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(共63张PPT)
追根溯源，对绝大多数生物来说，活细胞所需能量的最终源头是________ 。
太阳能
第5章 细胞的能量供应和利用
第4节 光合作用与能量转化
玉米白化苗
玉米白化苗不能进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。
说明：光合作用与细胞中的色素有关。
一、捕获光能的色素
1、提取色素
原理：色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可用
其提取色素。
①5g新鲜绿叶
→剪碎置研钵中
（一）实验：绿叶中色素的提取与分离
步骤：
②加入少许二氧化硅和碳酸钙，再放入10ml无水乙醇
色素多
研磨更充分
防止色素被破坏
提取色素
③将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤
④收集滤液、封口
单层
尼龙布
步骤：
某实验小组得到的色素提取液颜色过浅，可能的原因有哪些？
研磨不充分，色素未能充分提取出来；
称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小；
未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。
【思考与讨论】
一、捕获光能的色素
2、分离色素：
方法：纸层析法
（一）实验：绿叶中色素的提取与分离
原理：色素在层析液中 ，溶解度高的色素分子随层析液在纸条上的扩散得快，溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得慢，因而可用层析液将不同的色素分离。
溶解度不同
一、捕获光能的色素
2、分离色素：
①制备滤纸条
剪去两角，画铅笔细线
铅笔线
②画滤液细线
（一）实验：绿叶中色素的提取与分离
步骤：
要求：
①细、齐、直，
②待干后重复
2-3次
层析液同步到达滤液细线
防止色素带重叠而影响分离效果
积累更多色素，使分离后的色素带明显。
一、捕获光能的色素
③纸上层析
层析液
培养皿
注意：不能让滤液细线触及层析液，否则绿叶细线中的色素会溶解到层析液中，不能再滤纸上扩散
2、分离色素：
（一）实验：绿叶中色素的提取与分离
（橙黄色）
（黄色）
（蓝绿色）
（黄绿色)
胡萝卜素
叶黄素
叶绿素a
叶绿素b
类胡萝卜素
叶绿素
溶解度从高到低依次为？
含量从多到少依次为？
胡黄ab
ab黄胡
2、分离色素
实验结果：
（一）实验：绿叶中色素的提取与分离
1.在滤纸的中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，色素随层析液扩散，会得到近似同心环的4个色素圈，由外向内依次是什么色素？分别是什么颜色？
【思维拓展】：
色素：胡、黄、a、b
颜色：橙、黄、蓝绿、黄绿
2.为什么植物春夏叶子翠绿，而深秋叶片金黄呢？
叶绿素的含量﹥类胡萝卜素
由于叶绿素比类胡萝卜素
易受到低温的破坏，秋季
低温时叶绿素大量破坏
叶绿素的含量﹤类胡萝卜素
【思维拓展】：
一、捕获光能的色素
(二)色素的作用
绿叶中的色素主要吸收红光和蓝紫光
绿叶色素提取液
一、捕获光能的色素
叶绿素主要吸收_______________
类胡萝卜素主要吸收___________
色素对_________吸收最少
蓝紫光、红光
蓝紫光
绿光
【与生活的联系】：
根据色素对不同波长的光的吸收的特点，想一想温室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜或补充光源？
一、捕获光能的色素
塑料薄膜：透明无色
补充光源：红光或蓝紫光
基质
外膜
内膜
类囊体
基粒
二、叶绿体的结构和功能
二、叶绿体的结构和功能
①
②
④
⑤
③
1.下列标号各代表：
① 　　　　 ②________ ③_________　　
④ ⑤________
2.吸收光能的四种色素就分布在 上，众多的基粒和类囊体极大地扩展了 。
类囊体薄膜
受光面积
资料：在类囊体薄膜上和基质中，含有多种进行光合作用所必需的酶。
学案P2
（橙黄色）
（黄色）
（蓝绿色）
（黄绿色)
胡萝卜素
叶黄素
叶绿素a
叶绿素b
类胡萝卜素
叶绿素
溶解度从高到低依次为？
含量从多到少依次为？
胡黄ab
ab黄胡
复习巩固
基质
外膜
内膜
类囊体
基粒
①
②
④
⑤
③
1.下列标号各代表：
① 　　　　 ②________ ③_________　　
④ ⑤________
2.吸收光能的四种色素就分布在 上众多的基粒和类囊体极大地扩展了 。
类囊体薄膜
受光面积
复习巩固
——光合作用的原理和应用（第二课时）
第4节 光合作用与能量转化
光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气 的过程。
想一想,光合作用与我们有关吗
吸入光合作用释放的氧
所吃食物直接或间接来自光合作用制造的有机物
1、概念
CO2+H2O (CH2O)+O2
光能
叶绿体
6CO2 + 12H2O
光能
叶绿体
C6H12O6+ 6H2O + 6O2
（二）、光合作用的原理
1、
C
下图是利用小球藻进行光合作用实验的示意图。图中A物质和B物质的相对分子量的比是( )
A．1︰2 B．2︰1 C．8︰9 D．9︰8
A
CO2
H2O
光照射下的小球藻悬液
H218O
C18O2
B
总反应式：
CO2+H2O
叶绿体
光能
(CH2O)+O2
四.光合作用的过程
光反应阶段
暗反应阶段
根据是否需要光能，分为
叶绿体中的色素
O2
NADPH
ATP
ADP+Pi
NADP+
C3
C5
:类囊体薄膜
:叶绿体基质
光能
ATP和NADPH
活跃的化学能
能量变化:
有机物中
稳定的化学能
2、光合作用的过程
H+
(CH2o)
进线粒体有氧呼吸，
剩余释放到大气中
H2O
光反应阶段
暗反应阶段
来自细胞呼吸及空气（气孔进入）
①光反应阶段 ②碳反应阶段
进行
部位
条件
物质
变化
能量变化
联系
叶绿体基粒的类囊体薄膜上
叶绿体基质中
水、光、色素和酶
ATP、NADPH 、多种酶、CO2
光能转换成ATP、NADPH中的活跃化学能
ATP和NADPH中的化学能变成有机物中稳定的化学能
NADP+和ADP和Pi
CO2的固定：
酶
光
色素
酶
H2O O2+4H++4e-
NADP++2e+H+ NADPH
ADP+Pi + 能量 ATP
酶
C3的还原：
2C3 (CH2O) +C5
酶
光反应和暗反应的区别与联系
NADPH和ATP
光反应 暗反应
3.元素及能量转移
C:CO2 C3 (CH2O)
H:H2O NADPH (CH2O)
O:CO2 (CH2O)
能量：
暗
暗
光
暗
暗
H2O
光
O2
光能 活跃的化学能 稳定的化学能
暗
光
4.不同条件下各种物质的变化
变化条件 C3 C5 NADPH和ATP (CH2O)
CO2供
应不变 光照
减弱 增加 减少 减少 减少
光照
不变 CO2不足 减少 增加 增加 减少
叶绿体中的色素
O2
NADPH
ATP
ADP+Pi
NADP+
C3
C5
:类囊体薄膜
:叶绿体基质
光能
ATP和NADPH
活跃的化学能
能量变化:
有机物中
稳定的化学能
2、光合作用的过程
H+
(CH2o)
进线粒体有氧呼吸，
剩余释放到大气中
H2O
光反应阶段
暗反应阶段
来自细胞呼吸及空气（气孔进入）
光能
CO2+H2O
叶绿体
（CH2O）+O2
实际光合作用强度表示方法
（四）光合作用原理的应用
固定CO2的量
制造或产生有机物的量
产生O2的量
单位时间内光合作用
探究光照强弱对光合作用强度的影响
探究实验
材料：小圆形叶片、注射器、3盏40w的台灯，
烧杯，富含CO2的清水。
五.光合作用的影响因素和原理的应用
探究光照强度对光合作用强度的影响
1%NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定
A
B
C
叶片浮起数量多
叶片浮起数量中
叶片浮起数量少
五.光合作用的影响因素和原理的应用
在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强(小圆形叶片产生的O2多，浮起的多。)
若测得一植物1小时释放O2 10mL,这是不是该植物1小时中光合作用产生的全部O2
五.光合作用的影响因素和原理的应用
线粒体
叶绿体
O2
释放O2
（可以测得）
叶肉细胞
光合作用产生的O2=释放到空气中的O2+呼吸作用消耗的O2
五.光合作用的影响因素和原理的应用
影响光合作用强度的环境因素
6CO2 + 12H2O
光能
叶绿体
C6H12O6+ 6H2O + 6O2
原料
条件
产物
怎样才能提高光合速率？
CO2浓度
水 分
光 照
矿质元素
温 度
1、光
蓝紫光、红光
绿光
最强：
最弱：
（1）光质（绿叶中的色素对不同波长的光吸收量不同）
温室大棚中应该选择：选用无色透明的塑料薄膜
补充人工光源(蓝紫光和红光)
（2）光强度
光照强度
0
吸收量
CO2
C2
A
B
C1
6CO2 + 12H2O
光能
叶绿体
C6H12O6+ 6H2O + 6O2
释放量
CO2
6CO2 + 12H2O
主要是线粒体
C6H12O6+ 6H2O + 6O2
呼吸作用
光合作用
A点：黑暗时，
只进行细胞呼吸
AB段：弱光下，光合作用小于细胞呼吸
B点：光补偿点，
光合作用等于细胞呼吸
BC1段：强光下，
光合作用大于细胞呼吸
C2：光饱和点(光合作用达到最强时所需的最低的光强度)
C点后的主要限制因素：CO2浓度、温度等
光补偿点
光饱和点
CO2
O2
O2
CO2
CO2
O2
O2
CO2
O2
CO2
CO2
O2
A
B
光照强度
0
吸收
CO2
阳生植物
阴生植物
B：光补偿点
C2：光饱和点
C1
释放
CO2
光补偿点、光饱和点：阳生植物 阴生植物
>
（二）影响光合作用强度的外界因素
五.光合作用的影响因素和原理的应用
C2
五.光合作用的影响因素和原理的应用
2.影响光合作用强度的因素—CO2浓度
应用：
“正其行，通其风”；增施农家肥；使用CO2发生器
C
CO2吸收速率
CO2 浓度
A
B
A
只有细胞呼吸
B
呼吸速率=光合速率
二氧化碳补偿点
光合速率>呼吸速率
D
D
二氧化碳饱和点
CO2释放速率
3、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
在生产上应用：
在大棚生产中常常采用白天适当升温（保证光合作用正常进行），晚上适当降温（降低呼吸酶的活性）。
五.光合作用的影响因素和原理的应用
4.影响光合作用强度的因素—矿质元素
合理施肥
应用：
N：
P：
Mg：
是ATP的组成元素
是叶绿素的组成元素
是ATP的组成元素
是磷脂的组成元素
是叶绿素的组成元素
光合作用中各种酶的组成元素
五.光合作用的影响因素和原理的应用
5.影响光合作用强度的因素—水
水是光合作用的原料
缺水导致植物气孔关闭，CO2吸收减少，从而影响暗反应
水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用。缺水还会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合速率。
7～10时光合作用强度不断增强的原因是在一定温度和二氧化碳供应充足的情况下，光合作用的强度是随着光照加强而增强的。
在10-12时左右光合作用强度明显减弱，是因为此时温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭，二氧化碳供应减少，导致光合作用强度明显减弱。
14～17时光合作用强度不断下降的原因，是因为此时光照强度不断减弱。
提高农作物光合强度的措施：
注意多用一些适当、适量、合理等字眼
1、适当提高光照强度、延长光照时间
3、适当提高CO2浓度（施农家肥，通风，用CO2发生器）
4、适当提高温度（白天升温，晚上降温）
5、适当增加植物体内的含水量（合理浇水）
6、适当增加矿质元素的含量（合理施肥）
2、合理密植
自养生物
异养生物
如人、动物、真菌及大多数的细菌。
化能合成作用
　　利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。少数的细菌，如硝化细菌。
光能自养生物（如绿色植物）
化能自养生物（如硝化细菌）
化能合成作用
知识海洋
（2）光强度
B：光补偿点
C2：光饱和点
光照强度
0
吸收量
CO2
C2
A
B
C1
c
a
b
b(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。
释放量
CO2
C点后的主要限制因素：CO2浓度、温度等
主要影响暗反应
O
CO2浓度
A
B
光合作用强度
3、影响光合作用的因素——CO2
增加的CO具体措施：
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。
C
CO2吸收速率
CO2 浓度
A
B
下图为光合作用强弱与二氧化碳含量的关系
思考：点A、B、C时光合作用和呼吸作用关系如何？
A
只有细胞呼吸
B
呼吸速率=光合速率
二氧化碳补偿点
C
光合速率>呼吸速率
D
D
二氧化碳饱和点
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：
合理施肥
光合速率的日变化:
两个时间段为何光合速率不同？
光合作用的正常进行要受多种因素的影响，一个生物兴趣小组研究了CO2浓度、光照强度和温度对光合作用的影响，下面是一位同学根据实验结果绘制的一组曲线，你认为不正确的是 ( )
D
晴天中午，塑料大棚的薄膜会被卷起，你知道，这样做的目的是什么？？
（二）影响光合作用强度的外界因素
1.光照
0
O2释
放
O2吸收
A
B
C
光照强度
呼吸速率
表观光合速率
实际光合速率
CO2吸
收
CO2释
放
光补偿点
光饱和点
总光合强度 = 净光合强度 + 呼吸强度
为什么光照到达C点后,光合强度就不再增强
C点后的主要限制因素：CO2浓度、温度等
五.光合作用的影响因素和原理的应用
项目
烧杯 小圆形叶片 加富含CO2的清水 光照强度 叶片浮起数量
甲 10片 20 mL 强 多
乙 10片 20 mL 中 中
丙 10片 20 mL 弱 少
对照实验及结果
实验结论：
在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强(小圆形叶片产生的O2多，浮起的多。)
探究环境因素对光合作用强度的影响
实验流程
实验
O2
CO2
CO2
O2
O2
CO2
O2
CO2
CO2
O2
A
B
光照强度
0
吸收
CO2
C2
C1
a
b
c
A点：黑暗时，
只进行细胞呼吸
CO2
O2
AB段：弱光下，
光合作用小于细胞呼吸
A
B
光照强度
0
吸收
CO2
C2
C1
a
b
c
O2
CO2
CO2
O2
B点：光补偿点，
光合作用等于细胞呼吸
A
B
光照强度
0
吸收
CO2
C2
C1
a
b
c
BC1段：强光下，
光合作用大于细胞呼吸
A
B
光照强度
0
吸收
CO2
C2
C1
a
b
c
O2
CO2
CO2
O2

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