高中生物 第四節(jié)能量之源 光合作用的原理和應(yīng)用1課件 新人教版必修1

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1、第第4 4節(jié)節(jié)一一 捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)1、捕獲光能的色素、捕獲光能的色素色素色素葉綠素葉綠素類(lèi)胡蘿卜素類(lèi)胡蘿卜素葉綠素葉綠素a葉綠素葉綠素b葉黃素葉黃素胡蘿卜素胡蘿卜素葉綠素葉綠素主要吸收主要吸收紅光紅光和和藍(lán)紫光藍(lán)紫光吸收可見(jiàn)吸收可見(jiàn)的太陽(yáng)光的太陽(yáng)光類(lèi)胡蘿卜素類(lèi)胡蘿卜素主主要吸收要吸收藍(lán)紫光藍(lán)紫光（藍(lán)綠色）（藍(lán)綠色）（黃綠色）（黃綠色）（橙黃色）（橙黃色）（黃色）（黃色）含量約占含量約占3/4含量約占含量約占1/42、捕獲光能的結(jié)構(gòu)、捕獲光能的結(jié)構(gòu)葉綠體葉綠體（1）分布）分布主要分布在綠色植物的葉肉細(xì)胞主要分布在綠色植物的葉肉細(xì)胞（2）形態(tài)）形態(tài)一般呈扁平的橢球形或球形

2、一般呈扁平的橢球形或球形（3）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)外膜外膜內(nèi)膜內(nèi)膜（4）功能）功能光合作用的場(chǎng)所光合作用的場(chǎng)所基?；?由兩個(gè)以上的類(lèi)囊體組成，由兩個(gè)以上的類(lèi)囊體組成，含含色素色素和和酶酶基質(zhì)基質(zhì)含多種光合作用含多種光合作用所必需的所必需的酶酶透明透明，有利于光線(xiàn)的透過(guò)，有利于光線(xiàn)的透過(guò)二二 光合作用的原理和應(yīng)用光合作用的原理和應(yīng)用1 1、光合作用的概念、光合作用的概念指綠色植物通過(guò)指綠色植物通過(guò)葉綠體葉綠體，利用，利用光能光能，把把二氧化碳二氧化碳和和水水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的的有機(jī)物有機(jī)物，并且釋放出，并且釋放出氧氣氧氣的過(guò)程的過(guò)程2 2、光合作用探索歷程、光合作用探索歷程經(jīng)典實(shí)驗(yàn)經(jīng)典實(shí)

3、驗(yàn)?zāi)甏甏茖W(xué)家科學(xué)家結(jié)論結(jié)論17711771普利斯特利普利斯特利植物可以更新空氣植物可以更新空氣17791779英格豪斯英格豪斯只有只有在光照下在光照下只有綠葉才可以更只有綠葉才可以更新空氣新空氣18451845R.R.梅耶梅耶植物在光合作用時(shí)植物在光合作用時(shí)把光能轉(zhuǎn)變成把光能轉(zhuǎn)變成了化學(xué)能了化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)儲(chǔ)存起來(lái)18641864薩克斯薩克斯綠色葉片光合作用綠色葉片光合作用產(chǎn)生淀粉產(chǎn)生淀粉18801880恩格爾曼恩格爾曼氧氧由葉綠體釋放出來(lái)。由葉綠體釋放出來(lái)。葉綠體葉綠體是是光合作用的場(chǎng)所光合作用的場(chǎng)所19391939魯賓魯賓 卡門(mén)卡門(mén)光合作用釋放的光合作用釋放的氧來(lái)自水氧來(lái)自水。2020世

4、紀(jì)世紀(jì)4040代代卡爾文卡爾文光合產(chǎn)物中有機(jī)物的光合產(chǎn)物中有機(jī)物的碳來(lái)自碳來(lái)自COCO2 23 3、光合作用化學(xué)反應(yīng)式：、光合作用化學(xué)反應(yīng)式：4 4、光合作用過(guò)程、光合作用過(guò)程 光反應(yīng)階段光反應(yīng)階段 暗反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段根據(jù)是否根據(jù)是否需要光能需要光能葉綠體葉綠體中的色中的色素素光合作用的過(guò)程光合作用的過(guò)程光反應(yīng)階段光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段光能光能co22c3H2O水在光下分解水在光下分解C5ATPADP+Pi酶酶供能供能H供氫供氫O2 固固 定定還還 原原多種酶多種酶參加催化參加催化(CH2O)氨基酸氨基酸,脂肪脂肪酶酶（類(lèi)囊體的薄膜上）（類(lèi)囊體的薄膜上） （葉綠體的基質(zhì)中）（葉綠體的

5、基質(zhì)中）光反應(yīng)階段與暗反應(yīng)階段的比較光反應(yīng)階段與暗反應(yīng)階段的比較項(xiàng)目項(xiàng)目光反應(yīng)階段光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段區(qū)區(qū)別別場(chǎng)所場(chǎng)所條件條件物質(zhì)物質(zhì)變化變化能量能量轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化類(lèi)囊體的薄膜上類(lèi)囊體的薄膜上葉綠體基質(zhì)葉綠體基質(zhì)需需光、色素、酶光、色素、酶不需不需光、色素光、色素;需需多種酶多種酶光能光能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)锳TP中中活潑活潑的化學(xué)能的化學(xué)能ATP中中活潑的化學(xué)能活潑的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為糖轉(zhuǎn)化為糖類(lèi)等有機(jī)物中類(lèi)等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能穩(wěn)定的化學(xué)能水的光解：水的光解：H2O 光光 H+O2光光 ADP+Pi ATP酶酶CO2的固定：的固定：CO2+C5 2C3C3的還原：的還原：2C3 （CH2O） H，A

6、TP酶ATP ADP+Pi酶酶聯(lián)聯(lián) 系系1、光反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ)，光反應(yīng)為暗反應(yīng)的進(jìn)行提供、光反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ)，光反應(yīng)為暗反應(yīng)的進(jìn)行提供H和和ATP2、暗反應(yīng)是光反應(yīng)的繼續(xù)，暗反應(yīng)為光反應(yīng)的進(jìn)行提供、暗反應(yīng)是光反應(yīng)的繼續(xù)，暗反應(yīng)為光反應(yīng)的進(jìn)行提供ADP和和Pi3、兩者、兩者相互獨(dú)立又同時(shí)進(jìn)行相互獨(dú)立又同時(shí)進(jìn)行，相互制約又密切聯(lián)系相互制約又密切聯(lián)系物質(zhì)物質(zhì)上把上把CO2和和H2O轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成以糖類(lèi)為主的有機(jī)物以糖類(lèi)為主的有機(jī)物能量能量上把光能轉(zhuǎn)變成有機(jī)物上把光能轉(zhuǎn)變成有機(jī)物中的化學(xué)能中的化學(xué)能最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝5、光合作用的實(shí)質(zhì)光合作用的實(shí)質(zhì)6、光合作用原理的

7、應(yīng)用光合作用原理的應(yīng)用（1 1）影響光合作用的因素）影響光合作用的因素光照、光照、COCO2 2、溫度、水、礦質(zhì)元素等、溫度、水、礦質(zhì)元素等（2 2）提高農(nóng)作物光合作用強(qiáng)度的措施）提高農(nóng)作物光合作用強(qiáng)度的措施1 1、適當(dāng)提高光照強(qiáng)度、延長(zhǎng)光照時(shí)間、適當(dāng)提高光照強(qiáng)度、延長(zhǎng)光照時(shí)間3 3、適當(dāng)提高、適當(dāng)提高COCO2 2濃度濃度4 4、適當(dāng)提高溫度、適當(dāng)提高溫度5 5、適當(dāng)增加植物體內(nèi)的含水量、適當(dāng)增加植物體內(nèi)的含水量6 6、適當(dāng)增加礦質(zhì)元素的含量、適當(dāng)增加礦質(zhì)元素的含量2 2、合理密植、合理密植自養(yǎng)生物：自養(yǎng)生物：能夠直接把從外界環(huán)境能夠直接把從外界環(huán)境攝取的無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)攝取的無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)變成為自身的組

8、成物質(zhì)變成為自身的組成物質(zhì)，并儲(chǔ)存了能量的一類(lèi)生物，并儲(chǔ)存了能量的一類(lèi)生物 7、化能合成作用化能合成作用異養(yǎng)生物：異養(yǎng)生物：不能直接利用無(wú)機(jī)物制成有機(jī)物不能直接利用無(wú)機(jī)物制成有機(jī)物，只能，只能把從外界把從外界攝取的現(xiàn)成的有機(jī)物攝取的現(xiàn)成的有機(jī)物轉(zhuǎn)變成自身的組成物轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì)，并儲(chǔ)存了能量的一類(lèi)生物質(zhì)，并儲(chǔ)存了能量的一類(lèi)生物 能夠利用體外環(huán)境中的能夠利用體外環(huán)境中的某些無(wú)機(jī)物氧化某些無(wú)機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量時(shí)所釋放的能量來(lái)制造有機(jī)物的合成作用來(lái)制造有機(jī)物的合成作用 例如：例如：硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌等少數(shù)種類(lèi)的細(xì)菌等少數(shù)種類(lèi)的細(xì)菌7、化能合成作用化能合成作用2N

9、H2NH3 3+3O+3O2 2 2HNO 2HNO2 2+2H+2H2 2O+O+能量能量硝化細(xì)菌硝化細(xì)菌2HNO2HNO2 2+O+O2 2 2HNO 2HNO3 3+ +能量能量硝化細(xì)菌硝化細(xì)菌6CO6CO2 2+6H+6H2 2O 2CO 2C6 6H H1212O O6 6+ 6O+ 6O2 2能量能量不同顏色的藻類(lèi)吸收不同波長(zhǎng)的光。藻類(lèi)不同顏色的藻類(lèi)吸收不同波長(zhǎng)的光。藻類(lèi)本身的顏色是反射出來(lái)的光，即紅藻反射本身的顏色是反射出來(lái)的光，即紅藻反射出了出了紅光紅光，綠藻反射出，綠藻反射出綠光綠光，褐藻反射出，褐藻反射出黃色黃色的光。水層對(duì)光波中的紅、橙部分吸的光。水層對(duì)光波中的紅、橙部分

10、吸收顯著收顯著多于多于對(duì)藍(lán)、綠部分的吸收，即到達(dá)對(duì)藍(lán)、綠部分的吸收，即到達(dá)深水層的光線(xiàn)是相對(duì)富含短波長(zhǎng)的光，所深水層的光線(xiàn)是相對(duì)富含短波長(zhǎng)的光，所以吸收紅光和藍(lán)紫光較多的綠藻分布于海以吸收紅光和藍(lán)紫光較多的綠藻分布于海水的淺層，吸收藍(lán)紫光和綠光較多的紅藻水的淺層，吸收藍(lán)紫光和綠光較多的紅藻分布于海水深的地方分布于海水深的地方注意注意:光反應(yīng)和暗反應(yīng)是一個(gè)整光反應(yīng)和暗反應(yīng)是一個(gè)整體體,二者緊密聯(lián)系二者緊密聯(lián)系,缺一不可缺一不可。光。光反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ)，光反應(yīng)階反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ)，光反應(yīng)階段為暗反應(yīng)階段提供能量段為暗反應(yīng)階段提供能量（ATP）和還原劑和還原劑H，暗反應(yīng)階段產(chǎn)生暗反應(yīng)階段產(chǎn)生的的A

11、DP和和Pi為光反應(yīng)階段合成為光反應(yīng)階段合成ATP提供原料。提供原料。據(jù)統(tǒng)計(jì)：據(jù)統(tǒng)計(jì)：1 1、地球表面的綠色植物每年大約制造了、地球表面的綠色植物每年大約制造了44004400億噸億噸有機(jī)物。有機(jī)物。 2 2、地球表面的綠色植物每年儲(chǔ)存的能量約、地球表面的綠色植物每年儲(chǔ)存的能量約為為7.117.1110101818KJKJ，這個(gè)數(shù)字大約相當(dāng)于，這個(gè)數(shù)字大約相當(dāng)于240000240000個(gè)個(gè)三門(mén)峽水電站每年所發(fā)出的電力，三門(mén)峽水電站每年所發(fā)出的電力，相當(dāng)于人類(lèi)在相當(dāng)于人類(lèi)在 工業(yè)生產(chǎn)、日常生活和食物工業(yè)生產(chǎn)、日常生活和食物營(yíng)養(yǎng)上所需要的能量的營(yíng)養(yǎng)上所需要的能量的100100倍倍。光合作用的反應(yīng)式：光合作用的反應(yīng)式：光能光能葉綠體葉綠體CO2+H2O* （CH2O）+O*2