葉綠素的提取實驗以及光合作用的影響因素

1、光合作用光合作用捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)葉片中的葉肉細(xì)胞葉片中的葉肉細(xì)胞綠葉綠葉 葉肉細(xì)胞葉肉細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖 葉綠體亞顯微葉綠體亞顯微 結(jié)構(gòu)模式圖結(jié)構(gòu)模式圖.與光合作用有關(guān)的色素和酶分布在哪里呢？與光合作用有關(guān)的色素和酶分布在哪里呢？外膜外膜基?；；|(zhì)基質(zhì)內(nèi)膜內(nèi)膜類囊體膜類囊體膜在類囊體膜上分布有光合作用所需的在類囊體膜上分布有光合作用所需的 和和 ，在基，在基質(zhì)中也分布有光合作用所需的質(zhì)中也分布有光合作用所需的 。色素色素酶酶酶酶色素色素葉綠體基粒的類囊體的薄膜葉綠體基粒的類囊體的薄膜位置位置分類分類葉綠素葉綠素類胡蘿卜素類胡蘿卜素葉綠素葉綠素a a葉綠素葉綠素b b葉黃

2、素葉黃素胡蘿卜素胡蘿卜素功能功能吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能。吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能。含量占含量占1/4含量占含量占3/4(藍(lán)綠色）藍(lán)綠色）（黃綠色）（黃綠色）（橙黃色）（橙黃色）（黃色）（黃色）少了光合色素會如何呢？（韭黃、葉上白邊、少了光合色素會如何呢？（韭黃、葉上白邊、白化苗）白化苗）實驗:光合色素的提取和分離一、實驗原理: 1、提取原理：色素能溶解在無水乙醇中。 2、分離原理：各種色素都能溶解在層析液中，但 溶解度不同。溶解度大的色素隨層 析液在濾紙上擴散得快；溶解度小 的色素隨層析液在濾紙上擴散得慢。 紙層析法二、實驗過程1 1、提取色素、提取色素：取適量菠菜葉，加無水乙醇，再取適量菠菜葉，加

3、無水乙醇，再加少許二氧化硅和碳酸鈣，迅速加少許二氧化硅和碳酸鈣，迅速研磨成勻漿。研磨成勻漿。二氧化硅作用：二氧化硅作用：碳酸鈣作用：碳酸鈣作用：研磨充分研磨充分防止葉綠素被破壞防止葉綠素被破壞2 2、過濾、過濾 在一小玻璃漏斗基部放一塊單層尼龍布將研磨液迅在一小玻璃漏斗基部放一塊單層尼龍布將研磨液迅速倒入漏斗中。收集濾液到一個試管中，及時用棉塞速倒入漏斗中。收集濾液到一個試管中，及時用棉塞將試管中塞緊（將試管中塞緊（防止揮發(fā)防止揮發(fā)）。）。3、制備濾紙條并畫線畫線要細(xì)、直、齊，使色素帶平整、不重疊。鉛筆線 濾紙條剪去兩角是為了在層析過程中,層析液同步到達(dá)濾液細(xì)線 將濾紙條的一端剪去兩角，并在距

4、這一端1cm處用鉛筆畫一條細(xì)的橫線4、畫濾液線： 吸管吸取少量濾液，沿鉛筆畫的橫線均勻畫出一條細(xì)而直的濾液細(xì)線。待濾液干后再畫一次，共畫34次。重復(fù)畫幾次是使后來的色素帶清晰 5、分離葉綠體中的色素、分離葉綠體中的色素層析液培養(yǎng)皿濾液細(xì)線高于層析液：防止色素溶于層析液中，導(dǎo)致色素帶不清晰。 將濾紙條插入層析液中，用棉塞塞緊試管口。注意不能讓濾液細(xì)線觸及層析液。 層析液沿著干燥的濾紙由下而上擴散，當(dāng)擴散到細(xì)線時，色素便溶解在層析液中，并隨著層析液一起向上擴散，而不同的色素溶解度不同，擴散速度也不同，所以將不同色素分離開。6 6、實驗結(jié)果分析、實驗結(jié)果分析色素種類色素種類 色素顏色色素顏色 色素含

5、量色素含量 溶解度溶解度 擴散速度擴散速度胡蘿卜素胡蘿卜素葉黃素葉黃素葉綠素葉綠素a 葉綠素葉綠素b橙黃色橙黃色黃色黃色藍(lán)綠色藍(lán)綠色黃綠色黃綠色最少最少較少較少最多最多較多較多最高最高較高較高較低較低最低最低最快最快較快較快較慢較慢最慢最慢色素色素葉綠體基粒的類囊體的薄膜葉綠體基粒的類囊體的薄膜位置位置分類分類葉綠素葉綠素類胡蘿卜素類胡蘿卜素葉綠素葉綠素a a葉綠素葉綠素b b葉黃素葉黃素胡蘿卜素胡蘿卜素功能功能吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能。吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能。含量占含量占1/4含量占含量占3/4(藍(lán)綠色）藍(lán)綠色）（黃綠色）（黃綠色）（橙黃色）（橙黃色）（黃色）（黃色）少了光合色素會如何呢？（韭黃、

6、葉上白邊、少了光合色素會如何呢？（韭黃、葉上白邊、白化苗）白化苗）7、色素的吸收光譜 光合作用的過程（光反應(yīng)、暗反應(yīng)兩個階段）2022-4-272022-4-27下圖為高等綠色植物光合作用圖解，以下說法正確的是下圖為高等綠色植物光合作用圖解，以下說法正確的是 ()A是光合色素，分布在葉綠體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中是光合色素，分布在葉綠體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中B是氧氣，可參與有氧呼吸是氧氣，可參與有氧呼吸C是三碳化合物，能被氧化為是三碳化合物，能被氧化為(CH2O)D是是ATP，在葉綠體基質(zhì)中生成，在葉綠體基質(zhì)中生成2022-4-27條件條件C3C5H和和ATP(CH2O)合成量合成量光照停止，CO2不變光照增強

7、，CO2不變光照不變CO2減少光照不變CO2增加，增加減少減少減少減少增加增加增加減少增加增加減少增加減少減少增加C3和C5變化趨勢相反 光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段的比較光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段的比較光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段條件條件場所場所物質(zhì)物質(zhì)變化變化能量變能量變化化聯(lián)系聯(lián)系葉綠體類囊狀薄膜上葉綠體類囊狀薄膜上葉綠體基質(zhì)中葉綠體基質(zhì)中必須有光、色素和酶必須有光、色素和酶有光無光均可、多種酶有光無光均可、多種酶光能光能ATPATP中中活躍的化學(xué)能活躍的化學(xué)能有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能 1 1、光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供、光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供HH和和ATPATP；2 2、暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供、暗反應(yīng)為

8、光反應(yīng)提供ADPADP和和PiPi水的光解：水的光解：2H2O4H+O2合成合成ATP：ADP+Pi ATP光光 酶酶光能光能CO2的固定的固定 CO2+C5 2C3C C3 3的還原的還原2C3+H （CH2O）+ 酶酶 酶酶ATP 光合作用光合作用細(xì)胞呼吸細(xì)胞呼吸代謝類型代謝類型物質(zhì)變化物質(zhì)變化能量變化能量變化實質(zhì)實質(zhì)場所場所條件條件聯(lián)系聯(lián)系比較光合作用、呼吸作用比較光合作用、呼吸作用光光、色素、酶、色素、酶葉綠體葉綠體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體 有光無光均可、酶有光無光均可、酶無機物無機物 有機物有機物有機物有機物 無機物無機物 ATP中活中活 躍化學(xué)能躍化學(xué)能光能光能糖類等有

9、機物糖類等有機物中穩(wěn)定化學(xué)能中穩(wěn)定化學(xué)能有機物穩(wěn)有機物穩(wěn)定的化學(xué)定的化學(xué)能能 ATP中活中活 躍化學(xué)能、躍化學(xué)能、熱能熱能合成有機物，儲存能量合成有機物，儲存能量分解有機物，釋放能量分解有機物，釋放能量1. 物質(zhì)：物質(zhì)：光合作用為呼吸作用提供物質(zhì)（有機物、光合作用為呼吸作用提供物質(zhì)（有機物、O2）；）；呼吸作用為光合作用提供原料（呼吸作用為光合作用提供原料（CO2）2. 能量：能量：合成代謝合成代謝分解代謝分解代謝合成合成分解分解某班學(xué)生以新鮮菠菜葉為材料進行葉綠體中色素的提取和分離的實驗時，由于各組操作不同，出現(xiàn)了如圖所示的四種不同的層析結(jié)果。下列分析最不合理的是A甲可能誤用蒸餾水做提取液和

10、層析液B乙可能是因為研磨時未加入SiO2C丙是正確操作得到的理想結(jié)果D丁可能是因為研磨時未加入CaCO32022-4-27如圖是某植物葉肉細(xì)胞中光合作用和細(xì)胞呼吸的物質(zhì)變化示意圖，其中為生理過程，ah為物質(zhì)名稱，請據(jù)圖回答： （1）圖中物質(zhì)b和g分別是_和_（2）過程、發(fā)生的場所依次是_和_（3）上述過程中，能夠產(chǎn)生ATP的過程是_，必須有氧氣參與進行的是_（4）較強光照下，過程中d的移動方向是_（5）假如白天突然中斷CO2的供應(yīng)，則在短時間內(nèi)f量的變化是_（增加、減少或不變），植物合成糖類等有機物的量變化是_（增加、減少或不變）；假如該植物從光照條件下移到黑暗處，h量的變化是_（增加、減少或

11、不變） 2022-4-27化能合成作用化能合成作用 綠色植物以光能為能源來合成有機物，綠色植物以光能為能源來合成有機物，是自養(yǎng)生物。是自養(yǎng)生物。 少數(shù)細(xì)菌利用無機物氧化釋放出來的少數(shù)細(xì)菌利用無機物氧化釋放出來的 能量來制作有機物，這種合成作用叫做能量來制作有機物，這種合成作用叫做化化能合成作用能合成作用。 如如硝化細(xì)菌硝化細(xì)菌能將氨氧化成亞硝酸再氧化能將氨氧化成亞硝酸再氧化成硝酸，利用此反應(yīng)中釋放的化學(xué)能將二成硝酸，利用此反應(yīng)中釋放的化學(xué)能將二氧化碳和水合成為糖類，也是一直自養(yǎng)型氧化碳和水合成為糖類，也是一直自養(yǎng)型生物生物影響光合作用的因素 光合速率：光合作用的強度，又稱為光合光合速率：光合作

12、用的強度，又稱為光合速率。速率。 光合作用速率可以用光合作用速率可以用一定量的植物在單位一定量的植物在單位時間內(nèi)進行光合作用時間內(nèi)進行光合作用釋放釋放O2或或吸收吸收CO2的的量量或或有機物的產(chǎn)生量有機物的產(chǎn)生量來表示來表示。 影響光合作用的因素：影響光合作用的因素： 內(nèi)在因素：植物體自身生長發(fā)育的不同階內(nèi)在因素：植物體自身生長發(fā)育的不同階段、生長狀態(tài)，葉齡等。段、生長狀態(tài)，葉齡等。 外在因素：光照強度、外在因素：光照強度、CO2濃度、溫度、其濃度、溫度、其他方面（如水、礦質(zhì)元素）等。他方面（如水、礦質(zhì)元素）等。測定光合作用速率的裝置總光合作用總光合作用 = = 凈光合作用凈光合作用 + +

13、呼吸作用呼吸作用 （表觀光合作用）（表觀光合作用）O2O2的釋放量的釋放量CO2CO2的吸收量的吸收量有機物的積累量有機物的積累量（真正光合作用）（真正光合作用）O2O2的產(chǎn)生量的產(chǎn)生量CO2CO2的固定量的固定量有機物的產(chǎn)生量有機物的產(chǎn)生量光合作用與呼吸作用的物質(zhì)聯(lián)系光合作用與呼吸作用的物質(zhì)聯(lián)系=+呼吸作用消耗的呼吸作用消耗的O2呼吸作用產(chǎn)生的呼吸作用產(chǎn)生的CO2呼吸作用消耗的有機物呼吸作用消耗的有機物 B：光補償點：光補償點：光合作用和呼吸作用達(dá)到平衡時的光照：光合作用和呼吸作用達(dá)到平衡時的光照強度，或者光合作用吸收的強度，或者光合作用吸收的CO2量等于呼吸作用釋放量等于呼吸作用釋放CO2

14、的量的量C：光飽和點：光合速率最大時的光照強度。：光飽和點：光合速率最大時的光照強度。A點：光照強度為零，只有呼吸作用點：光照強度為零，只有呼吸作用光光照照強強度度現(xiàn)采用如圖所示方法測定植物葉片光合作用強度，將對稱葉片的現(xiàn)采用如圖所示方法測定植物葉片光合作用強度，將對稱葉片的一半遮光一半遮光(A)，另一半不遮光，另一半不遮光(B)，并采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄗ柚梗⒉捎眠m當(dāng)?shù)姆椒ㄗ柚笰、B間物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)移。在適宜光照和溫度下照射一段時間，在間物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)移。在適宜光照和溫度下照射一段時間，在A、B中截取對應(yīng)部分相等面積的葉片，烘干稱重，分別記作中截取對應(yīng)部分相等面積的葉片，烘干稱重，分別記作m1和和

15、m2，單位，單位mg/(dm2h) 。下列說法正確的是。下列說法正確的是() Am2表示被截取的部分在光照時間內(nèi)凈光合作用的大小表示被截取的部分在光照時間內(nèi)凈光合作用的大小Bm1表示被截取的部分在光照時間內(nèi)呼吸作用的大小表示被截取的部分在光照時間內(nèi)呼吸作用的大小C該方法在未測出呼吸作用強度的條件下，能測出實際光合作該方法在未測出呼吸作用強度的條件下，能測出實際光合作用的強度用的強度D(m2m1)表示表示B葉片被截取的部分在光照時間內(nèi)有機物的積葉片被截取的部分在光照時間內(nèi)有機物的積累量累量 如圖表示某植物在不同光照強度下，單位時間內(nèi)CO2釋放量和O2產(chǎn)生總量的相對變化對植物生理過程分析正確的是（

16、）A光照強度為a時，光合作用強度不為零B光照強度為b時，光合作用與呼吸作用強度相等C光照強度為c時，光合作用強度是呼吸作用強度兩倍D光照強度為d時，光合作用從環(huán)境中吸收2單位CO2量量 陽生植物的光補償點和光飽和點大于陰生植物的光補償陽生植物的光補償點和光飽和點大于陰生植物的光補償點和光飽和點。點和光飽和點。應(yīng)用應(yīng)用（1 1）間作、套作間作、套作：巧妙搭配各種農(nóng)作物，從時間和：巧妙搭配各種農(nóng)作物，從時間和空間上更好的利用光照?？臻g上更好的利用光照。（2 2）通過）通過合理密植合理密植, ,增加光合作用面積。增加光合作用面積。（3 3）夏天正午農(nóng)作物遮陰夏天正午農(nóng)作物遮陰，阻止氣孔關(guān)閉，有利于，

17、阻止氣孔關(guān)閉，有利于提高光合作用強度。提高光合作用強度。2 2、 COCO2 2濃度濃度光光合合作作用用的的強強度度CO2濃度濃度ABC植物能夠進行光合作用積累有機物質(zhì)的最低植物能夠進行光合作用積累有機物質(zhì)的最低CO2濃度稱為濃度稱為CO2補償點補償點，例如圖中的例如圖中的A點。點。在一定范圍內(nèi)，隨著在一定范圍內(nèi)，隨著CO2濃度的增加，光合作用強度也增加，如圖濃度的增加，光合作用強度也增加，如圖中中A、B之間范圍內(nèi)。之間范圍內(nèi)。當(dāng)當(dāng)CO2濃度繼續(xù)增加時，光合作用強度不再增加或增加很少，此時濃度繼續(xù)增加時，光合作用強度不再增加或增加很少，此時的的CO2濃度稱為濃度稱為CO2的飽和點的飽和點，如圖

18、中的，如圖中的B點。點。如果如果CO2濃度繼續(xù)升高，光合作用不但不會增加，反而下降，甚至濃度繼續(xù)升高，光合作用不但不會增加，反而下降，甚至引起植物引起植物CO2中毒，影響植物正常的生長發(fā)育。例如圖中中毒，影響植物正常的生長發(fā)育。例如圖中B、C之間。之間。0CO2的濃度的濃度光合作用的強度光合作用的強度應(yīng)用應(yīng)用（1 1）農(nóng)田：）農(nóng)田：通風(fēng)透光通風(fēng)透光，有利于充分利用光能，有利于充分利用光能和更多的和更多的CO2CO2。（2 2）溫室：使用）溫室：使用農(nóng)家肥農(nóng)家肥和和CO2CO2發(fā)生器發(fā)生器，提高，提高CO2CO2濃度。濃度。3 3、溫度、溫度應(yīng)用：適時播種；白天提高溫度，晚上降低溫度。例2：例：

19、下圖是夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合例：下圖是夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強度的曲線圖。分析回答：作用強度的曲線圖。分析回答： 1為什么為什么710時的光合作用強度不斷增強？時的光合作用強度不斷增強？2為什么為什么12時左右的光合作用強度明顯減弱？時左右的光合作用強度明顯減弱？ 3為什么為什么1417時的光合作用強度不斷下降？時的光合作用強度不斷下降？1710時的光照不斷增強，所以光合作用強度不斷增強。時的光照不斷增強，所以光合作用強度不斷增強。212時左右的溫度很高，蒸騰作用很強，氣孔關(guān)閉，二氧化碳時左右的溫度很高，蒸騰作用很強，氣孔關(guān)閉，二氧化碳供應(yīng)減少，所以光合作用強度

20、明顯減弱。供應(yīng)減少，所以光合作用強度明顯減弱。31417時的光照不斷減弱，所以光合作用強度不斷減弱。時的光照不斷減弱，所以光合作用強度不斷減弱。4 4、礦質(zhì)元素、礦質(zhì)元素1）氮氮是催化光合作用過程各種酶以及是催化光合作用過程各種酶以及NADP+和和ATP的重要組成成分。的重要組成成分。2）磷磷也是也是NADP+和和ATP的要組成成分，在維持的要組成成分，在維持葉綠體膜的結(jié)構(gòu)和功能上起著重要作用。葉綠體膜的結(jié)構(gòu)和功能上起著重要作用。3）綠色植物通過光合作用合成糖類、以及將糖）綠色植物通過光合作用合成糖類、以及將糖類運輸?shù)綁K根、塊莖和種子等器官，都需要類運輸?shù)綁K根、塊莖和種子等器官，都需要鉀。鉀。

21、4）鎂鎂是葉綠素的重要組成成分，沒有鎂就不能是葉綠素的重要組成成分，沒有鎂就不能合成葉綠素。合成葉綠素。水水在生產(chǎn)上的應(yīng)用在生產(chǎn)上的應(yīng)用對光合作用的影響對光合作用的影響外因外因預(yù)防干旱預(yù)防干旱合理灌溉合理灌溉1.水是光合作用的原料水是光合作用的原料2.水是體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)水是體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)3.水還影響氣孔的開閉水還影響氣孔的開閉,間接影響間接影響CO2進入植物體進入植物體5.5.水水P點時，限制光合速率的因素應(yīng)為點時，限制光合速率的因素應(yīng)為 所表示的因子，所表示的因子，隨其因子的不斷加強，光合速率不斷提高。隨其因子的不斷加強，光合速率不斷提高。橫坐標(biāo)橫坐標(biāo)到到Q點時，點時， 所表示的因素不再是影響光合速率的因子，所表示的因素不再是影響光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取適當(dāng)要想提高光合速率，可采取適當(dāng)提高圖示的其他因子提高圖示的其他因子限制因素：就是瓶頸，阻礙某事物發(fā)展的關(guān)鍵性因素。限制因素：就是瓶頸，阻礙某事物發(fā)展的關(guān)鍵性因素。改變這個因素，反應(yīng)速率改變，就是限制因素，改變它對反應(yīng)速改變這個因素，反應(yīng)速率改變，就是限制因素，改變它對反應(yīng)速率不影響，就不是限制因素率不影響，就不是限制因素橫坐標(biāo)橫坐標(biāo)多變量坐標(biāo)圖分析多變量坐標(biāo)圖分析甲、乙、丙三圖分別表示幾個環(huán)境因素對小麥