光合作用(1)課件

影響葉綠素合成的因素（1）光照光是影響葉綠素合成的主要條件，一般植物在黑暗中不能合成葉綠素，因而葉片發(fā)黃（2）溫度溫度可影響與葉綠素合成有關(guān)的酶活性，進(jìn)而影響葉綠素的合成，低溫時(shí)葉綠素分子易被破壞，而類胡蘿卜素分子較為穩(wěn)定，使葉子變黃（3）必需元素葉綠素中還有N，Mg等必需元素，缺乏N，Mg將會(huì)導(dǎo)致葉綠素?zé)o法合成，葉變黃(1)(2)拓展注意色素與葉片顏色正常綠色葉色變黃葉色變紅正常葉片的葉綠素和類胡蘿卜素的比列為3：1，且對(duì)綠光吸收最少，所以正常葉片總是呈現(xiàn)綠色寒冷時(shí)，葉綠素分子易被破壞，類胡蘿卜素較穩(wěn)定，葉片顯示出類胡蘿卜素的顏色而變黃秋天降溫時(shí)，植物體為了適應(yīng)寒冷環(huán)境，體內(nèi)積累了較多的可溶性糖，有利于形成紅色的花青素，而葉綠素因寒冷逐漸降解，葉片呈現(xiàn)紅色葉綠體基質(zhì)結(jié)構(gòu)外膜內(nèi)膜基粒（片層薄膜——類囊體）酶色素（含有DNA,RNA，核糖體）二實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)?？家族e(cuò)點(diǎn)薩克斯實(shí)驗(yàn)黑暗處理的目的：消耗掉葉片中原有的淀粉。曝光與遮光形成對(duì)照，檢測(cè)試劑為碘蒸氣檢測(cè)前用酒精水浴加熱處理，目的是溶解色素魯賓卡門用的實(shí)驗(yàn)方法為同位素標(biāo)記法2.上述實(shí)驗(yàn)中對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)置（1）薩克斯：自身對(duì)照，自變量為是否照光（一半曝光與另一半遮光），因變量為葉片是否制造出淀粉（2）魯賓和卡門：相互對(duì)照自變量為標(biāo)記物質(zhì)（H2O與CO2,因變量為O2的放射性）三四42或五六七消耗1同一時(shí)間內(nèi)，光合作用強(qiáng)度=細(xì)胞呼吸強(qiáng)度時(shí)所對(duì)應(yīng)的光照，稱為光補(bǔ)償點(diǎn)同一時(shí)間內(nèi)，呼吸作用強(qiáng)度達(dá)到最大時(shí)這時(shí)所對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度曲線如紅線所示③應(yīng)用：大棚內(nèi)適當(dāng)補(bǔ)充光照；延長(zhǎng)光照時(shí)間；通過輪作延長(zhǎng)全年內(nèi)單位土地面積上植物光合作用的時(shí)間?！靖呖季尽抗夂献饔脧?qiáng)度影響因素中的兩個(gè)易忽略點(diǎn)(1)易忽略溫度改變對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響。溫度改變時(shí)，不管是光反應(yīng)還是暗反應(yīng)均會(huì)受影響，但主要影響暗反應(yīng)，因?yàn)閰⑴c暗反應(yīng)的酶的種類和數(shù)量都比參與光反應(yīng)的多。(2)易忽略CO2濃度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響。CO2濃度很低時(shí)，光合作用不能進(jìn)行；當(dāng)CO2濃度大于某值時(shí)，光合作用才能進(jìn)行。對(duì)于植物來說，也存在CO2的補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)，CO2濃度過大時(shí)，會(huì)抑制植物的細(xì)胞呼吸，進(jìn)而影響到光合作用強(qiáng)度。八--化能合成作用九細(xì)胞呼吸與光合作用的關(guān)系1.光合作用和細(xì)胞呼吸關(guān)系圖解2.光合作用與有氧呼吸的區(qū)別：3.光合作用與有氧呼吸的聯(lián)系：(1)物質(zhì)方面：(2)能量方面：.(過程示意圖)如圖是植物體內(nèi)兩個(gè)有著相互聯(lián)系的生理過程，有關(guān)敘述正確的是(多選)(

)A.甲、乙過程分別發(fā)生在植物細(xì)胞的葉綠體和線粒體中B.乙過程也能產(chǎn)生[H]，與甲過程中產(chǎn)生的[H]不相同C.乙過程產(chǎn)生的CO2、H2O可用于甲過程，促進(jìn)(CH2O)

的生成D.兩過程產(chǎn)生的ATP利用途徑相同解析甲過程為光合作用，發(fā)生在植物細(xì)胞的葉綠體中，乙過程為有氧呼吸，場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。甲過程中產(chǎn)生的[H](NADPH)與乙過程中產(chǎn)生的[H](NADH)并不相同。有氧呼吸產(chǎn)生的CO2、H2O可用于光合作用。光合作用過程中產(chǎn)生的ATP用于暗反應(yīng)，有氧呼吸過程中產(chǎn)生的ATP用于各種生命活動(dòng)。答案

BC4.光合作用與細(xì)胞呼吸過程中[H]和ATP的來源和去向歸納H2O光解產(chǎn)生有氧呼吸第一、二階段還原C3用于第三階段還原O2光反應(yīng)階段產(chǎn)生三個(gè)階段都產(chǎn)生用于C3還原供能用于各項(xiàng)生命活動(dòng)(植物C3的還原除外)十光合速率與呼吸速率消耗光合作用積累量呼吸速率：將植物置于黑暗中，實(shí)驗(yàn)容器中CO2增加量、O2減少量或有機(jī)物減少量都可表示呼吸速率。有機(jī)物積累量的表示方法：一晝夜有機(jī)物的積累量(用CO2的量表示)可用式子表示為：積累量＝白天從外界吸收的CO2量－晚上呼吸釋放的CO2量。

在光下，植物凈光合速率與實(shí)際光合速率的計(jì)算：①植物黑暗條件下的耗O2量即為植物的呼吸強(qiáng)度。②光合作用(實(shí)際)產(chǎn)O2量=實(shí)測(cè)的O2釋放量+呼吸耗O2量。③光合作用CO2消耗量=實(shí)測(cè)的CO2消耗量+呼吸CO2釋放量。④光合作用葡萄糖凈生產(chǎn)量=光合作用(實(shí)際)葡萄糖生產(chǎn)量-呼吸葡萄糖消耗量。【高考警示】實(shí)際光合強(qiáng)度≠凈光合強(qiáng)度(1)用單位時(shí)間內(nèi)植物光合作用從周圍空氣中吸收CO2的量或單位時(shí)間內(nèi)光合作用放出O2的量來測(cè)定光合作用的強(qiáng)度，所測(cè)數(shù)據(jù)為凈光合強(qiáng)度。即：凈光合強(qiáng)度=實(shí)際光合強(qiáng)度-呼吸強(qiáng)度。(2)細(xì)胞呼吸無論在有光還是無光條件下一直進(jìn)行，即在進(jìn)行光合作用時(shí)細(xì)胞呼吸也未停止。植物的實(shí)際光合強(qiáng)度的描述語有“有機(jī)物的合成量、O2的生成量、CO2的消耗量”，凈光合強(qiáng)度的常用描述語有“O2的釋放量、CO2的吸收量”等。例1.(表格計(jì)算類)某研究小組從當(dāng)?shù)匾缓慈〉靡煌八畼樱?2L水樣分裝在6只玻璃瓶?jī)?nèi)，并用剩余的水樣測(cè)得最初溶氧量為10mg/L。將裝有水樣的6只玻璃瓶分別置于不同光照強(qiáng)度下，24h后測(cè)得各瓶中的溶氧量。記錄數(shù)據(jù)如下表(假設(shè)不同光照強(qiáng)度對(duì)水樣生物的呼吸強(qiáng)度不產(chǎn)生影響)。下列敘述正確的是(

)A.1號(hào)瓶中的生物光合作用產(chǎn)生的O2量小于呼吸作用消耗的O2量B.6號(hào)瓶中所有生物呼吸作用消耗的O2量為10mg/(L·24h)C.4號(hào)瓶中生物通過光合作用產(chǎn)生的O2量為20mg/(L·24h)D.光照強(qiáng)度至少為bklx時(shí)，瓶中生物的產(chǎn)氧量可滿足呼吸作

用所需解析表中1號(hào)瓶置于無光照條件下，瓶中生物不能進(jìn)行光合作用，故測(cè)定的數(shù)據(jù)可表示該瓶生物在24h內(nèi)呼吸后剩余的O2量，即其呼吸作用消耗O2的速率(呼吸強(qiáng)度)為10－4＝6[mg/(L·24h)]；由于假設(shè)不同光照強(qiáng)度對(duì)水樣生物的呼吸強(qiáng)度不產(chǎn)生影響，故所有實(shí)驗(yàn)裝置中的生物呼吸強(qiáng)度均為6mg/(L·24h)；4號(hào)瓶中生物實(shí)際光合作用產(chǎn)生的O2量為24＋6－10＝20mg/(L·24h)；同理，2號(hào)瓶中生物總的呼吸作用強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度相等。答案C例2.(過程圖與柱狀坐標(biāo)圖綜合)甲圖是某綠色植物細(xì)胞內(nèi)生命活動(dòng)示意圖，其中1、2、3、4、5表示生理過程，A、B、C、D表示生命活動(dòng)產(chǎn)生的物質(zhì)。乙圖是溫度影響某綠色植物光合作用與呼吸作用的研究結(jié)果。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：解析甲圖是光合作用和呼吸作用的生理過程，1是有氧呼吸第一階段，2是有氧呼吸第二階段，3是有氧呼吸第三階段，4是光反應(yīng)，5是暗反應(yīng)；A是丙酮酸，B是[H]，C是ADP和Pi，D是ATP和[H]。線粒體、葉綠體都是雙層膜細(xì)胞器，CO2從線粒體進(jìn)入葉綠體，穿過4層膜，8層磷脂分子層。(1)甲圖中在生物膜上發(fā)生的生理過程有________(用圖中數(shù)字表示)，A表示________，D表示__________。CO2由2過程產(chǎn)生到5過程利用，至少穿過_____層磷脂分子層。3和4丙酮酸ATP和[H]8解析總光合作用強(qiáng)度＝凈光合作用強(qiáng)度＋呼吸作用強(qiáng)度，最大的總光合作用強(qiáng)度＝3.5＋3.0＝6.5；因?yàn)榘滋旌谝苟际?2小時(shí)，所以最有利于植物生長(zhǎng)的溫度的計(jì)算公式就是：(2)從乙圖中可以看出，光合作用速率最大時(shí)的溫度為________。假設(shè)每天光照12小時(shí)，最有利于植物生長(zhǎng)的溫度是________。分析圖中柱狀圖變化，可看出光合作用和呼吸作用的酶所需要的________不同。(凈光合作用強(qiáng)度－呼吸作用強(qiáng)度)×12，由圖可知20℃時(shí)，(3.25－1.5)×12＝21，差值最大；光合作用的最適溫度為30℃，而呼吸作用強(qiáng)度在35℃最大，所以光合作用和呼吸作用的酶所需要的最適溫度不同。答案30℃

20℃最適溫度3.光合作用或細(xì)胞呼吸強(qiáng)度速率測(cè)定方法的歸類(1)液滴移動(dòng)法測(cè)凈光合速率①測(cè)細(xì)胞呼吸速率：NaOH溶液的作用是吸收呼吸作用釋放的CO2，容器內(nèi)因植物細(xì)胞呼吸消耗O2而使氣體壓強(qiáng)減小，毛細(xì)管內(nèi)的水滴左移，單位時(shí)間內(nèi)液滴左移的體積即是有氧呼吸速率。對(duì)照組應(yīng)將所測(cè)生物滅活，其他各項(xiàng)處理應(yīng)與實(shí)驗(yàn)組完全一致。若被測(cè)生物為植物，整個(gè)裝置必須遮光處理。(2)葉圓片上浮法：利用真空滲入法排除葉肉細(xì)胞間隙的空氣，充以水分，使葉片沉于水中。在光合作用過程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中溶解度很小而在細(xì)胞間積累，結(jié)果使原來下沉的葉片上浮。根據(jù)在相同時(shí)間內(nèi)上浮葉片數(shù)目的多少(或者葉片全部上浮所需時(shí)間的長(zhǎng)短)，即能比較光合作用的強(qiáng)弱。②測(cè)凈光合速率：NaHCO3溶液保證了容器內(nèi)CO2濃度的恒定，滿足了綠色植物光合作用的需求。植物光合作用釋放氧氣，使容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，毛細(xì)管內(nèi)的水滴右移，單位時(shí)間內(nèi)液滴右移的體積即是光合速率。(4)黑白瓶法：黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶，只有呼吸作用，而白瓶既能光合作用又能呼吸作用，所以用黑瓶(無光照的一組)測(cè)得的為呼吸作用強(qiáng)度值，用白瓶(有光照的一組)測(cè)得的為表觀光合作用強(qiáng)度值，綜合兩者即可得到真正光合作用強(qiáng)度值。(3)半葉法：將葉片一半遮光，一半曝光，遮光的一半測(cè)得的數(shù)據(jù)變化值代表呼吸作用強(qiáng)度，曝光的一半測(cè)得的數(shù)據(jù)變化值代表表觀光合作用強(qiáng)度值，最后計(jì)算真正光合作用強(qiáng)度值。需要注意的是該種方法在實(shí)驗(yàn)之前需對(duì)葉片進(jìn)行特殊處理，以防止有機(jī)物的運(yùn)輸。(3)條件：整個(gè)裝置必須在光下。動(dòng)態(tài)分析：當(dāng)外界條件變化時(shí)，CO2(光)補(bǔ)償點(diǎn)移動(dòng)規(guī)律：①若呼吸速率增加，CO2(光)補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移，反之應(yīng)左移。②若呼吸速率基本不變，條件的改變使光合速率下降時(shí)，CO2(光)補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移，反之應(yīng)左移。③陰生植物與陽生植物相比，CO2(光)補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)都相應(yīng)向左移動(dòng)。例3.(文字流程圖和柱狀坐標(biāo)圖綜合)如圖表示在不同溫度下，測(cè)定某植物葉片重量變化情況(均考慮為有機(jī)物的重量變化)的操作流程及結(jié)果，據(jù)圖分析回答問題：(1)從圖分析可知，該植物的呼吸速率可表示為______，光合速率可表示為________。在13℃～16℃之間，隨著溫度的升高，呼吸作用強(qiáng)度________(增強(qiáng)、減弱、不變)，實(shí)際光合作用的強(qiáng)度________(增強(qiáng)、減弱、不變)。解析呼吸速率可用單位時(shí)間有機(jī)物的減少量來表示，所以是X。凈光合速率可用單位時(shí)間內(nèi)有機(jī)物的積累量來表示，而總光合速率還要加上呼吸消耗有機(jī)物的量，所以是Y＋2X。在13℃～16℃之間，隨著溫度的升高，呼吸作用強(qiáng)度很明顯在逐漸增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也在逐漸增強(qiáng)。X

Y＋2X增強(qiáng)增強(qiáng)(2)恒定在上述____℃溫度下，維持10小時(shí)光照，10小時(shí)黑暗，該植物葉片增重最多，增重了___mg。解析單位時(shí)間的凈光合作用的積累量是Y＋X,10小時(shí)的積累量是10(Y＋X)，再黑暗10小時(shí)，只有呼吸，消耗的有機(jī)物的量是10X，經(jīng)過10小時(shí)光照，10小時(shí)黑暗，剩余的有機(jī)物的量是10Y，據(jù)此題圖可知在14℃時(shí)，增重最多，增加的量是30mg。1430例4.對(duì)農(nóng)作物光合作用和細(xì)胞呼吸的研究，可以指導(dǎo)我們的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。下面是某研究小組以番茄為材料所做的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答下列問題：(1)將該植物對(duì)稱葉片左側(cè)遮光右側(cè)曝光(如圖甲)，并采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄗ柚箖刹糠种g的物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)移。在適宜光照下照射12小時(shí)后，從兩側(cè)截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為a和b(單位：g)，則b－a所表示的是__________________________________。解析設(shè)實(shí)驗(yàn)開始，兩側(cè)截取同等面積的葉片的干重為X，則12小時(shí)細(xì)胞呼吸消耗的有機(jī)物＝X－a，因此a＝X－12小時(shí)細(xì)胞呼吸消耗的有機(jī)物，b－X＝12小時(shí)細(xì)胞光合作用積累的有機(jī)物，b＝12小時(shí)細(xì)胞光合作用積累的有機(jī)物＋X，因此b－a＝(12小時(shí)細(xì)胞光合作用積累的有機(jī)物＋X)－(X－12小時(shí)細(xì)胞呼吸消耗的有機(jī)物)＝12小時(shí)細(xì)胞光合作用積累的有機(jī)物＋12小時(shí)細(xì)胞呼吸消耗的有機(jī)物