人教版生物必修一《光合作用的原理和应用》课件.ppt

1、必修一 第五章二、光合作用的原理和应用二、光合作用的原理和应用光合作用：是是绿色植物绿色植物通过叶绿体，利用通过叶绿体，利用光光能能，把，把二氧化碳和水转化二氧化碳和水转化成为储存着成为储存着能量的能量的有机物有机物（通常指葡萄糖），并（通常指葡萄糖），并且释放出氧气的过程且释放出氧气的过程幼苗在土壤中能长成参天大树，植物是如何进行物质积累的？植物生长所需物质全植物生长所需物质全部来自部来自土壤土壤（一）、光合作用的探究历程 1648年年 比利时比利时海尔蒙特的实验海尔蒙特的实验五年后五年后结论：结论：水分水分是建造植物体的唯一原料是建造植物体的唯一原料1771年年 英英普里斯特利的实验普里斯

2、特利的实验密闭钟罩里的密闭钟罩里的蜡烛很快熄灭，蜡烛很快熄灭，老鼠很快死亡老鼠很快死亡加入植物，一段时加入植物，一段时间内，蜡烛没熄灭，间内，蜡烛没熄灭，老鼠存活老鼠存活结论：绿色植结论：绿色植物可以物可以更新空更新空气气。1779年年 荷兰荷兰英格豪斯英格豪斯实验实验 500 500 多次多次结论：只有结论：只有在光在光照下照下只有绿叶才只有绿叶才可以更新空气可以更新空气人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)1785年，空气组成的发现年，空气组成的发现17851785年，由于发现了年，由于发现了

3、空气的组成，人们才空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的气体是氧气，吸收的是二氧化碳的是二氧化碳人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)提出问题：提出问题：光能哪里去了？光能哪里去了？能量转化与守恒定律能量转化与守恒定律1845年年 德德梅耶梅耶植物进行光合作用时，把植物进行光合作用时，把光光能能转换成转换成化学能化学能储存起来储存起来人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张P

4、PT)1864年年 德德萨克斯的实验萨克斯的实验光照光照碘蒸气碘蒸气选一片叶，一半遮光，选一片叶，一半遮光，一半曝光一半曝光在暗处放置几小时在暗处放置几小时取下叶片取下叶片酒精脱色酒精脱色取出叶片取出叶片结论：绿色叶片光合作用结论：绿色叶片光合作用产生淀粉产生淀粉目的：消耗掉叶目的：消耗掉叶片中的营养物质片中的营养物质人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)1880年年 美美恩吉尔曼的实验恩吉尔曼的实验结论：结论：氧气氧气是叶绿是叶绿体产生体产生的的叶叶绿体绿体是是绿色植绿色植物进行物进行光合作光合

5、作用的用的场场所所 水绵是常见的水绵是常见的淡水藻类淡水藻类 每条水绵由许多个结构相每条水绵由许多个结构相同的同的长筒状细胞长筒状细胞连接而成连接而成。水绵很明显的特点是：水绵很明显的特点是：叶叶绿体呈带状绿体呈带状，螺旋螺旋排列在排列在细胞里。细胞里。人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处？水绵水绵的叶绿体呈的叶绿体呈螺旋螺旋式带状式带状，便于观察，用，便于观察，用好氧细菌好氧细菌可以确定可以确定释放释放氧气多氧气多的部位。没有空的部位。没有空气的黑暗环境气的黑暗

6、环境排除排除了了氧氧气气和和光光的的干扰干扰。用极细。用极细的光照射，的光照射，叶绿体叶绿体上可上可分为分为光照多光照多和和光照少光照少的的部位部位，暴露在光下的实，暴露在光下的实验再一次验证实验结果验再一次验证实验结果人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)光合作用的原料有水和二氧化碳，光合光合作用的原料有水和二氧化碳，光合作用释放的氧气到底来自二氧化碳还是水作用释放的氧气到底来自二氧化碳还是水?提出问题：提出问题：随着技术的进步，人们对同位素有随着技术的进步，人们对同位素有了更多了解，这为解决氧

7、气来自水还了更多了解，这为解决氧气来自水还是二氧化碳提供了研究手段是二氧化碳提供了研究手段科学家通过追踪科学家通过追踪同位素同位素标记标记的化合物，可以弄的化合物，可以弄清清化学反应化学反应 的详细过的详细过程，这种方法叫做同位程，这种方法叫做同位素标记法素标记法人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)20世纪世纪30年代年代 美美鲁宾和卡门的实验鲁宾和卡门的实验O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 H2O C18O218O2 18O2 18O2 18O2 18O2 18

8、O2 18O2 18O2 18O2 18O2 CO2结论：结论：光合光合作用作用释放释放的的O O2 2全部全部来自来自于于H H2 2O O 第二组向同种绿色第二组向同种绿色植物提供植物提供H H2 21818O O和和CO2CO2 第一组向绿色植物第一组向绿色植物提供提供H H2 2O O和和C C1818O O2 2 H218O 人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)20世纪世纪40年代年代 美美卡尔文的实验卡尔文的实验结论：光合产物中结论：光合产物中有机物的有机物的碳碳来来COCO2 2小

9、球藻悬液14CO2人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)年代年代科学家科学家结论结论16641664海尔蒙特海尔蒙特水分是植物建造自身的原料水分是植物建造自身的原料17711771普利斯特利普利斯特利植物可以更新空气植物可以更新空气17791779英格豪斯英格豪斯只有只有在光照下在光照下只有绿叶才可以只有绿叶才可以更新空气更新空气18451845R.R.梅耶梅耶植物在光合作用时植物在光合作用时把光能转变把光能转变成了化学能成了化学能储存起来储存起来18641864萨克斯萨克斯绿色叶片光合作用绿色叶

10、片光合作用产生淀粉产生淀粉18801880恩格尔曼恩格尔曼氧氧由叶绿体释放出来由叶绿体释放出来 叶绿体叶绿体是是光合作用的场所光合作用的场所19391939鲁宾鲁宾 卡门卡门光合作用释放的光合作用释放的氧全部氧全部来自来自水水2020世纪世纪4040代代卡尔文卡尔文光合产物中有机物的光合产物中有机物的碳碳来自来自COCO2 2小结：人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)划分依据:反应过程是否直接需要光能光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段（二）、光合作用的过程光反应在白天可以进行吗？夜间呢？光

11、反应在白天可以进行吗？夜间呢？暗反应在白天可以进行吗？夜间呢？暗反应在白天可以进行吗？夜间呢？有光才能反应有光才能反应有光、无光都能反应有光、无光都能反应人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)光反应阶段光反应阶段光、色素、酶光、色素、酶叶绿体内的叶绿体内的类囊体薄膜类囊体薄膜上上水的光解：水的光解：H2O H +O2光能光能（还原剂）（还原剂）ATP的合成：的合成：光能光能转变为活跃的转变为活跃的化学能化学能贮存在贮存在ATPATP中中场所：场所：条件：条件：物质变化物质变化能量变化能量变化ADP

12、Pi 能量（能量（光能光能）ATP酶酶暗反应阶段暗反应阶段CO2的固定：的固定：COCO2 2C C5 5 2C 2C3 3酶酶C3的还原：的还原：叶绿体的叶绿体的基质基质中中H、ATP、酶、酶场所：场所：条件：条件：物质变化物质变化能量变化：能量变化：ATP中中活跃活跃的的化学能化学能转变为转变为糖类糖类等等 有机物中有机物中稳定稳定的的化学能化学能ATPH、ADP+Pi2C2C3 3 (CH (CH2 2O)O)酶酶糖类糖类光反应阶段暗反应阶段场所场所条件条件物质物质变化变化能量能量变化变化联系联系叶绿体类囊体薄膜上 叶绿体基质中光、色素和酶不需光、多种酶、ATP、H光反应为暗反应提供光反

13、应为暗反应提供还原剂还原剂HH和和能量能量ATPATP暗反应产生的暗反应产生的ADPADP和和PiPi为光反应合成为光反应合成ATPATP提供原料提供原料水的光解 2H2O4H+O2合成ATP ADP+Pi ATP光 酶光能CO2的固定CO2+C5 2C3C3的还原 2C3 (CH2O)酶 酶ATP H光反应阶段和暗反应阶段的比较ATP中活 跃化学能光能ATP中活 跃化学能有机物中稳定化学能叶绿体叶绿体中的色中的色素素H供氢供氢酶酶ADP+PiATP酶酶2C3C5CO2（CH2O）多种酶参多种酶参加催化加催化还原还原固定固定H2OO2光能光能 光反应阶段光反应阶段（类囊体薄膜（类囊体薄膜）暗反

14、应阶段暗反应阶段（叶绿体基质）（叶绿体基质）水的水的光解光解光合作用过程图解光合作用过程图解 CO2+H2O 光能光能叶绿体叶绿体6CO2+12H2O 光能光能叶绿体叶绿体光合作用总的反应式：光合作用总的反应式：（CH2O）+O2C6H12O6+6O2+6H2O影响光合作用的因素：外界因素外界因素 1）光照强度 2）CO2 3）温度 4）矿质营养 5）水分 6）光合速率的日变化内部因素内部因素 1）不同部位 2）不同生育期（三）、光合作用的原理的应用提高农作物光合作用强度的措施提高农作物光合作用强度的措施1 1、适当提高光照强度、延长光照时间、适当提高光照强度、延长光照时间3 3、适当提高、适

15、当提高COCO2 2浓度浓度4 4、白天适当提高温度，夜晚适当降低温度、白天适当提高温度，夜晚适当降低温度5 5、适当增加植物体内的含水量、适当增加植物体内的含水量6 6、适当增加矿质元素的含量、适当增加矿质元素的含量2 2、合理密植、合理密植在生活中的应用在生活中的应用清晨或夜间不在密林中锻炼清晨或夜间不在密林中锻炼增大昼夜温差增大昼夜温差自养生物自养生物 以以光光为能源，以为能源，以CO2和和H2O（无机物无机物）为原料合成）为原料合成糖类（糖类（有机物有机物），糖类中储存着由光能转换来的能量），糖类中储存着由光能转换来的能量例如例如绿色植物绿色植物异养生物异养生物 只能利用环境中只能利用

16、环境中现成的有机物现成的有机物来维持自身的生来维持自身的生命活动。例如命活动。例如人、动物、真菌及大多数的细菌人、动物、真菌及大多数的细菌 利用环境中某些利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量无机物氧化时所释放的能量来制造来制造有机物。少数的有机物。少数的细菌，如细菌，如硝化细菌硝化细菌、硫细菌、铁细菌、硫细菌、铁细菌光能自养生物光能自养生物 化能自养生物化能自养生物所需的能量来源不同所需的能量来源不同（光能、化学能）（光能、化学能）（四）、化能合成作用人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)光合作

17、用的原理和应用光合作用的探究历程光合作用的过程光合作用原理的应用化能合成作用总结：人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)1.1.为验证光是植物生长发育的必要条件，设计如为验证光是植物生长发育的必要条件，设计如下实验：选择生长状况一致的小麦幼苗下实验：选择生长状况一致的小麦幼苗200200株，株，随机均分为实验组和对照组，分别处理并预期结随机均分为实验组和对照组，分别处理并预期结果。下面是关于实验组或对照组的处理方法和预果。下面是关于实验组或对照组的处理方法和预期结果的几种组合，其中正确的是期结果的

18、几种组合，其中正确的是实验组实验组 对照组对照组 黑暗中培养黑暗中培养 在光下培养在光下培养生长良好生长良好 生长不良生长不良A.A.B.B.C.C.D.D.人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)2.2.将一棵重约将一棵重约0.2kg 0.2kg 的柳树栽培在肥沃的土的柳树栽培在肥沃的土壤中，两年后连根挖出，称其干重大约为壤中，两年后连根挖出，称其干重大约为11kg11kg，增加的这，增加的这10.8kg10.8kg主要来源于主要来源于A.A.土壤中的矿质元素土壤中的矿质元素 B.B.土壤中的水土

19、壤中的水C.C.大气中的氧气大气中的氧气 D.D.大气中的大气中的COCO2 2 3.3.在夏季中午光照最强的情况下，绿色植物的在夏季中午光照最强的情况下，绿色植物的光合作用强度略有下降。这时，叶肉细胞内的光合作用强度略有下降。这时，叶肉细胞内的C C3 3、ATP ATP 的含量变化依次是：的含量变化依次是：A.A.升、降、升升、降、升 B.B.降、升、降降、升、降C.C.降、升、升降、升、升 D.D.升、降、降升、降、降人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)4.4.下图中的甲、乙两图为一昼夜中

20、某作物植株对下图中的甲、乙两图为一昼夜中某作物植株对C0C02 2的吸的吸收和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天，乙收和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题：图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题：甲甲 乙乙（1 1）甲图曲线中）甲图曲线中C C点和点和E E点点(外界环境中外界环境中C02C02浓度变化为零浓度变化为零)处，植株处于何种生理活动状态？处，植株处于何种生理活动状态？呼吸作用释放呼吸作用释放C0C02 2的量等于光合作用吸收的量等于光合作用吸收C0C02 2的量时的量时 人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张P

21、PT)人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)14.14.下图中的甲、乙两图为一昼夜中某作物植株对下图中的甲、乙两图为一昼夜中某作物植株对C0C02 2的的吸收和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天，吸收和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题：乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题：甲甲 乙乙（2 2）根据甲图推测该植物接受光照的时间是曲线中的）根据甲图推测该植物接受光照的时间是曲线中的 段，其中光合作用强度最高的是段，其中光合作用强度最高的是 点，植株点，植株积累有机物最多的是积累有机物最多的是 点。点。BF D E

22、 人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)14.14.下图中的甲、乙两图为一昼夜中某作物植株对下图中的甲、乙两图为一昼夜中某作物植株对C0C02 2的的吸收和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天，吸收和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题：乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题：甲甲 乙乙（3 3）乙图中）乙图中FGFG段段C0C02 2吸收量逐渐减少是因为吸收量逐渐减少是因为 .以致光反应产生的以致光反应产生的 和和 逐渐减少，逐渐减少，从而影响了暗

23、反应强度，使从而影响了暗反应强度，使 化合物数量减少，影化合物数量减少，影响了响了C0C02 2固定。固定。光照强度光照强度逐步减弱逐步减弱 ATP ATP H H C C5 5 人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)14.14.下图中的甲、乙两图为一昼夜中某作物植株对下图中的甲、乙两图为一昼夜中某作物植株对C0C02 2的的吸收和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天，吸收和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题：乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题

24、：甲甲 乙乙（4 4）乙图曲线中间）乙图曲线中间E E处光合作用强度暂时降低，可能是处光合作用强度暂时降低，可能是因为因为 温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了C0C02 2原料的供应原料的供应人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)2NH2NH3 3+3O+3O2 2 2HNO 2HNO2 2+2H+2H2 2O+O+能量能量硝化细菌硝化细菌2HNO2HNO2 2+O+O2 2 2HNO 2HNO3 3+能量能量硝化细菌硝化细菌6CO6CO2 2+6H+6H2 2O 2CO 2C6 6H H1212O O6 6+6O+6O2 2能量能量人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)人教版生物必修一5.4.2光合作用的原理和应用课件(共34张PPT)