生物必修一蘇教版-四節(jié)-細(xì)胞呼吸課件

第3節(jié)能量之源-光合作用光合作用和細(xì)胞呼吸俗話說：萬物生長靠太陽。為什么這樣說呢？地球外表上的綠色植物每年大約制造了×1012--×1012t有機(jī)物！地球外表上的綠色植物每年儲(chǔ)存的能量約為7.11×1018KJ，這個(gè)數(shù)字相當(dāng)于24萬個(gè)三峽電站每年所發(fā)出的電力。一、光合作用的探究之謎

植物為什么會(huì)生長？

公元前3世紀(jì)，古希臘亞里士多德認(rèn)為：根吸收土壤中的養(yǎng)分，土壤減少的重量=植物增加的重量1、海爾蒙特的實(shí)驗(yàn)〔1648年〕

小柳樹+干土雨水澆灌5年該試驗(yàn)說明了什么？結(jié)論：植物增重來自水分通過實(shí)驗(yàn)，海爾蒙特推翻了亞里士多德的錯(cuò)誤觀點(diǎn)，那他的實(shí)驗(yàn)結(jié)論完全正確嗎？從柳樹生活環(huán)境的角度分析，還應(yīng)考慮什么因素？光、空氣2.1771年，英國的科學(xué)家普利斯特利實(shí)驗(yàn)結(jié)論：綠色植物具有更新空氣的能力3、揚(yáng).英根豪斯的實(shí)驗(yàn)〔1779年〕

只有在光下植物才能更新空氣植物體只有綠葉在光下才能更新空氣

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。植物究竟更新了空氣中的什么成分？二氧化碳氧氣光？CO2+H2O？+O2光能

在這個(gè)過程中，光能又哪里去了呢？

德國科學(xué)家梅耶〔R.Mayer)1845年根據(jù)能量轉(zhuǎn)換和守恒定律明確指出光能

化學(xué)能

光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，貯存在什么化合物中呢？4、薩克斯的實(shí)驗(yàn)〔1864年〕結(jié)論:光合作用的產(chǎn)物除了氧氣外還有淀粉水綿水綿是水綿屬〔學(xué)名：Spirogyra〕綠藻的總稱，又名石衣、水衣、水苔、石發(fā)、陟厘、側(cè)梨、水青苔，是一種普遍生活在淡水里的真核多細(xì)胞藻類，因體內(nèi)含有1－16條帶狀、螺旋形的葉綠體，所以呈現(xiàn)綠色。世界上大概有超過400種水綿，它們的寬度大概在10－100μm之間，長度最長可達(dá)數(shù)厘米5、恩吉爾曼實(shí)驗(yàn)〔1880年〕

結(jié)論:光合作用可以釋放氧氣場所——葉綠體光合作用需要光能1.為什么選用水綿做為實(shí)驗(yàn)材料？2.實(shí)驗(yàn)一為什么要在黑暗且沒有空氣的環(huán)境中進(jìn)行？3.為什么先用極細(xì)光束照射水綿？而后又讓水綿完全暴露在光下的目的是？4.本實(shí)驗(yàn)還有什么巧妙之處？水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察排除氧氣和光的干擾在葉綠體上形成光照多和光照少的部位，相當(dāng)于一組比照實(shí)驗(yàn)與在黑暗處形成對照，再次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果用好氧細(xì)菌可以確定釋放氧氣的多少6、魯賓、卡門實(shí)驗(yàn)〔1940年〕結(jié)論：光合作用中釋放的氧氣來自于H2O，而不是來自CO2

20世紀(jì)40年代，美國的科學(xué)家卡爾文用14C標(biāo)記14CO2，供小球藻進(jìn)行光合作用，探明了CO2中的C的去向，稱為卡爾文循環(huán)古代古希臘亞里士多德土壤減少的重量等于植物增加的重量1648比利時(shí)海爾蒙特植物增重來自水1771年英國普利斯特利植物可以更新空氣1779年荷蘭英格豪斯植物只有在光下綠色局部可以更新空氣1785年由于發(fā)現(xiàn)了空氣的組成綠葉在光下放出氧氣1864年德國薩克斯光合作用能產(chǎn)生淀粉美國1880年恩格爾曼在光下葉綠體放出氧氣1939年美國魯賓和卡門氧氣來自于水1940年美國卡爾文CO2的碳轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中的碳光合作用

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)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程。條件場所原料產(chǎn)物基粒：囊狀結(jié)構(gòu)的薄膜是綠色的。6/11/2023201.以下標(biāo)號各代表： ①②________③_________④⑤________2.在④上分布有光合作用所需的和，在⑤中也分布有光合作用所需的。

基質(zhì)酶

外膜內(nèi)膜類囊體膜基粒色素

酶①②③

④⑤6類囊體基粒1.實(shí)驗(yàn)：綠葉中色素的提取和別離原理：葉綠體中的色素可以溶解在無水乙醇中，可以用來提取色素。色素在層析液中的溶解度不同，在濾紙上的擴(kuò)散速度有差異，可以用來別離色素二、光合色素

步驟：剪碎—加藥品—研磨—過濾胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b葉綠素類胡蘿卜素葉綠素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(占1/4)(占3/4)色素分子式葉綠素a〔C55H72O5N4Mg〕葉綠素b〔C55H70O6N4Mg〕胡蘿卜素〔C40H56〕葉黃素〔C40H56O2〕太陽光葉綠素a與光合作用有關(guān)的光只是可見光〔波長范圍在380nm－760nm之間〕；當(dāng)太陽光通過三棱鏡后，白光分為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七色連續(xù)光譜，就是太陽的連續(xù)光譜。葉綠體中的色素主要吸收紅橙光和藍(lán)紫光Relativeabsorbtance

Waverlength(nm)

類胡蘿卜素的吸收藍(lán)紫光葉綠素類胡蘿卜素葉綠素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(占1/4)(占3/4)葉綠素主要吸收__________類胡蘿卜素主要吸收______藍(lán)紫光藍(lán)紫光、紅橙光捕獲光能的色素分布在__________

_葉綠體類囊體的薄膜上三、光合作用過程H20C0202光合作用(CH20)n為能源物質(zhì)幾乎不含能量葉綠體中的色素光能供氫酶供能復(fù)原多種酶參加催化(CH2O)蛋白質(zhì)脂肪ADP+Pi酶ATP2C3C5固定CO2H2O水在光下裂解光反響暗反響體驗(yàn)成功方框內(nèi)應(yīng)該填什么?H2OO2[H]〔在類囊體的薄膜上進(jìn)行〕〔在葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行〕光反響與暗反響的區(qū)別和聯(lián)系需色素、光、酶需多種酶催化、ATP和[H]葉綠體類囊體的薄膜上葉綠體的基質(zhì)中

ATP的合成：

ADP+Pi+能量ATP酶水的裂解：

2H2O4[H]+O2光CO2的固定：CO2+C52C3酶CO2的還原：2C3（CH2O）[H],ATP酶ATP中的活潑化學(xué)能轉(zhuǎn)變成儲(chǔ)存在有機(jī)物中的穩(wěn)定化學(xué)能光能轉(zhuǎn)變成活潑的化學(xué)能并儲(chǔ)存在ATP中項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)場所條件物質(zhì)變化能量變化聯(lián)系1、光反響為暗反響準(zhǔn)備了復(fù)原劑[H]和能量ATP；2、暗反響為光反響補(bǔ)充消耗掉的ADP和PiCO2中C的轉(zhuǎn)移途徑：H2O中H轉(zhuǎn)移途徑：CO2C3〔CH2O〕H2O[H]〔CH2O〕解題規(guī)律總結(jié)

〔1〕在濾紙中從上到下的順序：〔2〕各色素的顏色，主要吸收什么光?！?〕色素分布在：類囊體薄膜上〔1〕光反響的產(chǎn)物：O2、[H]、ATP，其中[H]、ATP提供暗反響所需。解題規(guī)律總結(jié)(2)光反響與暗反響關(guān)系:①光反響要在類囊體膜上有光的條件下進(jìn)行,為暗反響提供[H]和ATP②暗反響在葉綠體基質(zhì)中有光或無光下都能進(jìn)行，消耗了光反響的產(chǎn)物,促進(jìn)光反響的進(jìn)行3、光合作用量變分析公式:(1)如果停止光照：(2)如果停止二氧化碳：ATP減少,ADP增多,C3增多,C5減少C5增多,C3減少,ATP增多,ADP減少光照的強(qiáng)弱CO2的濃度溫度的上下礦質(zhì)元素的供給四、光合作用影響因素影響光合作用的主要外界因素：影響光合作用的因素及在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用〔1〕光對光合作用的影響植物的光合作用強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)隨著光照強(qiáng)度的增加而增加，但光照強(qiáng)度到達(dá)一定時(shí)，光合作用的強(qiáng)度不再隨著光照強(qiáng)度的增加而增加②光照強(qiáng)度葉綠體中色素的吸收光波主要在紅光和藍(lán)紫光。①光的波長光照時(shí)間長，光合作用時(shí)間長，有利于植物的生長發(fā)育。③光照時(shí)間1、光照強(qiáng)度，其他條件不變〔溫度，CO2濃度〕光照:光是光合作用的能量來源，光照強(qiáng)度直接影響光合速率。ABCDE光合作用的強(qiáng)度時(shí)為什么7-10時(shí)光合作用強(qiáng)度不斷增強(qiáng)為什么12時(shí)左右光合作用強(qiáng)度明顯減弱？為什么14-17時(shí)光合作用強(qiáng)度不斷下降？在一定溫度和二氧化碳供給充足的情況下，光合作用的強(qiáng)度隨光照加強(qiáng)而增強(qiáng)的。溫度很高，蒸騰作用很強(qiáng)，氣孔大量關(guān)閉，二氧化碳供給減少，導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度明顯減弱光照強(qiáng)度不斷減弱夏季晴朗的白天某種綠色植物葉片光合作用強(qiáng)度曲線圖789101112131415161718生產(chǎn)上使田間通風(fēng)良好，供給充足的CO2在一定范圍內(nèi)，植物光合作用強(qiáng)度隨著CO2濃度的增加而增加，但到達(dá)一定濃度后，光合作用強(qiáng)度不再增加?！?〕CO2濃度生產(chǎn)上白天升溫，增強(qiáng)光合作用，晚上降低室溫，抑制呼吸作用，以積累有機(jī)物。溫度低，光合速率低。隨著溫度升高，光合速率加快，溫度過高時(shí)會(huì)影響酶的活性，光合速率降低。與溫度影響酶的活性一致?！?〕溫度〔4〕礦質(zhì)元素離子〔無機(jī)鹽離子〕〔影響葉綠素的形成和酶的形成〕例如：N，P，K，Mg等2、CO2濃度〔其他條件不變〕CO2濃度為B時(shí)，光合強(qiáng)度最大CO2濃度A光合速率BO增加CO2可以提高光合效率，但是無限制地在全球范圍內(nèi)提高CO2濃度，會(huì)產(chǎn)生“溫室效應(yīng)〞CO2是光合作用的兩種原料之一小結(jié)

控制光照控制溫度提供適量的必需礦質(zhì)元素提供適量的二氧化碳提高農(nóng)作物光合速率的方法有：下圖是光合作用過程圖解，請分析后答復(fù)以下問題：①圖中B是

，它來自于

的分解。②圖中C是————它被傳遞