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(共21张PPT)
光合作用与能量转化
第一课时 捕获光能的色素和结构
白化苗由于不能形成叶绿素，无法进行光合作用，
待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。
这说明光合作用需要色素去捕获光能。
正常幼
苗能进
行光合
作用制
造有机
养料
白化苗 不能进 行光合 作用， 无法制 造有机
养料
玉米（正常苗） 玉米（白化苗）
为什么有的植物叶片不是绿色的？
为什么有的植物在不同时期，叶片的颜
色不同呢？
捕获光能的色素
绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中， 用无
水乙醇提取色素。
纸层析法： 绿叶中色素在层析液中的溶解度不同，溶
解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。
①进行绿叶中色素的提取和分离
②探究绿叶中含有几种色素
提取原理
分离原理
绿叶中色素的提取和分离
无水乙醇 碳酸钙
提取色素
有助于研磨充分
防止研磨中色素被破坏
剪碎
▼
加药品
研磨
7
过滤
迅速、充分研磨
单层尼龙布
防止溶剂挥发，充分溶 解色素
试管口塞紧 试管口加棉花防挥发
1.提取绿叶中的色素
绿叶中色素的提取和分离
取经干燥的定性滤纸，剪成宽
度略小于试管直径、长度略小 于试管长度的滤纸条， 剪去一 端的两角，在距这一端底部
1cm处用铅笔画一条细横线
剪去两角的目的是防止两侧色素
扩散过快，色素带不整齐
铅笔线
画铅笔细线
2.制备滤纸条
滤液细线
画滤液细线
防止色素带重
叠而影响分离
效果
要求： 细直齐
干燥后重复1—2次
积累更多的色素
绿叶中色素的提取和分离
3.画滤液细线
插滤纸条
要求： 层析液不能没及滤液线
防止色素溶解于层析液中而无法分离
滤液细线
层析液页面 ─
4.分离绿叶中的色素
绿叶中色素的提取和分离
培养皿加盖防挥发
- 层析液
-培养皿
①各种色素在层析液中溶解度的高低依次是：
叶绿素a 叶绿素b。
②各种色素的含量一般是： 叶绿素 叶绿素
思考：
滤纸条上有几条不同颜色
的色带？其排序怎样？ 宽 窄如何？这说明了什么？
绿叶中色素的提取和分离
5.观察与记录
。
类胡萝卜素
含量约占1/4
叶绿素
含量约占3/4
功能 吸收、传 递、转化光能
（橙黄色）
（黄色）
（蓝绿色）
（黄绿色）
捕获光能的色素
绿叶中的色素
现象：色光带变暗，
且蓝紫光和红光大部分被吸收
现象：光屏出现明显的色光带
绿叶中的色素能吸收光能，且主要吸收蓝紫光和红光。
图：自然光经过色素提取液
图：自然光通过三棱镜
后通过三棱镜
50 叶绿素b
0 图：叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱波长
叶绿素主要吸收蓝紫光和红光；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
类胡萝卜素
叶绿素a
吸收光能的百分比
100
1.正常银杏的叶为什么呈绿色？
叶绿体中叶绿素的含量多，且对绿光吸收量最少，绿光被反射
出来，所以呈绿色；
2、秋季为什么变黄了？
秋季，叶片的叶绿素分子在低温下被破坏，而类胡萝卜素较稳
定，所以显出类胡萝卜素的颜色。
3.大棚种植蔬菜时，选择什么颜色的塑料薄膜最好？
白色或无色
思考 ·讨论
1817年，两位法国科学家首次从植物中分离出叶绿素，当时
并不清楚叶绿素在植物细胞中的分布情况
1865年，德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光合作用中的功
能时，发现叶绿素并非普遍分布在植物的整个细胞中，而是 集中在一个更小的结构里，后来人们称之为叶绿体。
资料
吸收光能的4种色素
分布在类囊体薄膜上类囊体
增大了膜面积， 类囊体基粒
薄膜上分布着光合作用 1
有关的酶
增大了受光面积
叶绿体的结构适于进行光合作用
有光合作用有关的酶 基质 4
外膜
内膜
在实验中，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光
区域，为什么？
恩格尔曼实验
叶绿体的功能
叶绿体是进行光合作用的场所，它内部的巨
大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素
分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。
（类囊体膜）与9种不同生物体的酶结合起来，制造了人造叶绿体。
这种人造叶绿体可在细胞外工作、收集阳光，并利用由此产生的能
量将二氧化碳转化成富含能量的分子。下列有关叙述错误的是（C）
A ．叶绿体与人造叶绿体都具有能量转换的作用B ．叶绿体含有DNA、
RNA，而人造叶绿体不含有DNA 、RNAC ．“捕光器”上不含光合作
用吸收光能的色素D ．人造叶绿体没有4层磷脂分子组成的膜结构
跟踪检测
1 ．科学家日前在《科学》上报告说，他们通过将菠菜的“捕光器”
2 ．韭菜完全在黑暗中生长会变成黄色，称之为“韭黄” 。提取并
分离韭黄叶片色素，与正常韭菜叶相比，层析带只有上端两条色 素带。下列实验操作和结果分析的相关叙述，错误的是（ ）CA . 可用无水乙醇进行色素提取B ．分离色素时层析液不能触及滤液 细线C ．层析带上的色素主要吸收红光D ．实验可说明叶绿素的
合成需要光照
A ．研磨时加入碳酸钙防止色素被破坏，过滤时选用滤纸效果更好B . 图一韭黄中缺少的色素是图二中的丙丁，它们主要吸收红光和蓝紫光 C ．分离色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度最小
的是图中的4和甲D ．画滤液细线时要连续画3-4次，分离色素时，层 析液应该触及滤液细线
3 ．某生物兴趣小组利用韭菜、韭黄进行相关实验，纸层析法分离色 素的结果如图一所示；再以色素扩散距离为横坐标，光合色素的含量 为纵坐标，绘制韭菜色素含量与距离关系，如图二所示，下列叙述正 确的是（C）
4 ．高等植物的光合作用依赖光合色素。不同环境条件下，叶绿素a和 叶绿素b之间可以相互转化，这种转化称为“ 叶绿素循环” 。研究发现， 在适当遮光条件下，叶绿素a/叶绿素b的值会降低，以适应环境。图中 ②③是两种叶绿素的吸收光谱。下列关于叶绿素的叙述，正确的是( ) D
A ．图中②和③主要分布在叶绿体的内膜上B ．利用纸层析法分离色
素时， ③应位于滤纸条的最下端C ．植物叶片呈现绿色是由于②③主 要吸收绿光D ．弱光下②的相对含量增高有利于植物对弱光的利用(共19张PPT)
光合作用与能量转化
第二课时 光合作用原理
光合作用是指绿色植物通过叶绿体 ，利用光能 ， 将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。
希尔反应：在离体的叶绿体的悬浮液（有H2O没有CO2）加入 含有适当的NADP+ （氢受体）溶液中，给予光照会释放出氧气， 同时生成NADPH。
O2+NADPH
类囊体薄膜
能说明，因为缺乏碳元素
H2O +NADP+
资料一
酶
→
资料二
1941年，美国科学家鲁宾和卡门用同位
素示踪的方法，研究了光合作用中氧气 的来源。他们用16O的同位素18O分别
标记H2O和CO2 ，使它们分别变成
H218O和C18O2。然后进行了两组实验：
第一组给植物提供H2O和C18O2,第二组 给同种植物提供H218O和CO2。其他条
件都相同的情况下，第一组释放的氧气
都是O2 ，第二组释放的都是18O2。
氧气中的O来源于水
O2
O2
18
资料三
1954年，美国科学家阿尔农发现，在光照下，叶绿体可合成ATP。
1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。
ADP+Pi+能量 酶 ATP
ATP和NADPH
类囊体薄膜
光反应阶段
条件: 光、酶、色素
/ O2 场所: 类囊体的薄膜上
NADPH
叶绿体中 过程
酶 ADP+Pi+光能 酶 ATP
能量 光能 ATP、 NADPH中活
光能 的光合色素 H2O+NADP+ NADPH+ O2
酶
光
ATP 物质
ADP+Pi
H2O 水在光下分解
跃化学能
资料五
从1946年开始，美国的卡尔文等研究了小球藻等植物进行光合作用时
CO2转化为糖类的路线。他们向反应体系中充入一定量的14CO2 ，光 照30秒后检测产物，检测到了多种带14C标记的化合物。将光照时间
逐渐缩短至几分之一秒时发现， 90％的放射性出现在一种三碳化合物 （ C3）中。在5秒钟的光照后，卡尔文等同时检测到了含有放射性的 五碳化合物（C5）和六碳糖（C6）。
CO2 C3 C5
（CH2O)
资料六
1954年，美国阿尔农等用离体的叶绿体继续做实验。在黑暗条件下，
只要供给了ATP和NADPH，叶绿体就能将CO2转变为糖，且叶绿体 中NADPH、ATP含量急剧下降。
ATP和NADPH参与CO2生成糖类物质的反应
光合作用的原理
资料七
卡尔文及其同事们在实验过程中发现，在有光照和CO2供应的条件下，
C3和C5的浓度很快达到饱和并保持稳定。但是，当改变其中一个实 验条件后，二者的浓度迅速出现了规律性的变化：停止CO2供应时，
C3的浓度急速降低， C5的浓度急速升高；停止光照时， C3的浓度急
速升高， C5的浓度急速降低。
和NADPH具体影响碳循环中的哪一个反应？
CO2浓度变化和光照强度变化 影响C3 转化成C5和（CH2O）
资料八
用温和方法分离得到的叶绿体结构完整，这样的叶绿体能够完成整个
光合作用，包括CO2的固定和糖类的生成。用剧烈方法分离得到的叶 绿体含有很少或者根本没有叶绿体基质。这样的叶绿体能在光下产生 O2、ATP、 [H]、但是不能固定CO2。
叶绿体基质
2C3
供氢、供能
NADPH 酶
CO2
多种酶
ATP 供能
酶)
ADP+Pi
能量 NADPH 、ATP中活跃的化学能 , 糖类中稳定的化学能
NADPH酶 (CH2O)+C5
多种酶
叶绿体基质
(CH2O) 糖类
ADP+Pi +能量
条件
场所
暗反应阶段
卡尔文循环
参加催化
CO2+ C5
过程：
物质
2C3
ATP
ATP
酶
C5
定
还
酶
原
固
1 、 NADPH和ATP的移动途径是什么？ 类囊体薄膜→叶绿体基质
2、 NADP+和ADP的移动途径是什么 叶绿体基质→类囊体薄膜 3、 NADPH的作用还原剂
储存能量供暗反应阶段利用
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
小结
对光合作用的两个阶段反应进行总结
光反应阶段
暗反应阶段
进行部 位 类囊体的薄膜
叶绿体基质中
条件 光、色素和酶
不需要光，需要多种酶
物质 变化 H2O+NADP+光→NADPH+O2 ADP+Pi ATP 光能
CO2的固定CO2+C5酶→2C3
C3的还原2C3AT NADP 2O）
能量变 化 光能转换成ATP中的化学 能
ATP中的化学能变成糖 类中的化学能
联系 光反应为暗反应提供 NADPH和ATP
暗反应为光反应提供 ADP、 Pi和NADP+
CH
5
H（
C
P
酶
光反应阶段和暗反应阶段的比较
条件 C3 C5 [H]和ATP
(CH2O) 合成量
停止光照， CO2不变
突然光照， CO2不变
光照不变停止CO2供 应
光照不变， CO2增加
思考： 条件变化时，各种物质合成量的动态变化。
跟踪检测
1 ．下图表示氢元素的转移途径，其中①②表示植物叶肉细胞光合
作用的有关途径， ③④表示细胞呼吸过程中的有关途径。下列相
关叙述正确的是（ C）
H2O NADPH （CH2O）③→ [H] H 2O
A ．途径①产生的NADPH和途径③产生的[H]是同种物质B ．途径
①③在生物膜上进行，途径②④在基质中进行C ．途径①②③④都 发生了能量的转化D ．光合作用的原料H2O中的氧原子可以依次经 过途径①②③④转移到细胞呼吸的产物H2O中
2 ．下图表示光合作用过程，其中Ⅰ 、Ⅱ 代表光合作用的两个阶段， a、 b 、c表示相关物质，下列说法不正确的是( )
A ．物质a表示NADPH，物质b为ADP，物质c表示NADP+B ．物质a仅作 为还原剂参与Ⅱ过程，为Ⅱ过程提供能量的仅有ATPC ．过程Ⅰ 、Ⅱ分别表 示光反应、暗反应阶段，二者都需要酶的参与D ．白天若将植株遮光处理，
则其叶绿体中NADP+/NADPH的比值会升高
B
3 ．如图表示光合作用与呼吸作用过程中物质变化的关系。下列说法错
误的是（ C ）
A ．提供给绿色植物各项生命活动所需能量最多的过程是5B ．具有细胞 结构的生物都能进行细胞呼吸，且都能进行的过程是3C ．过程1 、3和4
产生的NADPH和[H]都能与氧结合生成水D ．过程2需要多种酶的参与，
且需ATP供能
4 ．将叶绿体悬浮液置于适宜光照下， 一段时间后发现有氧气放出。下
列相关说法正确的是（B）A ．可测定叶绿体悬浮液的净光合速率B . 向悬浮液中滴入少量NaHCO3溶液， NADPH含量下降C ．突然改用等 强度红光照射，短时间内C3含量上升D ．改变悬浮液中pH对氧气释放 无影响(共21张PPT)
光合作用与能量转化
新疆哈密瓜为什么那么甜？
新疆哈密瓜以甜著称
植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量，光合作用强度
可以通过测定一定时间内原料消耗量（消耗CO2的量）或产物生 成的量（O2的产生量） 来定量表示
光合作用强度
在光下植物会同时进行光合作用和呼吸作用，放出O2的同时也在
消耗O2 ，因此所测得的O2量的变化指的是实际光合作用产生的 O2量减去呼吸作用消耗的O2量，即净光合作用强度
O2
实际光合作用产生
O2
呼吸作用消耗
1 O2 测得的O2 量
>
色素的含量
酶的数量和活性
光照强度
CO2浓度
温度
水分
矿质元素
影响光合作用强度的因素：
内因
外因
打出小圆形叶片(30片)：用打孔器在生长旺盛的绿叶上 打出(直径＝1cm)
↓
抽出叶片内气体：用注射器(内有清水、小圆形叶片)抽
将小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的 烧杯中 ，不同光强照
对照实验及结果： 小圆形 叶片浮上来
探究光照强度对光合作用的影响
出叶片内气体(O2等)
射
↓
↓
思考:
1、叶片下沉的原因： 。
2、光照后上浮的原因： 叶片通过光合作用产生了氧气 。
3、实验中观察的指标(因变量)：单位时间内叶片浮起的数量 。
叶片中的气体被抽出
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 20mL 强
多
乙 10片 20mL 中
中
丙 10片 20mL 弱
少
实验结果
实验结论
A点： 只进行呼吸作用
OA：呼吸作用释放的CO2量，
即呼吸作用强度
B点： 光合=呼吸（光补偿点）
C点： 光合作用达到最大
AB段： 光合<呼吸
BC段： 光合>呼吸
影响光合作用强度的因素——光照强度
CO2浓度很低时，绿色植物不能进行光合作
用， A进行光合作用所需CO2的最低浓度
在一定浓度范围内，光合作用速率随CO2浓
度的增大而加快，超过一定浓度光合作用速 率趋于稳定
应用： 大鹏作物可以通过适当增加
良好通风 ，合理密植或增施有机肥
影响光合作用强度的因素——CO2浓度
A B CO2浓度
光合作用强度
2的供应
影响光合作用强度的因素——温度
①光合作用是在 酶的催化下
的，温度直接影响 酶的活性 ；
②B点表示： 此温度条件下，光合速率最高
③BC段表示： 超过最适温度，光合速率随温度升高而下降
应用： 白天适当升温提高光合速率, 夜晚适当降温降低呼吸速率
N：是酶以及NADPH和ATP的重要组成元素，叶绿素中也有
N
P：是类囊体薄膜、 NADPH和ATP的重要组成元素
在一定范围内，水越充足，光合作用速率越快
影响光合作用强度的因素——矿质元素
Mg：是叶绿素的重要组成元素
影响光合作用强度的因素——水
①曲线分析：
P点：限制光合速率的因素应为 ，随着该因子
的不断加强，光合速率不断提高。
Q点： 不再影响光合速率，要想提高光合速率，
可适当提高图中的其他因子。
多因子对光合速率的影响的分析思路
1、分析a点 CO2释放量减少的原因？
2、植物什么时候开始进行光合作用？ 3、哪些时间段表示光合作用强度小于 呼吸作用强度？ 哪些时间段表示光合 作用强度大于呼吸作用强度？
4、哪几个时间点，呼吸作用强度恰好
等于光合作用强度？
6、哪个时刻开始，植物停止光合作用
只进行呼吸作用？
5、如何表示一昼夜中，该植物积累了
多少有机物？
剖析自然环境中一昼夜植物光合作用曲线变化
S1 S3
S2
1、适当提高光照强度，延长光照时
间
2、合理密植
3、适当提高CO2浓度（施农家肥、通
风）
4、白天适当提高温度，夜晚适当降
低温度
5、适当浇水
光合作用原理的应用
6、合理施肥
能量来制造有机物。
如 :硝化细菌
2NH3 +302→2HNO2+2H20+能量
3 2→2HNO3+能量
少数种类的细菌，能利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的
硝化细菌的化能合成作用
CO2+H
V
A ．N点限制单株番茄光合作用强度的环境因素主要是光照强度和CO2浓度B . 图乙中光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗有机物的两倍的点是B 、DC .
温度从20°C升到30°C，植物积累的有机物量保持不变D ．由图可知该植物呼 吸作用的最适温度是30℃
1 ．某研究小组用番茄进行光合作用和呼吸作用的实验，得到甲乙两图的 数据。结合所给材料，选出说法错误的是（D ）
跟踪检测
养液的大试管中（室温20℃),可观察到光下黑藻放出气泡。他们以日 光灯作光源，移动日光灯使之与大试管的距离不同，结果如图中曲线1。 该小组在室温10℃和30℃时分别进行了实验，结果如曲线2和3。下列分
析不正确的是（C ）
A ．该实验研究的是光照强度对光合速率的影响B ．衡量光合速率的指标 是单位时间内产生的气泡数目C ．限制D点的光合强度因素是光照强度D . 曲线1中A点到C点的限制因素是光照强度
2 ．某学习小组用黑藻进行光合作用实验，他们将黑藻浸在加有适宜培
A ．图中曲线表示植物积累有机物的区段是bfB ．g点与a点相比，植物体 内有机物含量更高C ．de段CO2浓度下降趋于平缓的原因是部分气孔关闭， 吸收CO2减少D ．b 、c 、d三点的C3含量满足c＞b ，c>d
3 ．将某种植物栽培于玻璃温室内，下图为用CO2浓度测定仪测定的密闭 玻璃温室内一昼夜CO2浓度的变化情况，则下列相关说法不正确的是( )
D

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