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第四节能量之源——光与光合作用C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶C6H12O6酶2C2H5OH+2CO2+能量（酒精）(高等植物)C6H12O6酶2C3H6O3+能量（乳酸）(高等动物和人、马铃薯块茎、甜菜块根等）复习：呼吸作用光合作用概述：1、概念：2、总反应式：6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2光能叶绿体绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O转化成储存能量的有机物，并释放出O2的过程。一、捕获光能的色素和结构对大多数生物，活细胞所需能量的最终源头是_______。太阳能叶绿体的结构外膜内膜基粒基质类囊体捕获光能的色素分布在___________类囊体的薄膜上绿叶中色素的提取和分离1、提取的色素原理？2、分离色素的原理？色素能溶解在有机溶剂无水乙醇各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的则在滤纸上扩散的快。色素的提取和分离——纸层析法方法步骤1、提取色素：称取、剪碎、研磨（碳酸钙二氧化硅无水乙醇），过滤（单层尼龙布）2、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3、画滤液细线：细、直、齐，重复几次。4、分离：用层析液，液面不能淹没滤液细1、二氧化硅的作用？2、碳酸钙的作用？3、加无水乙醇的目的？使研磨更加充分防止色素被分解提取色素：称取-剪碎-研磨-过滤（单层尼龙布?）溶解色素一、捕获光能的色素和结构捕获光能的色素类胡萝卜素叶绿素胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b(占1/4)(占3/4)滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？（橙黄色）（黄色）（蓝绿色）（黄绿色）关于色素种类叶绿素类胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b功能吸收、传递和转化光能特性不溶于水，只溶解于有机溶剂较快较高较少黄色叶黄素蓝紫光最快最高最少橙黄胡萝卜素类胡萝卜素（占总量的1/4）最慢最低较多黄绿叶绿素b吸收传递转化光能红橙光蓝紫光较慢较低最多蓝绿叶绿素a叶绿素（占总量的3/4）作用吸收光的颜色扩散速度溶解度含量颜色色素的种类较快较高较少黄色叶黄素蓝紫光最快最高最少橙黄胡萝卜素类胡萝卜素（占总量的1/4）最慢最低较多黄绿叶绿素b吸收传递转化光能红橙光蓝紫光较慢较低最多蓝绿叶绿素a叶绿素（占总量的3/4）作用吸收光的颜色扩散速度溶解度含量颜色色素的种类胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b叶绿体中的色素提取液四种色素对光的吸收叶绿素主要吸收___________类胡萝卜素主要吸收________蓝紫光蓝紫光、红光1、树叶为什么是绿色？2、P97问题探讨？3、场所：主要是叶绿体叶绿体的功能恩格尔曼实验的结论是什么？O2是由叶绿体产生的叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，分布了许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用的酶。光合作用的场所只能是叶绿体吗？蓝藻、光合细菌等没有叶绿体也能进行光合作用。二、光合作用的原理和应用绿色植物通过_____，利用_____，把_________________转化成储存能量的_______，并释放出_______的过程。光合作用的探究历程（P101－102）光能叶绿体O2有机物CO2和H2O光合作用的具体过程是如何被人们认识和发现的哪？光合作用的探究历程干燥土壤90.8kg小柳树2.25kg只用雨水浇灌五年后柳树长大1648年海尔蒙特（比利时）实验实验前实验后变化土壤干重90.800kg90.743kg柳树2.25kg76.70kg结论：建造植物体的原料是水分+74.75kg-0.057kg土壤烘干后称重结论：植物可以更新空气有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结果，所以有人认为植物也能使空气变污浊？1779年，荷兰的英格豪斯普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功；植物体只有绿叶才能更新空气。到1785年，发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的是O2，吸收的是CO2。光能化学能储存在什么物质中？德国梅耶黑暗处理一昼夜1864年德国萨克斯实验让一张叶片一半曝光一半遮光除去叶绿素酒精水（证明绿叶在光下制造淀粉）滴加碘酒后或者用碘蒸气处理这片叶，发现曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半则没有颜色变化。萨克斯的实验放在暗处几小时，目的是什么？结论：产物———淀粉条件———光照恩格尔曼的实验隔绝空气黑暗，用极细光束照射完全暴露在光下水绵和好氧细菌的装片结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。光合作用需要光照1939年鲁宾和卡门的实验（同位素示踪法）结论：光合作用释放的氧全部来自水。美国卡尔文用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C在光合作用转化成有机物中的碳的途径，这一途径称为卡尔文循环。糖类CO2＋H2O（CH2O）＋O2光能叶绿体年代科学家结论1771普利斯特利植物可以更新空气1779英格豪斯只有在光照下植物可以更新空气1845R.梅耶植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来1864萨克斯绿色叶片光合作用产生淀粉1880恩格尔曼氧由叶绿体释放出来。叶绿体是光合作用的场所1939鲁宾卡门光合作用释放的氧来自水。20世纪40代卡尔文光合产物中有机物的碳来自CO2（1）为生物生存提供了物质来源（2）为生物生存提供了能量来源（3）维持了大气中O2和CO2的相对稳定(4)对生物的进化有直接意义。三、光合作用的意义走近高考•(1999高考题)在植物实验室的暗室内，为了尽可能地降低植物光合作用的强度，最好安装（）。•A、红光灯B、绿光灯•C、白炽灯D、蓝光灯高中生物高考第一轮复习•光合作用（第二课时）基质酶光合作用叶绿体是进行的场所。外膜内膜类囊体膜基粒①②④.③⑤色素酶1.下列标号各代表：①②③④⑤2.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。叶绿体中的色素H2ONADPHATPADP+Pi水的光解O22C3C5(CH2O)多种酶参加催化CO2C5的再生五、光合作用的过程：•条件：•过程：•场所：光反应总结：2H2OO2+4H++4e-光色素光、色素、酶叶绿体的囊状结构（类囊体）薄膜水的光解：NADPH的形成：ATP的形成：用于暗反应ADP+Pi+能量ATP酶（活跃化学能）NADP++2e+H+NADPH酶多种酶参加催化1个CO2①CO2的固定；②C3的还原。暗反应提供NADPH提供ATP三碳糖三碳糖离开卡尔文循环三碳糖再生为C5（C5）2（C3）暗反应总结：CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的还原：ATPNADPH、ADP+Pi条件：场所：物质变化：能量变化：叶绿体的基质中多种酶、ATP和NADPH中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能2C3三碳糖（或糖类）酶NADPH、ATPC5的再生：2C3C5酶NADPH、ATPADP+Pi光反应阶段暗反应阶段进行部位条件物质变化能量变化联系叶绿体基粒囊状结构中叶绿体基质中光、色素和酶ATP、NADPH、多种酶光能转换成电能再变成活跃的化学能（ATP、NADPH中）活跃的化学能变成稳定的化学能光反应为碳反应提供NADPH和ATP碳反应为光反应提供NADP+和ADP和PiCO2的固定：CO2＋C52C3酶ADP+Pi2C3C5酶ADP+Pi2C3三碳糖2H2OO2+4H++4e-光色素NADP++2e+H+NADPH酶ADP+Pi+能量ATP酶C3的还原：ATPNADPH、C5的再生：NADPH、ATP酶光反应阶段（叶绿体类囊体薄膜）暗反应阶段（叶绿体基质）光能叶绿体中的色素18O2ATP水在光下分解酶C18O22C3C5（CH218O）多种酶参加催化固定供氢ADP+Pi供能还原[H]H218O总结提升总反应式：CO2+H2O叶绿体光能(CH2O)+O2实质物质变化无机物合成有机物，释放氧气能量变化光能转变成有机物中的化学能物质上把CO2和H2O转变成以糖类为主的有机物能量上把光能转变成有机物中的化学能光合作用的实质光合作用过程图解温度pH强度频率浇水Mg2+施肥空气中的浓度哪些外界条件会影响光合作用的进行影响光合作用的因素•光照•CO2浓度•温度•水分•矿质元素主要因素测定指标：光合作用的强度可以通过测定一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量表示。CO2的消耗、O2的产生、有机物的产生的量表观光合速率影响光合速率的因素真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率（光饱和点）（光补偿点）光强度ABCO2吸收值CO2释放值黑暗中呼吸作用强度真正光合速率C(1)光强度B：光补偿点C2：光饱和点光照强度0吸收量CO2C2ABC1cabb(总光合量)=a(净光合量)+c(呼吸作用)光补偿点：光合作用吸收的CO2和呼吸放出CO2相等时的光强度。光饱和点：光合作用达到最强时所需的最低的光强度。AB光照强度0吸收CO2C释放CO2细胞呼吸产生的CO2量净光合作用量真正（实际）光合作用量在A点含义：在B点含义：真正（实际）光合速率＝表观（净）光合速率＋呼吸速率。（1）光照强度光照强度为0，此时只进行呼吸作用，释放的CO2量为呼吸速率。光合作用速率＝呼吸作用速率。光合速率与光强度的关系1.对植物而言，光照越强越好吗?2.请在图上画出阴生植物胡椒光合速率的曲线?102010505-放出吸收O2(mg/dm2h)光照强度(klx)ABCDEAB光照强度0吸收CO2C2C1abcA点：黑暗时，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CO2O2AB段：弱光下，光合作用小于细胞呼吸AB光照强度0吸收CO2C2C1abcO2CO2CO2O2B点：光补偿点，光合作用等于细胞呼吸AB光照强度0吸收CO2C2C1abcO2CO2BC1段：强光下，光合作用大于细胞呼吸AB光照强度0吸收CO2C2C1abcO2CO2CO2O2白光红光或蓝紫光绿光最强：次之：最弱：光质不同波长的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。呼吸作用光合作用一定范围内温度吸收或释放量CO20(2)（温度）在一定范围内温度对光合作用的影响2、温度——影响酶的活性①光合作用是在的催化下进行的，温度直接影响；②B点表示：；③BC段表示：；酶的活性酶此温度条件下，光合速率最高超过最适温度，光合速率随温度升高而下降•哈密瓜盛产于新疆的哈密地区。在该地区农作物的生长季节里，阳光充沛、昼夜温差大。请试分析：•为何当地出产的哈密瓜会比其他地区出产的甜？•如果想在福建地区比较甜的哈密瓜，理论上你认为可以采取哪些措施？温室栽培中，白天可适当提高温度，夜间适当降低温度，适当提高昼夜温差，从而提高作物产量（有机物积累量）。b:CO2的补偿点c:CO2的饱和点a—b:CO2太低，农作物消耗光合产物；b—c:随CO2的浓度增加，光合作用强度增强；c—d:CO2浓度再增加，光合作用强度保持不变；d—e:CO2深度超过一定限度，将引起原生质体中毒或气孔关闭，抑制光合作用。acbde（3）CO2浓度有机物积累1.如何提高大田和温室中的CO2含量?CO2浓度在1%以内时，光合速率会随CO2浓度的增高而增高。农田里的农作物应确保良好的通风透光和增施有机肥。温室中可增施有机肥或使用CO2发生器等。2.请在图上画出更弱光强度下光合速率的曲线?CO2浓度光合速率0AB光合速率的日变化:•两个时间段为何光合速率不同？叶绿体处不同条件下，C3、C5、NADPH、ATP以及(CH2O)合成量的动态变化条件C3C5NADPH和ATP(CH2O)合成量停止光照CO2供应不变增加下降减少或没有减少或没有突然光照CO2供应不变减少增加增加增加光照不变停止CO2供应减少增加增加减少或没有光照不变CO2供应增加增加减少减少增加H2O是光合作用的原料。在一定范围内,H20越多，光合速率越快，但到A点时，即H2O达到饱和时，光合速率不再增加。（4）水分N：酶及NADPH和ATP的重要组分P：磷脂、NADPH和ATP的重要组分；维持叶绿体正常结构和功能K：促进光合产物向贮藏器官运输Mg：叶绿素的重要组分（5）矿质元素：2.影响光合作用的因素及应用(1)内部因素内部因素图示应用阳生植物与阴生植物的光能