ｏ２ＣＯ２Ｏ２ＣＯ２外界環(huán)境當前51頁，總共56頁。當前52頁，總共56頁。①圖中A點含義：

；②B點含義：

；③C點表示：

；④若甲曲線代表陽生植物，則乙曲線代表

植物。

光照強度為0，只進行細胞呼吸光合作用強度與細胞呼吸強度相等，光合作用強度不再隨光照強度增強而增強，陰生當前53頁，總共56頁。線粒體

葉綠體１２３ＣＯ２Ｏ２４５６Ｏ２ＣＯ２Ｏ２ＣＯ２外界環(huán)境當前54頁，總共56頁。線粒體

葉綠體１２３ＣＯ２Ｏ２４５