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(共48张PPT)
光合作用与能量转化
有些蔬菜大棚用红色或蓝色的塑料薄膜代替普通塑料薄膜，有的温室内悬挂发红色或蓝色的灯管。
1.用这种方法有什么好处？这样做对光合作用有影响吗？
2.为什么是用红色或蓝色的呢？用绿色的可以吗？
捕获光能的色素和结构
二光合作用的原理和应用
一
二
ＮＥＸＴ
ＮＥＸＴ
捕获光能的色素和结构
绿叶中色素的提取和分离
捕获光能的色素
绿叶中的色素
结构
叶绿体
功能
色 素
叶绿素
类胡萝卜素
叶绿素a（蓝绿色，含量最多）
叶绿素b（黄绿色）
叶黄素（黄色）
胡萝卜素（橙黄色，含量最少）
⒈色素的种类、颜色和含量：
叶绿素溶液
叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光
类胡萝卜素主要吸收蓝紫光
吸收可见光，用于光合作用
⒉色素的功能：
色素的吸收光谱图
400 500 600 700nm
100
50
吸收光能百分比
叶绿素
类胡萝卜素
可 见 光 区
绿叶中的色素及功能：
色素本身的颜色
种类
叶绿素a
叶绿素b
胡萝卜素
叶黄素
蓝绿色
黄绿色
橙黄色
黄色
选吸收光能
红橙光
蓝紫光
蓝紫光
back
光合作用的场所——叶绿体
色素
叶绿素
类胡萝卜素
叶绿素a
叶绿素b
叶黄素
胡萝卜素
吸收可见的太阳光
叶绿素主要吸收红光和蓝紫光
类胡萝卜素主要吸收蓝紫光
叶绿体的结构
叶绿体是绿色植物特有的结构，是进行光合作用的细胞器
⑴形态：高等植物叶绿体呈椭圆球形
⑵数量：每个叶肉细胞中含20个~100个不等。
⑶结构
双层膜：控制物质进出
基质：光合作用所需的酶
基粒：每个基粒由几十个片层结构重叠而成。分布着各种色素和酶。
酶分布:
基粒、基质中
色素分布:
囊状结构薄膜上
高等植物的叶绿体呈椭球形，在不同的光照条件下，叶绿体可以运动，即改变椭球体的方向以既能接受较多的光照又不至于被强光灼伤：在强光下叶绿体椭球体的侧面朝向光源以减少受光面积而免受强光照；弱光下叶绿体椭球体的正面朝向光源以增大受光面积而获得较多的光照。
叶绿体的外形运动：
弱 光
强 光
资料分析
叶绿体的作用仅仅是吸收光能吗？
恩格尔曼实验的结论是什么？
恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处？
光照下
黑暗中
极细光束照射
好氧细菌
德国科学家恩吉尔曼的实验
讨论： 恩吉尔曼的实验在设计上有什么巧妙之处？
1880年 德国科学家 恩吉尔曼的水绵实验
图甲
图乙
图甲：极细的单束光照，好氧细菌集中在叶绿体
被光照射到的部位
图乙：均匀光照，好氧细菌均匀分布在叶绿体所
有受光照的部位
结论：证明
氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物光合作用的场所。
一是选用水绵用为实验材料，便于观察和分析研究；
二是将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除环境中光线和氧的影响；
三是选用极细的光束照射，并且用好氧细菌进行检测，从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位；
四是进行黑暗和曝光的对比实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的。
讨论： 恩吉尔曼的实验结果是什么？得出此结论的理由是什么？
结论： 氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。因为好氧细菌只集中在叶绿体受光部位的周围。
恩吉尔曼的实验在设计上的巧妙之处是：
回眸光合作用的的探究历程
1771年，英国普利斯特利（J. Priestly)
1779年，荷兰英格毫斯（J. Ingen - housz)
1845年，德国梅耶（R. Mayer)
1864年，德国萨克斯（J. Von Sachs)
1939年，美国鲁宾(S. Ruben)和卡门(M. Kamen)
1948年，美国卡尔文（M. Calvin)
普里斯特利的实验
光合作用的发现
讨论：
结合所学的化学及生物学知识，谈谈此实验中蜡烛不灭，老鼠不死的原因。
结论： 植物可以更新空气。
暗处理几小时
光照2d
碘蒸气
处理
照光部位变蓝
遮光部位不变蓝
1864年 德国科学家 萨克斯实验
结论：证明
植物叶片在光合作用中产生了淀粉。
还能说明？
植物进行光合作用需要光。
1782年，瑞士的森尼别用化学分析证明CO2也是必须的
1817年，两位法国科学家从绿叶中分离出一种与光合作用有关的物质，把它称为叶绿素
1864年，萨克斯发现只有在光照下，叶绿体中的淀粉粒才会增大，从而指出光合作用有O2和有机物生成
（一）、光合作用的研究历史
光
叶绿体
nCO2+H2O (CHO)n+O2
1939年，希尔从磨碎的叶绿体中提取叶绿体，并加入铁离子，光照后放出大量的O2，从而证明了光合作用中O2来自于参加反应的水
（一）、光合作用的研究历史
1945年，卡尔文用示踪同位素技术，经十多年推论出从CO2生成有机物的各种中间步骤，确立了CO2的循环途径，并于1961年获得了诺贝尔奖
光合作用的概念及反应式:
光合作用：是绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水合成为储存能量的有机物（通常指葡萄糖），并且释放出氧气的过程。
光合作用的反应式：
6CO2+12H2O
光能
叶绿体
C6H12O6+6O2+6H2O
释放的氧气来源于参加反应的水
反应式两边的水能否约分？
6CO2+12H2O C6H12O6+6H2O+6O2
原料
产物
条件
场所
实质
概念
CO2和H2O
C6H12O6、O2、H2O
光
叶绿体
物质变化：把无机物合成有机物
能量变化：将光能转变为化学能
绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O合成储存能量的有机物，并释放出O2的过程
光能
叶绿体
过程
光反应阶段
暗反应阶段
ADP+Pi+光
酶
色素
ATP
{
CO2+C5
2C3
酶
2C3+[H]
(CH2O)+C5
酶
ATP
ADP+Pi
光能
叶绿体中的色素
2C3
CO2
固
定
C5
多种酶
参加催化
(CH2O)
还
原
供氢
酶
H2O
1
2
O2
水 在 光 下 分 解
[H]
酶
ADP+Pi
ATP
供能
{
2H2O
O2+[H]
光、酶
色素
（2）、ATP的形成
部位
条件
物质变化
能量变化
基粒片层结构的薄膜上
光、色素、酶
（1）、水分解成为[H]和O2
光能→ATP中活泼的化学能
1、光反应
2、暗反应
多种酶
部位
条件
物质变化
能量变化
叶绿体基质中
（1）、CO2的固定
（2）、CO2的还原
ATP中活泼的化学能→有机物中稳定的化学能
3、光反应和暗反应的区别和联系
联系
区别
光反应为暗反应提供ATP、和[H]，暗反应
为光反应提供合成ATP的原料ADP、Pi
部位
条件
产物
光反应和暗反应的比较
场所
条件
物质变化
能量 变化
光反应
暗反应
联系
基粒片层结构薄膜
叶绿体基质中
光、色素、酶、水、ADP 、Pi
[H]、ATP、酶、 CO2 、C5
水的光解：
H2O 光 2[H]+1/2O2↑
ATP的生成：
酶
ADP+Pi+能量 ATP
CO2的固定：
CO2+C5-→2C3
C3的还原:
C3 ----→
C6H12O6+ C5+ H2O
、 ATP
酶
[H]
光能→ATP中活跃的化学能
ATP中活跃的化学能→ 有机物中稳定的化学能
1、光反应为暗反应准备了还原剂[H]和能量ATP；
2、暗反应为光反应补充消耗掉的ADP和Pi。
光合作用的实质
⒈从物质角度：
⒉从能量角度：
无机物（CO2 、H2O）→有机物（CH2O）
ATP中 (CH2O）中
光能→电能→活跃的化学能→稳定的化学能
代谢类型：（光能）自养型
讨论：光合作用有何意义？
CO2
O2
光合作用的意义
有机物制造的“绿色工厂”；
将太阳能转化为化学能的“巨型能量转换站”；
维持氧和二氧化碳含量稳定的“自动空气净化器”。
促进了生物的进化。
总之，从物质转变和能量转变的过程来看，光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。
※讨论：
影响光合作用的因素有哪些？
1、光照强度、光照时间、光波长；
2、温度；
3、CO2浓度；
4、水份；
5、肥料（矿质元素）。
影响光合作用的因素
光照、温度、CO2、水
1、光照对光合作用的影响
（1）光照强弱
光照减弱，光合作用速度喊慢，光照增强，光合作用逐步增强，但增加到一定强度，光合作用速度则不再增强
（2）波长的影响
红光下最强，蓝光、紫光其次，绿光最差
2、温度
通过影响酶的活性，来影响光合作用的速度
3、CO2
光合速率随CO2浓度减少而降低，随CO2浓度增加而增强，若浓度再增加，光合速率则不会再增加
影响光合作用的因素
练习
1、下列关于光反应和暗反应的叙述中，正确的一
项是（ ）
A、光反应和暗反应都能生成ATP
B、光反应属于能量代谢，暗反应属于物质代谢
C、光反应需要光，暗反应在有光条件下也能进行
D、光反应的产物O2、[H]、ATP是暗反应所必需的
C
2、生长于较弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，
其光合作用速度并未随之增强，主要因素可能是（ ）
A、光照强度不够，影响光反应进行
B、温度影响酶的活性
C、呼吸作用受到抑制
D、暗反应影响了光反应
A
3、光合作用可以分为 和 两个阶段，在 阶段，叶绿体分子利用所吸收的光能将 分解成 和 ，其中的 以分子状态释放出来， 是活泼的还原剂，同时光能转变成 ，并储存在高能化合物 中。
光反应
光反应
暗反应
H2O
[H]
O2
O2
[H]
活泼的化学能
ATP
4、当单细胞绿藻置于25°及适宜的光照条件下培养
请回答：
（1）、当CO2浓度突然降至极低水平时，发现五碳
化合物突然上升，这是因为 缺少时，五碳化合物
不能形成 。
（2）、如果降低CO2的同时，停止光照，则葡萄糖
的合成速度下降，这是因为暗反应所需的
供应不足，使 不能合成六碳化合物。
CO2
三碳化合物
[H]、ATP
三碳化合物
填空：
1.叶绿体中的色素所吸收的光能，用于 和 ； 形成的 和 提供给暗反应。
3. 在光合作用中 ，葡萄糖等有机物是在 中形成的 ，氧气 是在 中形成的，ATP是在 中形成的，CO2是在 固定的。
水的光解
[H]
ATP
CO2
H2O
光能
化学能
暗反应
光反应
光反应
暗反应
练习巩固
2.光合作用的实质是：把 和 转变为有机物，把 转变成 ，贮藏在有机物中。
形成ATP
4、光合作用过程中，光反应为暗反应提供的物质是（ ）
A、[H]和ATP B、[H]和O2
C、O2和ATP D、[H]和H2O
A
上图是在盛夏的某一晴天，一昼夜中某植物对CO2的吸收和释放状况的示意图。亲据图回答问题：
1、图中D—E段CO2吸收量逐渐减少是因为 ，以至光反应产生的 和 逐渐减少，从而影响了暗反应 强度，使 化合物数量减少，影响了CO2固定。
2、图中曲线中间C处光合作用强度暂时降低，可能是……………（ ）
A、光照过强，暗反应跟不上，前后脱节，影响整体效果
B、温度较高，提高了呼吸作用酶的活性，消耗了较多的有机物
C、温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了CO2原料的供应
D 、光照过强，气温过高，植物缺水严重而影响光合作用的进行
光照强度逐步减弱
ATP
NADPH
还原作用
五碳
C
1、营养物质包括有机物、无机盐、水等
2、根据获取有机物的方式不同，可以将生物分为：
自养生物
异养生物
光能自养生物
化能自养生物
（绿色植物）
（硝化细菌等）

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