新教材高中生物《光合作用的原理和应用》ppt1
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光合作用的原理和应用PPT课件
光合作用的 原理和应用
人教版必修一生物PPT课件
目录
CONTENTS
1
教学分析
ADD THE TITEL
2
教学目标
ADD THE TITEL
3
教学过程
ADD THE TITEL
4
思考探究
ADD THE TITEL
01
教学分析
教学分析
在初中阶段，学生对光合作用已经有了初步的认 识，这节课开始我们将从更高的层次去了解光合 作用。
教学分析
教学重点
1.光合作用的发现过程。 2.叶绿体中色素的种类、作用。
教学难点
图表数据的解读及分析。
教学分析
通过介绍光合作用的发现历史，让学生认 识到科学的发展在研究中的作用。
教学分析
光合作用是生物界乃至整个自 然界最基本的物质代谢和能量 代谢。
02
教学目标
教学目标
（1）知道光合作用的发现过程，通过 对几个有关光合作用发现的实验的讨论， 使学生体验科学工作的方法和过程。
03
教学过程
教学过程
人和动物每天都要摄取食物以满足对物质 和能量的需求，而绿色植物却不需要摄食， 原因何在？
教学过程
光合作用
原料：二氧化碳 水 条件：光 场所：叶绿体 产物：有机物 氧气
教学过程
通过对几个有关光合作用发现实验的观察和分 析，培养设计实验、分析实验结果的能力。
教学过程
通过学习叶绿素及花 青素的相关知识，培 养学生自学能力和主 动学习的习惯。
教学过程
17世纪海尔蒙特实验 18世纪普里斯特利的实验 19世纪萨克斯的实验 20世纪鲁宾和卡门的实验
实验一 实验二 实验三 实验四
04
人教版必修一生物PPT课件
目录
CONTENTS
1
教学分析
ADD THE TITEL
2
教学目标
ADD THE TITEL
3
教学过程
ADD THE TITEL
4
思考探究
ADD THE TITEL
01
教学分析
教学分析
在初中阶段，学生对光合作用已经有了初步的认 识，这节课开始我们将从更高的层次去了解光合 作用。
教学分析
教学重点
1.光合作用的发现过程。 2.叶绿体中色素的种类、作用。
教学难点
图表数据的解读及分析。
教学分析
通过介绍光合作用的发现历史，让学生认 识到科学的发展在研究中的作用。
教学分析
光合作用是生物界乃至整个自 然界最基本的物质代谢和能量 代谢。
02
教学目标
教学目标
（1）知道光合作用的发现过程，通过 对几个有关光合作用发现的实验的讨论， 使学生体验科学工作的方法和过程。
03
教学过程
教学过程
人和动物每天都要摄取食物以满足对物质 和能量的需求，而绿色植物却不需要摄食， 原因何在？
教学过程
光合作用
原料：二氧化碳 水 条件：光 场所：叶绿体 产物：有机物 氧气
教学过程
通过对几个有关光合作用发现实验的观察和分 析，培养设计实验、分析实验结果的能力。
教学过程
通过学习叶绿素及花 青素的相关知识，培 养学生自学能力和主 动学习的习惯。
教学过程
17世纪海尔蒙特实验 18世纪普里斯特利的实验 19世纪萨克斯的实验 20世纪鲁宾和卡门的实验
实验一 实验二 实验三 实验四
04
生物光合作用的原理和应用新人教必修最新版PPT
AB段：壮叶，叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处 (1)白天：适当增强光照
(4)间作套种时农作物的种类
CO搭2配供，应林不带变树种的配置于稳定状态，光合速率也基本稳定。
2、试分析光照、CO2浓度骤变对植物细胞内 ⑴晴天：白天适当升温，晚上适当
BC段：老叶，随着叶龄的增加，叶片内叶绿素被 温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当充加C02，进一步提高光合
矿质元素
应用：根据作物的需肥规律，适时、 适量地增施肥料，可提高农作物产量。
[6]温度
次 1、温度→酶活性 →光反应 →NADPH、ATP生成量
主 暗反应 （CH20）生成量
2、温度是影响气孔开闭的因素之一
[6]温度 应用：农作物增产措施
1、适时播种； 2、温室栽培：⑴晴天：白天适当升温，晚上适当
（1）光照强→弱 CO2供应不变
（2）光照弱→强 CO2供应不变
2、试分析光照、CO2浓度骤变对植物细胞内 C3、C5、[H]、ATP、C6H12O6合成量影响
（3）光照不变 CO2供应减少
（4）光照不变 CO2不足→充足
叶龄
幼叶，随幼叶的不断生
OA段：长，叶面积不断增大，
叶内叶绿体不断增多， 适量地增施肥料，可提高农作物产量。
②光照强度
光照强度 →光反应 →NADPH、ATP →暗反应
（CH20）← C3还原
CO2
光 合
吸 收
速
0
率
B
C 光强
CO2
0
光强
释A
放
②光照强度
A点：光照强度为0时只进行
净
细胞呼吸，释放C02量
代表此时的呼吸强度
(4)间作套种时农作物的种类
CO搭2配供，应林不带变树种的配置于稳定状态，光合速率也基本稳定。
2、试分析光照、CO2浓度骤变对植物细胞内 ⑴晴天：白天适当升温，晚上适当
BC段：老叶，随着叶龄的增加，叶片内叶绿素被 温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当充加C02，进一步提高光合
矿质元素
应用：根据作物的需肥规律，适时、 适量地增施肥料，可提高农作物产量。
[6]温度
次 1、温度→酶活性 →光反应 →NADPH、ATP生成量
主 暗反应 （CH20）生成量
2、温度是影响气孔开闭的因素之一
[6]温度 应用：农作物增产措施
1、适时播种； 2、温室栽培：⑴晴天：白天适当升温，晚上适当
（1）光照强→弱 CO2供应不变
（2）光照弱→强 CO2供应不变
2、试分析光照、CO2浓度骤变对植物细胞内 C3、C5、[H]、ATP、C6H12O6合成量影响
（3）光照不变 CO2供应减少
（4）光照不变 CO2不足→充足
叶龄
幼叶，随幼叶的不断生
OA段：长，叶面积不断增大，
叶内叶绿体不断增多， 适量地增施肥料，可提高农作物产量。
②光照强度
光照强度 →光反应 →NADPH、ATP →暗反应
（CH20）← C3还原
CO2
光 合
吸 收
速
0
率
B
C 光强
CO2
0
光强
释A
放
②光照强度
A点：光照强度为0时只进行
净
细胞呼吸，释放C02量
代表此时的呼吸强度
人教版高中生物必修1：《光合作用的原理和应用》PPT
（4）若已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为 25℃和30℃，上图曲线表示该植物在30℃时光合作用速度与 光照强度的关系。若将温度降低到25℃的条件下（原光照强 度和CO2浓度不变），理论上b点将向_左__移___(左移/右移)。 c点将向__上__移__(上移/下移)。
拓展题3：
在一定浓度的CO2和适当温度条件下，测定植物叶片在不同 光照条件下的光合作用速度，光照强度与该植物叶片光合作
ATP
(CH2O)+C5
⑤能量变化：ATP中活跃 的化学能
有机物中稳定 的化学能
3.光反应和暗反应的比较
光反应
暗反应
条件
光、色素、酶
光反应、多种酶
场所
类囊体的薄膜上
叶绿体内的基质中
物质变化 1.水的光解
1.CO2的固定
2.ATP的生成
2.C3的还原
产物
[H]、ATP、O2
CH2O、ADP、Pi
能量变化 光能
碳的同位素 : 14C CO2
14 CO2
14 CO2+ H2O 光能
(14CH2 O)+O2
叶绿体
一、光合作用探究历程
年代 1771 1779
1785
1845 1864 1880 1939 20世纪40代
科学家
普利斯特利 英格豪斯
-
R.梅耶 萨克斯 恩格尔曼 鲁宾 卡门 卡尔文
结论
植物可以更新空气
（3）在一昼夜中，将该植物叶片置于8 klx光照下10小时， 其余时间置于黑暗中，则每100 cm2叶片一昼夜中有机物 的积累量为___2_4_._5__mg（假设积累的有机物都是葡萄糖）； 将该植物叶片从光下移到黑暗中，叶绿体中C5化合物含量 短时间内将___减__少___。
拓展题3：
在一定浓度的CO2和适当温度条件下，测定植物叶片在不同 光照条件下的光合作用速度，光照强度与该植物叶片光合作
ATP
(CH2O)+C5
⑤能量变化：ATP中活跃 的化学能
有机物中稳定 的化学能
3.光反应和暗反应的比较
光反应
暗反应
条件
光、色素、酶
光反应、多种酶
场所
类囊体的薄膜上
叶绿体内的基质中
物质变化 1.水的光解
1.CO2的固定
2.ATP的生成
2.C3的还原
产物
[H]、ATP、O2
CH2O、ADP、Pi
能量变化 光能
碳的同位素 : 14C CO2
14 CO2
14 CO2+ H2O 光能
(14CH2 O)+O2
叶绿体
一、光合作用探究历程
年代 1771 1779
1785
1845 1864 1880 1939 20世纪40代
科学家
普利斯特利 英格豪斯
-
R.梅耶 萨克斯 恩格尔曼 鲁宾 卡门 卡尔文
结论
植物可以更新空气
（3）在一昼夜中，将该植物叶片置于8 klx光照下10小时， 其余时间置于黑暗中，则每100 cm2叶片一昼夜中有机物 的积累量为___2_4_._5__mg（假设积累的有机物都是葡萄糖）； 将该植物叶片从光下移到黑暗中，叶绿体中C5化合物含量 短时间内将___减__少___。
公开课光合作用的原理和应用新人教必修一PPT课件
体是绿色植物进行光合作用的场所。
。
第14页/共42页
六、美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）
提出问题：光合作用释放的氧气到底来自二 氧化碳还是水？
1、需要标记什么元素？ 2、如何作出假设？ 3、怎样设计分组对照实验？ 4、预测实验结果有几种情况？ 5、得出什么结论？
第15页/共42页
同位素标记法
• 同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。用同位素
第34页/共42页
一展身手
下图是利用小球藻进行光合作用时的实
验示意图，图中A物质和B物质的相对分子质
量比是
（C）
A．1∶2 C．8∶9
B．2∶1 D．9∶8
第35页/共42页
能力提升
请分析光下的植物突然停止光照后，其体
内的C5化合物和C3化合物的含量如何变化？
停止 光反应
[H] ↓
还原
C3 ↑
光照 停止
第12页/共42页
①为什么要把绿叶在暗处放置一昼夜？ ②叶片部分遮光，部分曝光，目的是什么？ ③这个实验得出什么结论？
结论：植物在光下产生了淀粉
光合作用在哪里进行？
第13页/共42页
五、1880年，恩格尔曼的实验：100页
没
没
有
有
氧
氧
气
气
的
极
的
黑 暗
细 的 光
环
束
境
有 光 环 境
实验证明：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿
为复杂的有机物 能量变化：把光能转变成储存在
有机物中的化学能
第27页/共42页
课堂总结
光 反
H2O
应
类囊体
色素 酶
Pi ＋ADP
光合作用的原理和应用PPT
暗反响
CO2的固定：
CO2 + C5酶→ 2C3
CO2的还原：
酶
2C3 + [H] ATP (CH2O) + C5
第二十三页，共40页。
原料和产物的对应关系：
C 〔CH2O〕 H
O
O2
能量的转移途径：
CO2
H2O CO2
H2O
光能
ATP中活泼 的化学能
碳的转移途径：
(CH2O)中稳定 的化学能
CO2
光合作用的原理和应 用PPT
光合作用的探究历程
亚里斯多德：植物体营养物质都是从土壤中获得。
第二页，共40页。
1648年海尔蒙特栽培的柳树
实验
结论：水分是 植物建造自身 的原料。
第三页，共40页。
1771年普利斯特利实验
一段时间后
一段时间后
第四页，共40页。
普 利 斯 特 利 实 验
结论：植物可以更新空气。
第九页，共40页。
一半遮光
脱色 碘蒸气 遮光的一半不变色
另一半曝光
脱色 碘蒸气 曝光的一半呈深蓝色
结论：光合作用中产生了淀粉〔糖类〕。
第十页，共40页。
1880年，美国恩格尔曼的实验
水绵的临时水装片
在没有空气的环境里
带状叶绿体螺旋排列
黑暗中 光照中
结论：氧由叶绿体释放，叶绿体是光合作用的场所。
第十一页，共40页。
N：光合酶及NADP+和ATP的重要组分 P：NADP+和ATP的重要组分；维持叶绿体 正常构造和功能
K：促进光合产物向贮藏器官运输
Mg：叶绿素的重要组分
第三十七页，共40页。
应用——进步农作物产量的措施
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光合作用中元素的转移
CO2+H2O* 叶绿体
光能
（CH2O）+O2*
①H的转移：H2O → NADPH → (CH2O ) ②C的转移：CO2 → C3 →（CH2O） ③O的转移： H2O* →O2*
CO2 → C3 →（CH2O）
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
思考.讨论： 1.光反应阶段和暗反应阶段在所需条件、进行场所、 发生的物质变化和能量转换等方面有什么区别？ 2.光反应阶段和暗反应阶段之间的物质和能量联系 是怎样的？
5、1954年，阿尔农
1954年，美国阿尔农等用离体的叶绿体做实验： 在给 叶绿体照光时发现，当向反应体系中供给ADP、Pi等物 质时，体系中就会有ATP出现。1957年，他发现这一过 程总是与水的光解相伴随。
结论： 在光照时，叶绿体中生成了ATP。
（三）光合作用过程
划分依据:反应过程是否需要光能
光反应 暗反应
阅读光课反文应P在103白—1天04思可考以：进行吗？夜间呢？ 光反应阶段有和光暗才反能应反阶应段在所需条件、进行
场所暗、反物应质在变白化天、可能以量进转行换吗方？面夜的间内呢容？ 有光、无光都能反应
①光反应阶段
类囊体膜
色酶
O2
H2O
素
H+
Pi ＋ADP
ATP
+
NADP+
氧化型辅酶Ⅱ
CO2+C5→2C3
2C3
NADPH ATP
(CH2O) +C5
光能→ATP、NADPH中 的化学能
ATP、NADPH中的化学能→ 糖类中的化学能
光反应为暗反应提供ATP和NADPH 暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+等原料
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
希尔反应： 结论： 水的光解产生氧气。 O2全部来自于H2O吗？
4、1941年 鲁宾和卡门（同位素标记法）
O2 O2
O2 O2 OO2 2
H2O O2
O2
O2
O2
O2 O2 O2 C18O2
O2 O2
18O2 18O2
18O2
18O2 18O2
18O2 18O2
18O2
H218O
18O2 CO2
结论： 光合作用产生的O2来自于H2O。
CO2+H2O
光能 叶绿体
(CH2O)+O2
③实质： 合成有机物，储存能量
（二）光合作用的原理
探究光合作用原理的部分实验
1、19世纪末 氧气 甲醛→糖
CO2
O2
C + H2O
甲醛
(CH2O)
2、1928年 甲醛不能通过光合作用转化成糖 甲醛对植物有毒
3、1937年，希尔
高铁盐 低铁盐 （有H2O，无CO2）
CO2转化成有机物过程中，C的转移途径是：
(CH2O)
CO2 C3
C5
②暗反应阶段
条件：NADPH 、ATP、酶 场所： 叶绿体的基质中
物质 变化
能量 变化
CO2的固定：CO2＋C5 酶 2C3
C3的还原：2C3
酶
NADPH NADP+ ATP ADP+Pi
(CH2O) 糖类
活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
场所：叶绿体内的类囊体薄膜上
NADPH 还原型辅酶Ⅱ
条件：光、色素、酶
物质 变化
水的光解：H2O 光能 O2 +H+ NADPH的合成： H++NADP+ NADPH
ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能) 酶 ATP
能量变化 光能→活跃的化学能
卡尔文循环
1946年开始，美国的卡尔文等用14CO2研究了植物在进行光合作用时CO2转化为糖的路 线。 （1）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。 （2）在5秒钟光照后，卡尔文等检测到含有放射性的五碳化合物（C5）和六碳糖(C6). （3）光照时间为几分之一秒时发现，90%的放射性出现在一种三碳化合物（C3）中。
• 双层膜,内有与光合作用有的酶 • 类囊体增大膜面积的结构 • 有少量的DNA和RNA
外膜
基粒 叶绿体基质 (酶)
类囊体 (酶、色素)
内膜
二、光合作用的原理和应用
（一）光合作用
①概念： 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。
②反应式：
自养生物 以光为能源，以CO2和H2O（无机物）为
原料合成糖类（有机物），糖类中储存 着由光能转换来的能量。
光能自养生物（如绿色植物、蓝细菌） 化能自养生物（如硝化细菌、铁细菌、硫细菌）
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
光反应和暗反应区别和联系
过程 项目
场所 条件
物质变化
能量变化
联系
光反应阶段
暗反应阶段（碳反应）
叶绿体类囊体薄膜上
叶绿体基质
光、色素、酶
多种酶
2H2O →O2+4NADPH ADP+Pi+能量→ATP
三碳化合物 2C3
CO2
五碳化合物
C5
CO2的 固定
叶绿体基质 多种酶
ATP NADPH
糖类 (CH2O)
（三）光合作用过程
H2O
O2
水在光下分解
2C3 供氢
CO2 固定
多种酶参
还 加催化
光 能
叶绿体
ATP 供能
原
色素 酶
酶
C5
ADP+Pi
（CH2O）
光反应（叶绿体类囊体薄膜）
暗反应（叶绿体基质）
例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌
2NH3+3O2 硝化细菌 2HNO2+O2 硝化细菌
2HNO2+2H2O+能量 2HNO3+能量
6CO2+6H2O 能量 C6H12O6+ 6O2
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
讨论：叶绿体处不同条件下，C3、C5、NADPH、ATP 以及(CH2O)合成量的动态变化
H2O
O2
水在光下分解
光 能
叶绿体 色素
酶
ATP
供能
供氢
2C3
CO
2
还 原 酶
固定
多种酶参
加催化
C5
ADP+Pi
（CH2O）
条件
停止光照 CO2供应不变 光照不变 停止CO2供应
C3 增加 减少
C5 减少 增加
NADPH和ATP 减少 增加
(CH2O) 减少
减少
C5、NADPH、ATP变化一致，C3、C5相反。
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
5.4.2光合作用的原理和应用完整（共 37张PP T）
（四）化能合成作用
利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放 的能量来制造有机物的合成作用。