高中生物《第五章 第四节 能量之源 光与光合作用》课件3 新人教版必修1.ppt

光合作用光合作用一、光合作用概述：一、光合作用概述： 1 1、概念：、概念：光合作用是指以光合作用是指以COCO2 2和和H H2 2O O为原料，通过为原料，通过 叶绿体，利用光能合成糖类等有机物质，叶绿体，利用光能合成糖类等有机物质， 同时释放同时释放O O2 22 2、总反应式：、总反应式：6CO2+12H2O C6H12O6+6H2O+6O2光能光能叶绿体叶绿体光反应阶段暗反应阶段进行进行部位部位条件条件物质物质变化变化能量变能量变化化联系联系叶绿体基粒囊状结构中叶绿体基粒囊状结构中叶绿体基质中叶绿体基质中光、色素和酶光、色素和酶ATPATP、、 NADPH NADPH 、多种酶、多种酶光能转换成电能再变光能转换成电能再变 成活跃的化学能成活跃的化学能 （（ATPATP、、NADPHNADPH中）中）活跃的化学能变成稳活跃的化学能变成稳定的化学能定的化学能 光反应为碳反应提供光反应为碳反应提供NADPHNADPH和和ATPATP碳反应为光反应提供碳反应为光反应提供NADP+和和ADP和和PiCO2的固定：的固定：CO2＋＋C5 2C3酶酶ADP+Pi2C3 C5 酶酶ADP+Pi2C3 三碳糖三碳糖2H2H2H2H2 2 2 2O OO OO OO O2 2 2 2+4H+4H+4H+4H+ + + ++4e+4e+4e+4e- - - -光光光光色素色素色素色素NADPNADP+ ++2e+H+2e+H+ + NADPHNADPH酶酶酶酶ADPADPADPADP+Pi ++Pi + 电能电能电能电能 ATPATPATPATP 酶酶酶酶C C3 3的还原的还原：：ATPNADPHNADPH 、、C5的再生：的再生：NADPHNADPH 、、ATP酶酶叶叶绿体处不同条件下，绿体处不同条件下，C3C3、、C5C5、、NADPHNADPH、、ATPATP以及以及(CH2O)(CH2O)合成量的动态变化合成量的动态变化条件条件C C3 3C C5 5NADPHNADPH和和ATPATP(CH(CH2 2O)O)合成量合成量停止光照停止光照COCO2 2供应不变供应不变增增加加下下降降减少或减少或没有没有减少或没有减少或没有突然光照突然光照COCO2 2供应不变供应不变减减少少增增加加增加增加增加增加光照不变光照不变停止停止COCO2 2供应供应减减少少 增增加加增加增加减少或没有减少或没有光照不变光照不变COCO2 2供应增加供应增加增增加加减减少少减少减少增加增加光照、光照、COCO2 2供应不供应不变、变、(CH(CH2 2O)O)运输运输受阻受阻增增加加减减少少增加增加减少减少光合速率光合速率(光合强度光合强度)：：是指一定量的植物（如一定是指一定量的植物（如一定的叶面积）在单位时间内进行多少光合作用（如产的叶面积）在单位时间内进行多少光合作用（如产生多少生多少O2、消耗多少、消耗多少CO2、合成多少淀粉）、合成多少淀粉）表观表观（（净）净）光合速率、真正光合速率、真正（（总）总）光合速率光合速率表观光合速率表观光合速率 = 真正光合速率真正光合速率—呼吸速率呼吸速率六、影响光合速率的环境因素六、影响光合速率的环境因素O O2 2的产生量的产生量COCO2 2的消耗量的消耗量　　光合作用光合作用C C6 6H H1212O O6 6产生量产生量　　光合速率，通常以吸收光合速率，通常以吸收COCO2 2mg/h*cmmg/h*cm2 2表表示示真真正光合速率正光合速率= = 净净( (表观表观) )光合速率光合速率+ +呼吸速率呼吸速率九、光合作用的计算：九、光合作用的计算：＝＝＝＝O O O O2 2 2 2的释放量＋呼吸作用的耗的释放量＋呼吸作用的耗的释放量＋呼吸作用的耗的释放量＋呼吸作用的耗O O O O2 2 2 2量量量量＝＝＝＝COCOCOCO2 2 2 2吸收量＋呼吸作用吸收量＋呼吸作用吸收量＋呼吸作用吸收量＋呼吸作用COCOCOCO2 2 2 2的产生量的产生量的产生量的产生量＝光合作用＝光合作用＝光合作用＝光合作用C C C C6 6 6 6H H H H12121212O O O O6 6 6 6积累量积累量积累量积累量＋＋＋＋呼呼呼呼吸吸吸吸作用作用作用作用C C C C6 6 6 6H H H H12121212O O O O6 6 6 6消耗量消耗量消耗量消耗量基粒基粒基质基质（光饱和点）（光饱和点）（光补偿点）（光补偿点）光强度光强度ABCO2吸收值吸收值CO2释放值释放值黑暗中呼吸作用强度黑暗中呼吸作用强度表表观观光光合合速速率率真真正正光光合合速速率率 (1)影响光合速率的因素（光强度）影响光合速率的因素（光强度） 真正光合速率真正光合速率 = 表观光合速率表观光合速率 + 呼吸速率呼吸速率②②光照强度光照强度A A点：点：ABAB段：段：B B点：点：BCBC段：段：C C点：点：光照强度为光照强度为0 0时只进行时只进行细胞呼吸，释放细胞呼吸，释放C0C02 2量量代表此时的呼吸强度代表此时的呼吸强度 随光照强度增强，光随光照强度增强，光合作用逐渐增强，合作用逐渐增强，C0C02 2的释放量逐渐减少的释放量逐渐减少, ,因因一部分用于光合作用一部分用于光合作用 光补偿点光补偿点, ,此时此时细胞呼吸释放的细胞呼吸释放的COCO2 2全部用于光全部用于光合作用，即合作用，即光合作用速率光合作用速率= =细胞呼吸速率细胞呼吸速率 随光照强度不断增强，光合作用不断增强随光照强度不断增强，光合作用不断增强 光饱和点光饱和点, ,光照强度达到一定值时，光合作用光照强度达到一定值时，光合作用不再增强不再增强 净净（（2）光强度）光强度B B B B：光补偿点：光补偿点：光补偿点：光补偿点C C C C2 2 2 2：光饱和点：光饱和点：光饱和点：光饱和点光照强度光照强度光照强度光照强度0吸吸吸吸收收收收量量量量COCOCOCO2 2 2 2C2ABC1cabb(总光合量总光合量 ) = a(净光合量净光合量 ) + c(呼吸作用呼吸作用)光补偿点：光补偿点：光合光合作用吸收的作用吸收的COCO2 2和呼吸放出和呼吸放出COCO2 2相等时的光强度相等时的光强度。

光饱和点：光饱和点：光合光合作用达到作用达到最强最强时时所需的所需的最低的光最低的光强度强度A AB B光照强度光照强度光照强度光照强度0 0吸吸吸吸收收收收COCOCOCO2 2 2 2C C2 2C C1 1a ab bc cA点：黑暗时，点：黑暗时， 只进行细胞呼吸只进行细胞呼吸区别植物体的吸收或释放与叶绿体的吸收和释放区别植物体的吸收或释放与叶绿体的吸收和释放CO2O2AB段：弱光下，段：弱光下，光合作用光合作用小于小于细胞呼吸细胞呼吸A AB B光照强度光照强度光照强度光照强度0 0吸吸吸吸收收收收COCOCOCO2 2 2 2C C2 2C C1 1a ab bc cO2CO2CO2O2B点：光补偿点，点：光补偿点，光合作用光合作用等于等于细胞呼吸细胞呼吸A AB B光照强度光照强度光照强度光照强度0 0吸吸吸吸收收收收COCOCOCO2 2 2 2C C2 2C C1 1a ab bc cO2CO2BC1段：强光下，段：强光下，光合作用光合作用大于大于细胞呼吸细胞呼吸A AB B光照强度光照强度光照强度光照强度0 0吸吸吸吸收收收收COCOCOCO2 2 2 2C C2 2C C1 1a ab bc cO2CO2CO2O21. 光合作用是不是细胞呼吸的逆反应？光合作用是不是细胞呼吸的逆反应？2. 氧气中的氧来自哪里？氧气中的氧来自哪里？第五节第五节 光合作用光合作用进行光合作用的生物有哪些？进行光合作用的生物有哪些？自养生物自养生物异养生物异养生物6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6H2O + 6O2光能光能叶绿体叶绿体1939年，美国鲁宾和卡门的实验年，美国鲁宾和卡门的实验结论：光合作用释放的氧全部来自参加反应的水。

结论：光合作用释放的氧全部来自参加反应的水光合作用释放的光合作用释放的O2是来自同是气体的是来自同是气体的CO2吗？吗？同位素标记法同位素标记法AB　　　1 1、实验原理、实验原理提取：提取：色素能溶解在无水乙醇色素能溶解在无水乙醇（丙酮）（丙酮）中中分离：分离：色素在层析液中溶解度不同，使四种色素在层析液中溶解度不同，使四种 色素随层析液在滤纸上扩散的速度不同而分离色素随层析液在滤纸上扩散的速度不同而分离四、色素的提取和分离四、色素的提取和分离——纸层析法纸层析法四、色素的提取和分离四、色素的提取和分离——纸层析法纸层析法•1 1、提取色素：烘干、提取色素：烘干、粉碎、粉碎、研磨（碳酸钙、二氧化硅、、研磨（碳酸钙、二氧化硅、无水乙醇），过滤（单层尼龙布）无水乙醇），过滤（单层尼龙布）•2 2、制备滤纸条：剪去两角（防止两边滤液扩散速度太快）、制备滤纸条：剪去两角（防止两边滤液扩散速度太快），画铅笔线，画铅笔线•3 3、画滤液细线：细、直、齐，重复几次画滤液细线：细、直、齐，重复几次•4 4、分离：用层析液，液面不能淹没滤液细线分离：用层析液，液面不能淹没滤液细线胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b橙黄色橙黄色黄色黄色蓝绿色蓝绿色黄绿色黄绿色主要吸收主要吸收红光、蓝紫光红光、蓝紫光主要吸收主要吸收蓝紫光蓝紫光胡萝卜素，胡萝卜素，C40H56叶黄素，叶黄素，C40H56O2叶绿素叶绿素a，，C55H72O5N4Mg叶绿素叶绿素b，，C55H70O6N4Mg叶绿体中色素叶绿体中色素提取提取和和分离分离的实验原理是什么？的实验原理是什么？ 95%的乙醇，层析液（都是有机溶剂）。

的乙醇，层析液（都是有机溶剂）放在暗处几小时，放在暗处几小时，目的是什么？目的是什么？结论：结论： 产物产物———淀粉淀粉 条件条件———光照光照萨克斯的实验萨克斯的实验恩格尔曼的实验恩格尔曼的实验隔绝空气隔绝空气黑暗，用极细光束照射黑暗，用极细光束照射完全暴露在光下完全暴露在光下水绵和好氧水绵和好氧细菌的装片细菌的装片结论：结论： 氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所作用的场所 光合作用需要光照光合作用需要光照光反应光反应场所：叶绿体类囊体的薄膜上场所：叶绿体类囊体的薄膜上条件：直接需要光、色素、酶条件：直接需要光、色素、酶光反应包括光系统光反应包括光系统Ⅰ和光系统和光系统Ⅱ叶叶绿体体中的色素中的色素H2OO2NADPHATPADP + Pi水的光解水的光解①① H2O的光解；的光解； ②② ATP的形成光反应光反应(1)光能被吸收并转化为光能被吸收并转化为ATP中的化学能；中的化学能；(2)水在光下裂解为水在光下裂解为H+、、O2和和e-；；(3)水中的氢（水中的氢（H+ + e-）在光下将）在光下将NADP+还原为还原为NADPH。

环境因素影响光合速率环境因素影响光合速率 CO2 + 2H2O* 光能光能叶绿体叶绿体(CH2O)+ H2O + O2*原料原料条件条件产物产物怎样才能提高光合速率？怎样才能提高光合速率？ CO2浓浓度度 水水 分分 光光 照照 矿矿质质元元素素 温温 度度光合速率与光强度的关系光合速率与光强度的关系1. 对植物而言，光照对植物而言，光照越强越好吗越强越好吗?2. 请在图上画出阴生请在图上画出阴生植物胡椒光合速率的植物胡椒光合速率的曲线曲线? 10 2010 5 0 5- -放放出出吸吸收收 O2(mg/dm2h)光照强度光照强度 (klx) ABCDE红光区红光区 蓝紫光区蓝紫光区不同光质对光合速率的影响不同光质对光合速率的影响　　 光合作用整套机构对温度比较敏感，温度过高时光光合作用整套机构对温度比较敏感，温度过高时光合速率会减弱光合作用的最适温度因植物种类而异合速率会减弱光合作用的最适温度因植物种类而异 (2)影响光合速率的因素（温度）影响光合速率的因素（温度）呼吸作用呼吸作用光合作用光合作用温度温度吸吸收收或或释释放放量量CO20 将生长状况相同的水稻幼苗分成若干组，分别置将生长状况相同的水稻幼苗分成若干组，分别置于不同日温和夜温下生长，其他条件相同且适宜。

一于不同日温和夜温下生长，其他条件相同且适宜一段时间后测定统计每组幼苗的平均高度，结果如下：段时间后测定统计每组幼苗的平均高度，结果如下：日温日温(℃) 夜温夜温(℃)11172330—33.2cm19.9cm2330.7cm24.9cm15.8cm1716.8cm10.9cm— 温室栽培中，可适当提高白天温度，适当降低夜温室栽培中，可适当提高白天温度，适当降低夜间温度，从而提高作物产量（有机物积累量）间温度，从而提高作物产量（有机物积累量） 影响光合速率的因素（温度）影响光合速率的因素（温度）1. 如何提高大田和温室如何提高大田和温室中的中的CO2含量含量? CO2浓度在浓度在1%以内时，光合速率会随以内时，光合速率会随CO2浓度的浓度的增高而增高增高而增高 农田里的农作物应确保良好的通风透光和增施有农田里的农作物应确保良好的通风透光和增施有机肥温室中可增施有机肥或使用机肥温室中可增施有机肥或使用CO2发生器等发生器等2. 请在图上画出更弱光请在图上画出更弱光强度下光合速率的曲线强度下光合速率的曲线?(3)影响光合速率的因素（影响光合速率的因素（ CO2浓度）浓度）CO2浓度浓度光光合合速速率率 0AB光强度光强度AB（光补偿点）（光补偿点）（光饱和点）（光饱和点）CO2的吸收量的吸收量CO2的释放量的释放量光照强度的影响光照强度的影响温度，温度，CO2 一般情况下，光强度达到一般情况下，光强度达到B点后，限制光合速率点后，限制光合速率的主要原因有哪些？的主要原因有哪些？环境因素对光合速率的综合影响环境因素对光合速率的综合影响较高光强度较高光强度CO2浓度浓度光光合合速速率率 0BA较低光强度较低光强度 光强度可以影响光强度可以影响CO2饱和点的变化，同样道理，饱和点的变化，同样道理，温度，温度，CO2浓度也可以影响光饱和点的变化。

浓度也可以影响光饱和点的变化 光强度、光强度、温度和温度和CO2浓度对光合作用的影响是综合性的浓度对光合作用的影响是综合性的若降低环境中若降低环境中CO2浓度，图中浓度，图中A点、点、B点将会如何移动？点将会如何移动？光强度光强度AB（光补偿点）（光补偿点）（光饱和点）（光饱和点）CO2的吸收量的吸收量CO2的释放量的释放量环境因素对光合速率的综合影响环境因素对光合速率的综合影响•计算：据测定，生产者在黑暗处每计算：据测定，生产者在黑暗处每小时释放出小时释放出44mgCO2，而在光照，而在光照充足的条件下，每小时释放出充足的条件下，每小时释放出64mg的的O2，经过，经过10h光照可积累光照可积累葡萄糖（葡萄糖（ ））mg下图为探究酵母菌进行的呼吸作用类型的装置图下图为探究酵母菌进行的呼吸作用类型的装置图下列现象中能说明酵母菌既进行有氧呼吸，同时又下列现象中能说明酵母菌既进行有氧呼吸，同时又进行无氧呼吸的是进行无氧呼吸的是A．装置．装置1中液滴左移中液滴左移 ，装置，装置2中液滴不移动中液滴不移动 B．装置．装置1中液滴左移中液滴左移 ，装置，装置2中液滴右移中液滴右移 C．装置．装置1中液滴不动中液滴不动 ，装置，装置2中液滴右移中液滴右移 D．装置．装置1中液滴右移中液滴右移 ，装置，装置2中液滴左移中液滴左移NaOH溶液溶液装置1装置2。