【課件】光合作用與能量轉(zhuǎn)化++課件高一上學(xué)期生物人教版必修1

5.4光合作用與能量轉(zhuǎn)化第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用01捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)02葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用03光合作用的原理和應(yīng)用1捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)歡迎來到智慧植物工廠問題探討問題探討補(bǔ)充光源：常見的是紅色、藍(lán)色和白色植物工廠

你參觀或聽說過植物工廠嗎？植物工廠在人工精密控制光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度和營養(yǎng)液成分等條件下，生產(chǎn)蔬菜和其他植物。有的植物工廠完全依靠LED燈等人工光源，其中常見的是紅色、藍(lán)色和白色的光源。1、靠人工光源生產(chǎn)蔬菜有什么好處？2、為什么要控制二氧化碳濃度、營養(yǎng)液成分和溫度等條件？植物工廠

用人工光源生產(chǎn)蔬菜，可以避免由于自然環(huán)境中光照強(qiáng)度不足導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度低而造成的減產(chǎn)。同時(shí)，人工光源的強(qiáng)度和不同色光是可以調(diào)控的，可以根據(jù)植物生長的情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使蔬菜產(chǎn)量達(dá)到最大。

影響光合作用的因素很多，既有植物自身?xiàng)l件，也有外界環(huán)境條件。二氧化碳濃度、營養(yǎng)液和溫度是影響植物生長的重要外部條件，因此要進(jìn)行控制，以便讓植物達(dá)到最佳的生長狀態(tài)。

光合作用是唯一能夠捕獲和轉(zhuǎn)化光能的生物學(xué)途徑。正常苗白化苗不能進(jìn)行光合作用，無法制造有機(jī)養(yǎng)料。白化苗白化苗由于不能進(jìn)行光合作用，待種子中的營養(yǎng)成分消耗完后就會死亡，這說明光合作用離不開色素的作用。無綠色色素的白化苗正常幼苗能進(jìn)行光合作用制造有機(jī)養(yǎng)料。有綠色色素的正常苗思考：細(xì)胞哪些結(jié)構(gòu)含有色素？液泡：花青素（跟顏色有關(guān)）葉綠體：多種光合色素（跟光合作用有關(guān)）只有葉綠體中的色素可以捕獲光能液泡中的色素：不能進(jìn)行光合作用思維拓展

花青素，是自然界一類廣泛存在于植物中的水溶性天然色素。水果、蔬菜、花卉中的主要呈色物質(zhì)大部分與之有關(guān)。在植物細(xì)胞液泡不同pH條件下，花青素使花瓣、葉片等呈現(xiàn)五彩繽紛的顏色。

綠葉中究竟有哪些種類的色素呢？1.色素提取和分離的原理分別是什么？2.研磨過程中加入無水乙醇、SiO2、CaCO3的作用是什么？3.將濾液收集到試管中后，為什么要用棉塞將試管口塞嚴(yán)？4.濾紙條一端為什么要剪去兩角？5.畫濾液細(xì)線時(shí)應(yīng)注意什么？6.為什么不能讓濾液細(xì)線觸及層析液？自主學(xué)習(xí)：閱讀課本P97-98，并思考以下幾個(gè)問題一、捕獲光能的色素提取:分離:提取和分離綠葉中的色素，探究綠葉中色素的種類用層析液分離色素用無水乙醇提取色素（色素能溶解在無水乙醇中）（色素在層析液中溶解度不同，溶解度高的隨層析液擴(kuò)散得快）探究：綠葉中色素的提取和分離（紙層析法）實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理選新鮮，幼嫩綠葉：葉綠素含量高無水乙醇（可用體積分?jǐn)?shù)95%的乙醇，加入適量無水碳酸鈉，除去乙醇中水分）層析液（20份石油醚、2份丙酮、1份苯混合而成）二氧化硅和碳酸鈣實(shí)驗(yàn)材料用具探究：綠葉中色素的提取和分離新鮮的綠葉（深綠色）（如菠菜的綠葉）無水乙醇的作用：溶解色素，提取色素層析液的作用：分離色素二氧化硅的作用：使研磨充分碳酸鈣的作用：防止色素被破壞1.提取綠葉中的色素a.研磨:材料:5g新鮮綠葉藥品SiO2CaCO3無水乙醇使研磨充分防止色素（葉綠素）破壞溶解色素★要求：要迅速、充分實(shí)驗(yàn)步驟b.過濾：獲取綠色濾液單層尼龍布：濾紙、紗布會吸收色素★注意用棉塞將試管口塞嚴(yán)：防止溶劑揮發(fā)和色素被氧化迅速：防止無水乙醇揮發(fā)a、制備濾紙條：干燥的定性濾紙2.色素的分離（紙層析法）1cm鉛筆線為什么要剪去兩角？有利于得到整齊的色素帶。實(shí)驗(yàn)步驟b、畫濾液細(xì)線★要求：細(xì)、直、齊注意：待濾液干后，再畫一兩次。實(shí)驗(yàn)步驟有利于得到整齊的色素帶。C、分離色素：插濾紙條層析液培養(yǎng)皿實(shí)驗(yàn)步驟注意:濾液細(xì)線不能觸到層析液燒杯要蓋上培養(yǎng)皿、試管要塞上棉塞（防止色素溶解在層析液中）（防止層析液揮發(fā)，因其易揮發(fā)且有毒）觀察與記錄：濾紙上色帶的排列順序如何？寬窄如何？說明什么？插濾紙條層析液培養(yǎng)皿胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b分離色素：紙層析法溶解度大，擴(kuò)散速度快溶解度小，擴(kuò)散速度慢★擴(kuò)散速度與色素在層析中的溶解度的關(guān)系：實(shí)驗(yàn)結(jié)果【拓展實(shí)驗(yàn)】如果在圓形濾紙的中央點(diǎn)開始，對葉綠體的色素進(jìn)行層析，會看到什么現(xiàn)象？會出現(xiàn)四個(gè)同心圓的色素帶，從外往里依次為___________________________________________________________________；胡蘿卜素；葉黃素；葉綠素；葉綠素b思維拓展在濾紙的中央滴一滴色素提取液，再滴一滴層析液，色素隨層析液擴(kuò)散，會得到近似同心環(huán)的4個(gè)色素圈，由外向內(nèi)依次是什么色素？分別是什么顏色？（橙黃色）（黃色）（藍(lán)綠色）（黃綠色)葉黃素葉綠素a葉綠素b胡蘿卜素提取液色素帶葉綠素類胡蘿卜素（含量約3/4）（含量約1/4）葉綠素a（藍(lán)綠色）葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）綠葉中的色素影響葉綠素的因素：光照是影響葉綠素合成的主要因素,一般植物在黑暗環(huán)境中不能合成葉綠素，因而葉片發(fā)黃。(1)光照(2)溫度溫度可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。低溫時(shí)，葉綠素分子易被破壞，因而葉片變黃。(3)必需元素葉綠素中含有N、Mg等礦質(zhì)元素缺乏這些元素將導(dǎo)致葉綠素?zé)o法合成，老葉先變黃;Fe是葉綠素合成過程中某些酶的輔助成分，缺Fe也會導(dǎo)致葉綠素合成受阻，幼葉先變黃。（1）光照

（2）溫度

（3）必需元素光照光是葉綠體發(fā)育和葉綠素合成必不可少的條件。植物在缺光條件下影響葉綠素形成而使葉子發(fā)黃的現(xiàn)象，稱為黃化現(xiàn)象正常韭菜韭黃

你知道韭菜與韭黃的區(qū)別嗎？【聯(lián)系生活】韭菜是直接暴露在陽光下生長，充分的吸收了陽光和雨露，因此，韭菜的綠色素較多，葉子也更綠。韭黃是在沒有陽光的黑暗的環(huán)境下生長的，幾乎沒有葉綠素產(chǎn)生，因此，呈現(xiàn)黃白顏色。葉綠素類胡蘿卜素（含量約3/4）（含量約1/4）葉綠素a（藍(lán)綠色）葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）綠葉中的色素葉綠素：低溫下易分解。類胡蘿卜素：較穩(wěn)定。分析：為什么植物春夏葉子翠綠?而深秋則葉片金黃呢？由于葉綠素的含量大大超過類胡蘿卜素，而使類胡羅卜素的顏色被掩蓋，只顯示出葉綠素的綠色。低溫使葉綠素大量破壞，而使類胡蘿卜素的顏色顯示出來。當(dāng)溫度低于7℃時(shí)，樹葉中會生成花青素。色素的作用:葉綠體色素具有吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能的作用

陽光是由不同波長的光組成組合成的復(fù)合光，在穿過三棱鏡時(shí)，不同波長的光會分散開，形成不同顏色的光帶，稱為光譜。光譜三棱鏡葉綠素溶液色素溶液色素的吸收光譜葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜葉綠素a和葉綠素b主要吸收

；胡蘿卜素和葉黃素主要吸收

。藍(lán)紫光和紅光藍(lán)紫光因?yàn)閷G光吸收最少，綠光被反射回來，所以葉片才呈現(xiàn)綠色。葉片才呈現(xiàn)綠色的原因？注：葉綠素和類胡蘿卜素對綠光不是不吸收，只是吸收量較少；但是類胡蘿卜素對紅光是不吸收的。注：光合作用所利用的光都是可見光。不能利用紅外光，紫外光。葉綠體色素具有吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能的作用1.根據(jù)色素對不同波長光吸收的特點(diǎn)，想一想溫室或大棚種植蔬菜時(shí)，應(yīng)選擇什么顏色的玻璃、塑料薄膜或補(bǔ)充光源？選無色透明的塑料薄膜，為了讓各種波長的太陽光都穿過塑料薄膜，即讓植物吸收更多的光能；大棚內(nèi)照明燈在功率相同的情況下，最好選藍(lán)紫光和紅光。與生活的聯(lián)系：葉綠素類胡蘿卜素葉綠素a葉綠素b胡蘿卜素葉黃素藍(lán)綠色黃綠色橙黃色黃色占3/4主要吸收藍(lán)紫光和紅光主要吸收藍(lán)紫光占1/4捕獲光能的色素小結(jié)：捕獲光能的色素這些色素存在于細(xì)胞中的什么部位呢？02葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用

色素存在的位置——葉綠體1817年，兩位法國科學(xué)家首次從植物中分離出葉綠素。1865年，德國植物學(xué)家薩克斯研究葉綠素在光合作用中的功能，發(fā)現(xiàn)葉綠素并非普遍分布在植物的整個(gè)細(xì)胞中，而是集中在一個(gè)個(gè)更小的結(jié)構(gòu)里，即葉綠體。（1）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)葉綠體—雙層膜（外膜、內(nèi)膜）、基粒（類囊體膜上有光合色素）、葉綠體基質(zhì)光合作用的場所。植物細(xì)胞一、細(xì)胞器之間的分工扁平的橢球形或球形。5.分布：2.結(jié)構(gòu)：4.功能：1.形狀：“養(yǎng)料制作車間”和“能量轉(zhuǎn)換站”類囊體堆疊形成基粒，增大了膜面積3.成分：與光合作用有關(guān)的酶，少量DNA、RNA等。1.并不是所有植物細(xì)胞都有葉綠體，例如植物根尖細(xì)胞無葉綠體。2.沒有葉綠體也可以進(jìn)行光合作用，例如藍(lán)細(xì)菌。結(jié)構(gòu)：外膜內(nèi)膜基粒類囊體基質(zhì)（吸收光能的4種色素分布在類囊體薄膜上）（由類囊體堆疊形成，增大膜面積）光合作用有關(guān)酶分布在

。類囊體薄膜和葉綠體基質(zhì)

透明，有利于光的透過，具有選擇性。線粒體與葉綠體有哪些不同點(diǎn)和相同點(diǎn)？恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)1水綿+需氧細(xì)菌黑暗中極細(xì)的光束放在光下無空氣需氧細(xì)菌只集中分布在葉綠體被光束照射到的部位需氧細(xì)菌分布在葉綠體所有受光部位黑暗結(jié)論1：葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所結(jié)論2：光合作用產(chǎn)生氧氣

葉綠體吸收光能用于光合作用放氧。1.通過本實(shí)驗(yàn)，你能得出什么結(jié)論？2.恩格爾曼在選材實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上有什么巧妙之處？1.材料：2.條件：3.操作：水綿：螺旋帶狀葉綠體，便于觀察。好氧細(xì)菌：可以確定氧氣釋放的部位。沒有空氣的黑暗環(huán)境排出了環(huán)境中氧氣和光的干擾用極細(xì)的光束點(diǎn)投射，葉綠體上分為獲得光照部位和無光照部位，相當(dāng)于一組對照實(shí)驗(yàn)。完全暴露在光下的實(shí)驗(yàn)，明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果是由光照引起的。大量好氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域，說明什么？說明光合作用主要吸收的是紅光和藍(lán)紫光用于光合作用，釋放氧氣。恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)2葉綠體是光合作用的場所葉綠體內(nèi)部巨大的膜表面（類囊體薄膜）上，分布著許多吸收光能的色素分子，在類囊體膜上和葉綠體基質(zhì)中，還有很多進(jìn)行光合作用所必需的酶?？茖W(xué)家們證明：在葉綠體基質(zhì)中，含有多種進(jìn)行光合作用所必需的酶恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)證明：葉綠體能吸收光能用于光合作用放氧3.在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，大量的需氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域，為什么?4.綜合上述資料，你認(rèn)為葉綠體具有什么功能?

這是因?yàn)樗d葉綠體上的光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，在此波長光的照射下，葉綠體會釋放氧氣,適于好氧細(xì)菌在此區(qū)域分布。葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所，并且能夠吸收特定波長的光。課堂小結(jié)練習(xí)與應(yīng)用.

1.水和無機(jī)鹽是細(xì)胞的重要組成成分。判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）葉綠體中只有葉綠素吸收的光能才能用于光合作用。（

）（2）葉綠體的類囊體上有巨大的膜面積，有利于充分吸收光能。（

）（3）植物葉片之所以呈現(xiàn)綠色，是因?yàn)槿~片中的葉綠體吸收了綠光。

（

）1.1概念檢測×√×.

2.下列關(guān)于高等植物細(xì)胞內(nèi)色素的敘述，錯(cuò)誤的是

（

）A.所有植物細(xì)胞中都含有4種色素B.有些植物細(xì)胞的液泡中也含有色素C.葉綠素和類胡蘿卜素都可以吸收光能D.植物細(xì)胞內(nèi)的光合色素主要包括葉綠素和類胡蘿卜素兩大類A1.1概念檢測.

1.2拓展應(yīng)用1.海洋中的藻類，習(xí)慣上依其顏色分為綠藻、褐藻和紅藻，它們在海水中的垂直分布大致依次是淺、中、深。這種現(xiàn)象與光能的捕獲有關(guān)嗎？有關(guān)，不同顏色的藻類吸收不同波長的光。藻類本身的顏色是反射出來的光，即紅藻反射出了紅光，綠藻反射出綠光，褐藻反射出黃色的光。水對紅、橙光的吸收比對藍(lán)、綠光的吸收要多，即到達(dá)深水層的光線是短波長的光，因此，吸收紅光和藍(lán)紫光較多的綠藻分布于水的淺層，吸收藍(lán)紫光和綠光較多的紅藻分布于海水深的地方維持在穩(wěn)定的狀態(tài)。.

1.2拓展應(yīng)用2.與傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式相比，植物工廠生產(chǎn)蔬菜等食物有哪些優(yōu)勢？又面臨哪些困難？你對植物工廠的發(fā)展前景持什么觀點(diǎn)？請搜集資料，結(jié)合自己的思考寫一篇綜述性短文。與傳統(tǒng)生產(chǎn)方式相同，植物工廠生產(chǎn)蔬菜可以精確控制植物的生長周期、生長環(huán)境、上市時(shí)間等，但同時(shí)面臨技術(shù)難度大、操控要求高、需要掌握各種同蔬菜的生理特性等問題。C

C

D

D

B

A

B

D

D

A

B

C

C

2光合作用的原理和應(yīng)用聚焦1光合作用是怎樣進(jìn)行的？2光合作用過程中物質(zhì)變化與能量轉(zhuǎn)化有什么關(guān)系？3光合作用原理在生產(chǎn)中有哪些應(yīng)用？解決以下問題，展示學(xué)習(xí)成果：什么是光合作用？光合作用化學(xué)反應(yīng)方程式？2.1光合作用CO2+H2O(CH2O)+O2光能葉綠體指綠色植物通過

，利用

，把

和

轉(zhuǎn)化成儲存著

的

，并且釋放出

的過程。①概念：②反應(yīng)式：③實(shí)質(zhì)：合成有機(jī)物，儲存能量葉綠體光能二氧化碳水能量有機(jī)物氧氣光合作用產(chǎn)物是葡萄糖時(shí)：探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)1、19世紀(jì)末CO2O2C+H2O甲醛(CH2O)→→糖2、1928年甲醛不能通過光合作用轉(zhuǎn)化成糖甲醛對植物有毒3、1937年希爾的實(shí)驗(yàn)是否說明水的光解與糖類的合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)？離體葉綠體鐵鹽(或其他氧化劑)H2O2H++O2光照希爾反應(yīng)能，因?yàn)閼腋∫褐袥]有CO2，糖類合成時(shí)需要CO2中的碳元素。水的光解希爾反應(yīng)是否說明植物光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧元素全部都來自水？不能，反應(yīng)體系中可以還存在其他氧元素供體。O2產(chǎn)生與CO2無關(guān)4、1941年，魯賓、卡門實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)方法：同位素示蹤法（同位素標(biāo)記法）光合作用產(chǎn)生的O2來自于H2O，不來自CO2。（補(bǔ)充方程式）5、1954年，阿爾農(nóng)在光照時(shí)，葉綠體中生成了ATP。這一過程總是與水的光解相伴隨。

上述實(shí)驗(yàn)表明:光合作用釋放的氧氣中的氧元素來自水，氧氣的產(chǎn)生和糖類的合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，而是分階段進(jìn)行的。

總結(jié)

光合作用過程根據(jù)是否需要光能，可概括為光反應(yīng)和暗反應(yīng)（碳反應(yīng)）。光合作用的過程（1）光反應(yīng)階段光合作用第一個(gè)階段的化學(xué)反應(yīng)，必須有光才能進(jìn)行，這個(gè)階段叫作光反應(yīng)階段。光反應(yīng)階段是在類囊體的薄膜上進(jìn)行的。光反應(yīng)階段物質(zhì)變化:能量轉(zhuǎn)化:條件：場所：水的光解：H2O→O2+H+ATP的合成：ADP+Pi+能量→ATP酶NADPH的合成：NADP++H++2e-→NADPH光能→ATP和NADPH中的活躍化學(xué)能葉綠體的類囊體薄膜光、色素、酶光合作用的過程酶酶光合作用的過程（2）暗反應(yīng)階段

光合作用第二個(gè)階段中的化學(xué)反應(yīng)，有沒有光都能進(jìn)行，這個(gè)階段叫作暗反應(yīng)階段。暗反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng)是在葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行的。暗反應(yīng)階段物質(zhì)變化:能量轉(zhuǎn)化:條件：場所：葉綠體基質(zhì)有沒有光都能進(jìn)行、多種酶、CO2CO2的固定：CO2+C5→2C3

酶C3的還原：2C3C5+(CH2O)酶ATP、NADPHATP和NADPH中的活躍化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能ATP

→ADP+Pi+能量

酶NADPH→NADP++H++2e-酶ATP水解：NADPH分解：3.光合作用的過程卡爾文循環(huán)20世紀(jì)40年代，卡爾文用14C標(biāo)記的CO2供小球藻實(shí)驗(yàn)，追蹤檢測其放射性。探明CO2中的C的轉(zhuǎn)移途徑。（1）向反應(yīng)體系中充入一定量的14CO2,光照30秒后檢測產(chǎn)物，檢測到了多種帶14C標(biāo)記的化合物。（2）光照時(shí)間為幾分之一秒時(shí)發(fā)現(xiàn)，90%的放射性出現(xiàn)在一種三碳化合物（C3）中

。（3）在5秒鐘光照后，卡爾文等檢測到含有放射性的五碳化合物（C5）和六碳糖(C6)。14C514CO214C3（14CH2O）CO2轉(zhuǎn)化成有機(jī)物過程中，C的轉(zhuǎn)移途徑是：同位素標(biāo)記法卡爾文循環(huán)【問題1】總結(jié)光合作用過程中的能量的轉(zhuǎn)移途徑？ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能光能【問題2】分析光反應(yīng)和暗反應(yīng)之間的聯(lián)系？光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP、NADPH,暗反應(yīng)為光反應(yīng)ADP、NADP+；光反應(yīng)和暗反應(yīng)互相影響，相互制約，都不能長期獨(dú)立進(jìn)行?！竞献魈骄俊抗夂献饔玫娜^程葉綠體中的色素C52C3ADP+PiATPH2OO2H+多種酶酶(CH2O)CO2吸收光解固定還原光反應(yīng)暗反應(yīng)NADP+NADPH光能→ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能酶類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)可見光1.NADPH和ATP的移動途徑是什么？2.NADP+和ADP的移動途徑呢？3.NADPH的作用？從類囊體薄膜到葉綠體基質(zhì)。從葉綠體基質(zhì)到類囊體薄膜。①在C3的還原中作還原劑；②為C3的還原提供能量光合作用的全過程光合作用的全過程光反應(yīng)暗反應(yīng)光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較反應(yīng)階段場所條件物質(zhì)變化能量變化產(chǎn)物聯(lián)系光合作用實(shí)質(zhì)光反應(yīng)暗反應(yīng)類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)必須有光、光合色素、酶有光或無光均可，多種酶光能→ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物穩(wěn)定的化學(xué)能NADPH、ATP、O2（CH2O）、C5、ADP、Pi、NADP+光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi、NADP+把無機(jī)物轉(zhuǎn)變成有機(jī)物，把光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能貯存起來①H的轉(zhuǎn)移：H2O→NADPH→(CH2O)②C的轉(zhuǎn)移：CO2→C3→（CH2O）③O的轉(zhuǎn)移：CO2→C3→（CH2O）H2O→O2

CO2+H2O光能葉綠體（CH2O）+O2光合作用中元素的轉(zhuǎn)移光合作用與呼吸作用光合作用呼吸作用場所條件物質(zhì)變化能量變化實(shí)質(zhì)葉綠體光能→化學(xué)能細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)及線粒體需要光無機(jī)物→有機(jī)物有機(jī)物→無機(jī)物化學(xué)能→ATP+熱能釋放合成有機(jī)物、儲存能量分解有機(jī)物、釋放能量有光無光都可以光合作用與呼吸作用能量聯(lián)系條件驟變對光合作用中各物質(zhì)的影響當(dāng)條件改變時(shí)，C3、C5、ATP、NADPH、（CH2O)含量變化(短時(shí)間內(nèi)變化）當(dāng)條件改變時(shí)，C3、C5、ATP、NADPH、（CH2O)含量變化(短時(shí)間內(nèi)變化）B

(5)若突然停止光照，則短時(shí)間內(nèi)④的含量將______(填“增加”“減少”或“不變”)，原因是___________________________________________________________________________________。B

探究環(huán)境因素對光合作用的影響自變量：光照強(qiáng)弱因變量：光合作用強(qiáng)度檢測方法相同時(shí)間小圓形葉片浮起的數(shù)量控制方法不同瓦數(shù)的燈或相同瓦數(shù)臺燈離實(shí)驗(yàn)裝置的距離注射器的作用：實(shí)驗(yàn)材料：圓形小葉片排出圓形小葉片中的氣體二、探究環(huán)境因素對光合作用的影響盛水玻璃柱，排除溫度對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響方法步驟：1）打孔：用直徑為0.6cm的打孔器打出圓形小葉片30片2）將圓形小葉片置于注射器內(nèi)，使葉片內(nèi)氣體逸出二、探究環(huán)境因素對光合作用的影響3）將處理過圓形小葉片放入清水中，黑暗保存，小圓形葉片全部沉到水底4）取3只小燒杯，分別倒入富含CO2的清水（1%~2%的NaHCO3溶液）方法步驟：二、探究環(huán)境因素對光合作用的影響5）分別向3只小燒杯中各放入10片小圓形葉片，然后分別對這3個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行強(qiáng)、中、弱三種光照(3盞40W臺燈分別向3個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置照射，光照強(qiáng)弱可通過調(diào)節(jié)臺燈與實(shí)驗(yàn)裝置間的距離來決定)。光源會產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致溫度不同，所以為了保證單一變量，應(yīng)該加一個(gè)盛水玻璃柱，排除溫度對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。冷光源方法步驟：二、探究環(huán)境因素對光合作用的影響甲乙丙葉片浮起數(shù)量多葉片浮起數(shù)量中葉片浮起數(shù)量少強(qiáng)中弱方法步驟：二、探究環(huán)境因素對光合作用的影響

項(xiàng)目燒杯小圓形葉片加富含CO2的清水光照強(qiáng)度葉片浮起數(shù)量110片20mL強(qiáng)多210片20mL中中310片20mL弱少6）觀察并記錄結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在一定范圍內(nèi)，隨著光照強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也不斷增強(qiáng)。方法步驟：二、探究環(huán)境因素對光合作用的影響討論：利用該裝置還能探究哪些環(huán)境因素對光合作用的影響？這些因素分別如何控制呢？提示：CO2濃度（吹氣時(shí)間或不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的NaHCO3溶液）、溫度（水浴保溫）、光質(zhì)（不同顏色的彩色燈泡）方法步驟：二、探究環(huán)境因素對光合作用的影響化能合成作用能夠利用體外環(huán)境中的某些無機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來制造有機(jī)物的合成作用。例如：硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌等少數(shù)種類的細(xì)菌。

2NH3+3O2

2HNO2+2H2O+能量硝化細(xì)菌2HNO2+O2

2HNO3+能量硝化細(xì)菌6CO2+6H2O(CH2O)+6O2能量硝化細(xì)菌：原核生物；自養(yǎng)；有氧呼吸（細(xì)胞質(zhì)）光合作用原理的應(yīng)用光合作用強(qiáng)度的表示方法單位時(shí)間內(nèi)固定CO2的量制造或產(chǎn)生有機(jī)物（糖類）量產(chǎn)生O2的量四、光合作用原理的應(yīng)用光合作用強(qiáng)度：（一般用光合速率表示）植物在單位時(shí)間內(nèi)通過光合作用制造糖類的數(shù)量。產(chǎn)物的生成量或底物的消耗量！四、光合作用與細(xì)胞呼吸之間的關(guān)系植物“三率”的內(nèi)在關(guān)系￥2000￥5000￥-3000入不敷出￥5000￥5000￥0拮據(jù)的生活￥8000￥5000￥3000生活美滋滋真正光合速率（總光合速率）呼吸速率凈光合速率（表觀光合速率）總收入消費(fèi)凈收入總光合速率：

區(qū)分總光合速率、凈光合速率、呼吸速率

呼吸作用速率：真正的合速率/實(shí)際光合速率

制造或合成有機(jī)物的量產(chǎn)生O2的量固定或消耗CO2量凈光合速率：

有機(jī)物積累量CO2吸收量O2的釋放量消耗有機(jī)物的量O2的吸收量CO2的釋放量黑暗中測量總光合速率

=

凈光合速率

+

呼吸作用速率補(bǔ)充凈光合知識點(diǎn)表觀光合速率CO2＋H2O

（CH2O）＋O

2光能葉綠體(色素、酶）①M(fèi)g等礦質(zhì)元素②溫度影響酶的活性光照強(qiáng)度、光質(zhì)、光照時(shí)間、光照面積CO2濃度①作為反應(yīng)物②水分→氣孔關(guān)閉→CO2供應(yīng)影響光合作用的因素光照強(qiáng)度0CO2吸收速率CO2釋放速率ABC光補(bǔ)償點(diǎn)光飽和點(diǎn)凈光合速率總光合速率B：光合作用強(qiáng)度=呼吸作用強(qiáng)度，此時(shí)光照強(qiáng)度為光補(bǔ)償點(diǎn)D：光合作用強(qiáng)度達(dá)到最大時(shí)，所需的照強(qiáng)度為光飽和點(diǎn)DAB：光合作用<呼吸作用BC：光合作用>呼吸作用呼吸速率A:只進(jìn)行呼吸作用外因：（1）光照強(qiáng)度

影響光合作用的因素消耗有機(jī)物的量O2的吸收量O2的釋放量有機(jī)物積累量CO2固定量O2的產(chǎn)生量有機(jī)物制造量OA:表示呼吸作用。若呼吸作用↑，A點(diǎn)下移。若呼吸作用↓，A點(diǎn)上移。C點(diǎn)之前影響光合作用強(qiáng)度的因素是光照強(qiáng)度；C點(diǎn)之后影響因素不是光照強(qiáng)度，而是其他影響因素，例如溫度，CO2濃度等A:只進(jìn)行呼吸作用B：光合作用=呼吸作用

細(xì)胞呼吸釋放的CO2

全部用于光合作用BC：光合作用>呼吸作用AB：光合作用<呼吸作用解讀：曲線與細(xì)胞圖示相結(jié)合光照下CO2的吸收量黑暗中CO2的釋放量曲線c：凈光合速率曲線d：呼吸速率E點(diǎn)：凈光合速率等于呼吸速率總光合速率是凈光合速率的2倍曲線a、b的差值：凈光合作用強(qiáng)度光合作用強(qiáng)度=呼吸作用強(qiáng)度D點(diǎn)：凈光合作用強(qiáng)度為0【典型曲線分析】A

陰生植物：是指在弱光條件下比強(qiáng)光條件下生長良好的植物。陽生植物：在強(qiáng)光環(huán)境中生長發(fā)育健壯，在陰蔽和弱光條件下生長發(fā)育不良的植物稱陽性植物陰生植物陽生植物陽生植物和陰生植物光照強(qiáng)度0ABC陽生植物陰生植物A1B1C1應(yīng)用：合理密植，間作套種。曲線表示的是陽生植物的光合速率，陰生植物的曲線該如何畫？CO2吸收速率CO2釋放速率陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)比陽生植物的小。陽生植物和陰生植物1.適當(dāng)提高光照強(qiáng)度2.延長光合作用時(shí)間3.合理密植4.間作套種5.溫室大棚使用無色透明玻璃6.補(bǔ)光:紅光和藍(lán)紫光影響光合作用的因素外因：（1）光照強(qiáng)度

應(yīng)用

外因：（1）光照時(shí)間

（c有機(jī)物積累最少，e有機(jī)物積累最多）（光合作用b開始，f結(jié)束）（整個(gè)過程都有呼吸作用）d點(diǎn)解釋：溫度過高，為減少蒸騰作用，氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)減少，光合速率下降，出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象能力提升自然環(huán)境與密閉環(huán)境植物光合作用問題一天中溫室大棚中CO2的變化AC段：BC段：CD段：開始有了光合作用，吸收了呼吸釋放的部分CO2，但光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度；D點(diǎn)：沒有光照，只有細(xì)胞呼吸釋放CO2溫度較低，呼吸釋放CO2速率較小光合速率等于呼吸速率一天中溫室大棚中CO2的變化DH段：FG段：H點(diǎn)：光合速率等于呼吸速率I點(diǎn)：光合速率大于呼吸速率，積累有機(jī)物光合午休現(xiàn)象CO2濃度大小跟A點(diǎn)相比減小，減少的CO2轉(zhuǎn)化成有機(jī)物積累在植物體內(nèi)。說明有有機(jī)物的積累HI段：光照繼續(xù)減弱，光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，直至光合作用完全停止；.

2.2拓展應(yīng)用1.下圖是夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強(qiáng)度的曲線圖。

分析曲線圖并回答：（1）7～10時(shí)的光合作用強(qiáng)度不斷增強(qiáng)原因：（2）12時(shí)左右的光合作用強(qiáng)度明顯減弱原因：（3）14～17時(shí)的光合作用強(qiáng)度不斷減弱原因：光照不斷增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不斷增強(qiáng)。溫度很高，蒸騰作用很強(qiáng)，氣孔關(guān)閉，二氧化碳供應(yīng)減少，光合作用強(qiáng)度明顯減弱。光照不斷減弱，光合作用強(qiáng)度不斷減弱。外因：（2）CO2濃度CO2濃度AB吸收速率CO2C釋放速率CO2DA點(diǎn)：對應(yīng)的CO2濃度為能進(jìn)行光合作用的最低CO2濃度。CO2補(bǔ)償點(diǎn)光合作用速率＝呼吸作用速率最大光合作用強(qiáng)度B點(diǎn)：C點(diǎn)：討論：C點(diǎn)之后光合速率的限制因素有哪些？（提示：外因、內(nèi)因）外因：主要為光照強(qiáng)度和溫度，內(nèi)因：酶的數(shù)量和活性。對應(yīng)的D點(diǎn)為CO2飽和點(diǎn)影響光合作用的因素原理：CO2濃度主要影響暗反應(yīng)階段，制約C3的形成；A′點(diǎn)：表示進(jìn)行光合作用所需CO2的最低濃度；B′點(diǎn)：CO2飽和點(diǎn)（表示在一定范圍內(nèi)CO2濃度達(dá)到該點(diǎn)后，光合作用強(qiáng)度不再隨CO2濃度增加而增加）。外因：（2）CO2濃度影響光合作用的因素外因：

應(yīng)用

（2）CO2濃度1.增加空氣流動，以增加CO2濃度。2.多施有機(jī)肥或農(nóng)家肥，增加CO2濃度；3.溫室栽培可使用CO2發(fā)生器等；“正其行，通其風(fēng)”（微生物呼吸作用分解有機(jī)肥，釋放CO2）外因：（3）溫度O溫度A光合速率BC原理：溫度通過影響

影響光合作用主要制約

反應(yīng)。溫度過高時(shí)植物

，光合速率會減弱。酶的活性暗氣孔關(guān)閉影響光合作用的因素AB：在B點(diǎn)之前，隨著溫度升高，酶活性增大，光合作用強(qiáng)度增大。B：B點(diǎn)是酶的最適溫度，光合作用強(qiáng)度最大。BC：隨著溫度的升高。酶的活性逐漸下降，光合速率減小。外因：（3）溫度O溫度A光合速率BC1.溫室中,加大晝夜溫差，從而提高作物產(chǎn)量（有機(jī)物積累量）。2.解釋植物“午休”現(xiàn)象。應(yīng)用：影響光合作用的因素缺水氣孔關(guān)閉限制CO2進(jìn)入葉片光合作用受影響原理：水既是光合作用的

，又是體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的

，直接影響光合作用速率；水分還能影響氣孔的

，間接影響

進(jìn)入葉片，從而影響光合作用速率。外因：（4）水應(yīng)用：合理澆灌原料介質(zhì)開閉CO2影響光合作用的因素外因：（5）礦質(zhì)元素N：光合酶及NADP+和ATP的重要組分；P：NADP+和ATP的重要組分；Mg：葉綠素的重要組分。應(yīng)用：合理施肥（無機(jī)肥）提示：礦質(zhì)元素含量過高，根細(xì)胞很難吸水，甚至失水，光合速率也會下降，甚至停止。（燒苗現(xiàn)象）影響光合作用的因素光合作用強(qiáng)度的多因素影響限制光合速率的因素為橫坐標(biāo)所示的因素，隨該因素的不斷加強(qiáng)，光合速率不斷提高P點(diǎn)之前：Q點(diǎn)：橫坐標(biāo)所示的因素不再是限制光合速率的因素，影響因素為坐標(biāo)圖中所標(biāo)示出的其他因素三、影響光合作用強(qiáng)度的因素D

D

2課堂小結(jié)2.課堂小結(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化光合作用光合作用應(yīng)用概念反應(yīng)式探究歷程影響因素：光照、溫度、二氧化碳、水分、礦質(zhì)元素

硝化細(xì)菌光合作用原理過程光反應(yīng)：類囊體薄膜暗反應(yīng)：葉綠體基質(zhì)化能合成作用CO2+H2O（CH2O)+O2

光能葉綠體2練習(xí)與應(yīng)用.

1.依據(jù)光合作用的基本原理，判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）光合作用釋放的氧氣中的氧元素來自水。（

）（2）光反應(yīng)只能在光照條件下進(jìn)行，暗反應(yīng)只能在黑暗條件下進(jìn)行。（

）（3）影響光反應(yīng)的因素不會影響暗反應(yīng)。（

）2.1概念檢測√××.

2.如果用含有14C的CO2來追蹤光合作用中碳原子的轉(zhuǎn)移途徑，則是

（

）A.

CO2→葉綠素→ADPB.CO2→葉綠體→ATPC.CO2→乙醇→糖類D.CO2→三碳化合物→糖類D2.1概念檢測.

3.根據(jù)光合作用的基本過程填充下圖2.1概念檢測O22C3C5NADPHATPADP+PiNA