高中生物课件-光合作用复习 78页

第四节能量之源—光和光合作用\n本节课主要目的是探究绿叶中含有几种色素和学习对色素进行提取和分离的方法一、捕获光能的色素\n1、为什么选择新鲜的绿叶？？2、为什么要将滤液试管口用棉塞塞严？色素含量较高防止乙醇挥发和色素被氧化\n色素的提取方法色素的分离的方法溶解法纸层析法\n1、层析液是易挥发且有一定毒性，层析时要加盖，尽量减少有机溶剂的挥发。2、滤纸条一端剪去两个角是因为滤纸条边缘扩散快，中间扩散慢保证使滤液能同步到达滤液细线3、滤液细线细、直、齐是防止色素带重叠而影响分离效果4、重复画滤液细线2-3次，是为了积累更多的色素5、层析时不要让滤液细线触及层析液，防止色素溶解于层析液中而无法分离\n分别在A、B、C三个研钵中加2g剪碎的新鲜菠菜叶，并按下表所示添加试剂，经研磨，过滤得到三种不同颜色得溶液，即：深绿色、黄绿色（或褐色）、几乎无色。处理ABCSiO2(少量）＋＋＋CaCO3(少量）－＋＋95％乙醇（10ml)＋－＋蒸馏水（10ml）－＋－试回答：（1）A、B、C处理得到得溶液得颜色分别是什么？并分析原因？黄绿无色深绿\n4、捕获光能的色素种类和含量捕获光能的色素类胡萝卜素叶绿素胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b(占1/4)(占3/4)滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？（橙黄色）（黄色）（蓝绿色）（黄绿色）\n光合色素种类叶绿素类胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b功能吸收、传递和转化光能特性不溶于水，只溶解于有机溶剂光合色素是不是只有类胡萝卜素和叶绿素？\n色素吸收的光谱叶绿素溶液叶绿素主要吸收红光和蓝紫光类胡萝卜素主要吸收蓝紫光类胡萝卜素溶液\n叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱\n色素与吸收光谱紫蓝青绿黄橙红SUN叶绿素主要吸收红光和蓝紫光类胡萝卜素主要吸收蓝紫光光合色素的功能：吸收、传递、转换光能\n不同颜色的藻类吸收不同波长的光。吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方绿藻褐藻红藻\n影响叶绿素合成的因素a.光照：在有光的条件下才能合成叶绿素b.温度：影响酶的活性进而影响叶绿素的合成，低温可以破坏叶绿素分子。c.必需元素：（Fe）C\H\O\N\Mg\n叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，再加上叶绿素含量多，所以叶片才呈现绿色。2、温室或大棚种植蔬菜应选择什么颜色的塑料薄膜？1、叶片为什么往往是绿色的呢？可以选择有色薄膜，比如红色或蓝色的薄膜，只允许红光或蓝光通过。还可以选择无色透明塑料薄膜可以通过所有波长的可见光，光合效率最强。3、秋季植物叶变黄、变红是什么原因？秋季,气温降低,叶绿素分解，叶片中的叶黄素、胡萝卜素开始显露；形成了花青素，花青素遇酸变红\n\n基粒片层（类囊体）基粒叶绿体基质酶双层膜结构(教材99)捕获光能的色素：分布在叶绿体基粒的类囊体薄膜上二、叶绿体的结构和功能\n氧气是叶绿体释放出来的。叶绿体是光合作用的场所。光合作用需要光能结论:恩格尔曼实验\n1、选料好2、实验条件设计的好水绵具有细而长的叶绿体，便于观察A、选用黑暗、无空气的环境：排除环境中光线和氧气的影响B、选用极细的光束，并用好氧细菌检测，准确判断释放O2的部位讨论：此实验在设计上有什么巧妙之处？C、进行黑暗（局部光照）与曝光的对照实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的。\n三、光合作用的探索历程绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O转化成储存着能量的有机物，并且释放出O2的过程。1、光合作用的概念2、光合作用的实质合成有机物，储存能量\nO2叶绿体H2O有机物阳光CO2+H2O（CH2O）+O2光能叶绿体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，并且放出氧的过程。CO2四、光合作用的过程\n光反应暗反应划分依据:反应过程是否需要光能\n叶绿体中的色素H2O[H]ATPADP+Pi水的光解O22C3C5(CH2O)多种酶参加催化CO2还原固定\nH2O类囊体膜酶Pi＋ADPATP光反应阶段光、色素、酶、水叶绿体的类囊体薄膜上水的光解：H2O[H]+O2光能（还原剂）ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能）ATP酶[H]场所：条件：物质变化能量变化进入叶绿体基质，参与暗反应供暗反应使用光能电能ATP中活跃的化学能\nCO2CO2的固定C3的还原叶绿体基质H2O类囊体膜酶Pi＋ADPATP[H]（CH2O糖类卡尔文循环C52C3暗反应光反应\n暗反应阶段CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的还原：叶绿体的基质中ATP[H]、ADP+Pi2C3CH2O)+H2O+C5酶糖类[H]、ATP、酶、CO2场所：条件：物质变化能量变化ATP中活跃的化学能糖类中稳定的化学能C3的还原CO2CO2的固定（CH2O糖类2C3C5\n光反应H2O→2[H]+1/2O2+Pi+光能ATP酶ADP水的光解：暗反应CO2的还原：2C3+[H](CH2O)+C5酶ATPCO2的固定：CO2+C5→2C3酶总结：ATP的合成：\n联系比较光反应、暗反应光反应阶段暗反应阶段条件场所物质变化能量变化光、色素、酶不需光、酶、[H]、ATP叶绿体类囊体膜叶绿体基质中水的光解；ATP的生成CO2的固定；C3的还原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光反应是暗反应的基础，为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi。CO2+H2O（CH2O)+O2光能叶绿体\n2、光合作用反应方程式及元素去向6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O光能叶绿体b、H的转移：H2OHC6H12O6H2Oc、C的转移：CO2C3糖类a、O的转移：H2OO2光合作用的原理\n光合作用有氧呼吸场所条件物质变化能量变化实质联系比较光合作用、呼吸作用光、色素、酶、H2O和CO2叶绿体细胞质基质、线粒体O2、酶、H2O、C6H12O6无机物转变成有机物有机物氧化分解成无机物ATP中活跃化学能光能糖类等有机物中稳定化学能C6H12O6等有机物稳定的化学能ATP中活跃化学能和热能合成有机物，储存能量分解有机物，释放能量光合作用为呼吸作用提供物质（有机物、O2）；呼吸作用为光合作用提供原料（CO2）\n讨论：条件变化时，各种物质合成量的动态变化。CO2CO2的固定（CH2O糖类2C3C3的还原C5[H]ATP光反应\n3.条件骤变时物质含量的变化CO2浓度不变光反应[H]ATPC3C5（CH2O）光照减弱光照增强H2OCO2[H]O2酶多种酶ADP+PiATPC52C3（CH2O）H2O水的光解形成ATPCO2的固定C3的还原积累、增加消耗、减少\n3.条件骤变时物质含量的变化光照不变暗反应C3C5[H]ATP（CH2O）CO2浓度减少CO2浓度增加H2OCO2[H]O2酶多种酶ADP+PiATPC52C3（CH2O）H2O水的光解形成ATPCO2的固定C3的还原积累、增加消耗、减少\nCO2固定过程减慢，C3形成量减少;而C3的还原过程仍在进行。下图是改变CO2浓度后与光合作用有关的C5和C3在细胞内的变化曲线，请回答：（3）光照强度和CO2浓度的变化均影响光合作用的速度，但前者主要影响光合作用的，后者主要影响光合作用的。C3光反应暗反应（1）曲线a表示的化合物是，曲线b表示的化合物是；（2）在CO2浓度降低时，曲线a表示的化合物的含量迅速下降的原是：C5对应训练\n\n光合作用效率1、光照强度3、CO2浓度4、温度5、水（合理灌溉）2、光质影响光合作用效率的因素\n一、光合作用强度(真正光合速率、实际光合速率)指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。①O2的产生量②CO2的固定量③有机物的合成（产生）量考点五、影响光合作用强度的因素及应用：观测指标：\n呼吸速率的测定实际光合速率=表观光合速率+呼吸速率将植物置于黑暗中，测定容器中CO2增加量，O2减少量(或描述为：植物黑暗条件下CO2的释放量，O2的吸收量)或植物有机物减少（消耗）量。表观光合速率的测定将植物置于光下，测定容器中CO2减少量，O2增加量(或描述为：光下植物对CO2的吸收量，O2的释放量)或有机物增加（积累）量。\nCO2缓冲液CO2缓冲液黑暗如何测定实际光合速率？\n对于绿色植物一般测定光合速率的方法中都没有把叶片的呼吸作用除外，所以测定的结果实际上是光合作用减去呼吸作用的差数，称为表观光合速率或净光合速率。如果把表观光合速率+呼吸速率，则得到总（真正）光合速率。真正光合速率=净光合速率+呼吸速率\n表示净光合量（表观光合量）①叶片吸收”CO2量或实验容器内CO2的减少量②叶片释放”O2量或实验容器内O2的增加量③叶片积累”葡萄糖量或植物重量（有机物）增加量⑵表示总光合量（实际光合量）①叶绿体“吸收”CO2量②叶绿体“释放”O2量③植物或叶绿体“产生”葡萄糖量\nCO2吸收量OCO2释放量光照强度···ABC在黑暗中呼吸所放出的CO2（呼吸速率）光补偿点光饱和点净光合速率阳生植物阴生植物ABCDD实际光合速率=净光合速率+呼吸速率实际光合速率(真光合速率)3\nCO2吸收CO2放出阳生植物阴生植物光照强度1.内部因素植物种类不同同一植物在不同的生长发育阶段同一植物在不同部位的叶片（叶龄）二、影响光合作用强度的因素：\n光合速率光照强度开花期营养生长期幼苗期根据植物在不同生长发育阶段光合作用强度不同，适时适量的提供水肥条件，以使植物茁壮成长。1.内部因素植物种类不同同一植物在不同的生长发育阶段同一植物在不同部位的叶片（叶龄）\n1.内部因素植物种类不同同一植物在不同的生长发育阶段同一植物在不同部位的叶片（叶龄）OA段：AB段：BC段：幼叶，随幼叶的不断生长，叶面积不断增大，叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合速率不断提高壮叶，叶片面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率也基本稳定。老叶，随着叶龄的增加，叶片内叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。应用：栽培作物培养时适当摘除老叶和发黄的叶，可降低有机物消耗。\n温度pH强度波长浇水Mg2+施肥空气中的浓度施肥２．外部因素光（光强、光质）、温度、CO2浓度、矿质元素、水等\n真正光合速率1、光OBCACO2吸收CO2释放呼吸速率净光合速率光照强度光饱和点D光补偿点A、光照强度A点：光合作用为0，只有呼吸作用；AB段：光合作用增强，呼吸作用不变，但呼吸大于光合；B点：光合作用等于呼吸作用（光补偿点）；BC段：光合作用增强，呼吸作用不变，但呼吸小于光合；C点：光合作用不再增加（光饱和点），限制因素：内因（色素、酶）、外因（CO2浓度、温度等）\n乙丙丁甲图对应；乙图对应；丙图对应；丁图对应。甲A点A→B点B点光照强度大于B点\nB、光质：白光＞红光＞蓝紫光。。。＞绿光C、光照时间：在生产上应用:a.适当提高光照强度b.阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，故可以间作，合理利用光能。c.延长光合作用时间(例：轮作)d.对温室大棚用无色透明玻璃e.遇连阴天，温室需补光，选用______光最有效红（蓝）光照时间越长，光合产物越多。\n光照强度O2的产生量OA光照强度温度、CO2光合作用随着光照强度的变化而变化。一定范围内，随着光照逐步增强光合作用也随着加快；但是光照增强到一定程度，光合作用速度不再增加。B真光合作用\n2.CO2a:CO2饱和点。光合速率不再随CO2浓度的增加而增加CO2浓度a0cd●c:呼吸作用强度。只有呼吸，没有光合作用d:CO2补偿点光合作用吸收的CO2＝呼吸作用释放的CO2ad段:(在一定范围内)光合速率随CO2浓度的增大而加快光合速率0外界CO2浓度ABA:进行光合作用所需最低外界CO2浓度B:CO2饱和点吸收量CO2CO2释放量\nb:CO2的补偿点c:CO2的饱和点a—b:CO2太低，农作物消耗光合产物；b—c:随CO2的浓度增加，光合作用强度增强；c—d:CO2浓度再增加，光合作用强度保持不变；d—e:CO2浓度超过一定限度，将引起原生质体中毒或气孔关闭，抑制光合作用。acbde\n应用：温室栽培时适当提高CO2的浓度措施：①多施有机肥或农家肥②大田生产“正其行，通其风”，即为提高CO2浓度、增加产量③温室——施用有机肥或干冰。CO2浓度超过一定限度，将引起原生质体中毒或气孔关闭，抑制光合作用。\n将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室CO2浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度（以CO2吸收速率表示）,测定结果如图。下列相关叙述，正确的是()A.如果光照强度适当降低，a点左移，b点左移B.如果光照强度适当降低，a点左移，b点右移C.如果光照强度适当增加，a点右移，b点右移D.如果光照强度适当增加，a点左移，b点右移D小结：一般来说，改变条件，利于光合作用的进行时，光补偿点和CO2补偿点要左移，光饱和点和CO2饱和点要右移\n一般来说，改变条件，利于光合作用的进行时，光补偿点和CO2补偿点要左移，光饱和点和CO2饱和点要右移\n→酶活性1）温度2）温度是影响气孔开闭的因素之一→光合作用强度应用：农作物增产措施a适时播种:b温室栽培：盛夏的中午，温度高，气孔大多关闭，植物因为缺少CO2而光合作用强度下降。Ⅰ晴天：白天适当升温，晚上适当降温以保持较高的昼夜温差Ⅱ连续阴雨天：白天和晚上均降温“午休”现象113.温度\n4.水分植物夏季为何“午休”？水分光合作用强度O盛夏A710121418水是光合作用的原料和反应的介质，如果缺水既可直接影响光合作用，又可间接影响光合作用（如：中午温度过高，植物蒸腾作用丢失大量的水，导致气孔关闭，限制CO2的进入）应用：合理灌溉。\n5.矿质元素在一定浓度范围内，增大必需元素的供应，可提高光合作用速率当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物渗透失水而萎蔫。\n5、矿质元素氮：各种酶、[H]、ATP、叶绿素磷：[H]、ATP、叶绿体膜镁：叶绿素的重要成分钾：与糖类的合成运输有关。应用——合理施肥根据作物种类不同、土地的肥力条件不同等等进行合理施肥。N、P、K等元素\n6、多因子对光合作用速率的影响P点：Q点：限制光合速率的因素为横坐标所表示的因子，随该因子的不断加强，光合速率不断提高横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，若要提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法\n········e·光合作用的日变化\n甲图是在春季的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，—昼夜中某作物植株对C02的吸收和释放状况的示意图。甲图曲线中C点和E点（外界环境中C02浓度变化为零）处，植株处于何种生理活动状态？呼吸作用释放C02的量等于光合作用吸收C02的量时一天中光合作用的变化问题\n光合作用的日变化3\n三、农业生产中如何提高农作物光合作用强度？3、适当提高CO2浓度4、合理密植5、合理灌溉6、合理施肥2、增加昼夜温差1、适当提高光照强度、延长光照时间\n化能合成作用自然界中的某些细菌，能够利用环境中的某些无机物氧化分解时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用称化能合成作用。2NH3+3O2硝化细菌2HNO2+2H2O+能量2HNO2+O2硝化细菌2HNO3+能量CO2+H2O硝化细菌（CH2O）+O2\n化学能\n探究：环境中影响光合作用强度的因素实验原理：利用真空渗水法排除叶片细胞间隙中的气体，使其沉入水中。在光合作用的过程中植物吸收CO2并排除O2，产生O2的多少与光合作用的强度密切相关，O2溶解度很小，积累在细胞间隙从而使下沉的叶片上浮。因此可依据一定时间内叶片上浮的数量及时间长短，来比较光合作用的强弱。\n间接测O2生成速率，来比较不同光照强度和不同CO2浓度条件下光合作用的强度。实验方法新鲜腊梅叶片，打孔器，注射器，40W台灯，100ml烧杯，镊子，NaHCO3溶液，一次性纸杯，标签纸，清水等材料用具\n实验步骤：1.用打孔器打出大小相等的圆叶片若干片（避开叶的主脉）\n2.用注射器连抽几次抽出叶片中的气体，使叶片沉入水底\n3.将气体逸出的叶片放入一次性杯中保存\n4.将3个烧杯编号后，分别加入2个40mlNaHCO3溶液、1个40ml清水，并各放入10片抽去气体的叶片\n5.按实验记录表进行操作烧杯编号处理条件5分钟上浮数10分钟上浮数15分钟上浮数1距40W台灯15cm,2%NaHCO3溶液，室温2距40W台灯25cm，2%NaHCO3溶液，室温3距40W台灯15cm，清水，室温\n6.记录实验数据\n观察与记录烧杯光照（日光灯）距离光照强度叶子圆片上浮所需时间第一片第二片第三片第四片140W5CM强√√√√240W30CM中√√340W50CM弱√结论：在一定光照强度范围内，光合作用随着光照强度的增强而增强\n1．光照强度例：将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室CO2浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度(以CO2吸收速率表示)，测定结果如图。下列相关叙述，正确的是\nA．如果光照强度适当降低，a点左移，b点左移B．如果光照强度适当降低，a点左移，b点右移C．如果光照强度适当增强，a点右移，b点右移D．如果光照强度适当增加，a点左移，b点右移\n2．温度若已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25和30，如图曲线表示该植物在25时光合作用速率与光照强度的关系，若将温度提高到30的条件下（原光照强度和CO2浓度不变），理论上分析曲线c、d点位置如何变化光照强度acd\n3CO2浓度光照强度acdb1）适当提高CO2浓度