生物課件133光合作用

必修一3.3光和光合作用考綱要求光合作用的基本過程Ⅱ影響光合作用速率的環(huán)境因素Ⅱ?qū)嶒灒喝~綠體中色素的提取和分離知識概要：1.實驗：綠葉中的色素的提取和分離2.光合作用：光合作用的探究歷程光合作用的過程光合作用的影響因素和應(yīng)用3.化能合成作用專題攻克1:光合作用中的曲線分析專題攻克2:呼吸速率和光合速率的綜合題型專題攻克3:探究光照強弱對光合作用強度的影響捕獲光能的色素實驗：綠葉中色素的提取和分離實驗原理：1.提?。喝~綠體中的色素都能溶解于有機溶劑中，如無水乙醇、丙酮等。所以可以用無水乙醇提取葉綠體中的色素。2.分離：各種色素在層析液中的溶解度不同。溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快；反之則慢，因而可用紙層析法進(jìn)行分離。實驗程序研磨充分防止研磨過程中色素被破壞提取色素迅速、充分的研磨？防止層析液在濾紙條邊緣擴散太快要求：細(xì)、直、齊防止溶劑揮發(fā)和色素分子被氧化積累更多的色素，使分離的色素帶清晰原理：葉綠素分子中有一個鎂原子，當(dāng)細(xì)胞破裂時，細(xì)胞內(nèi)的有機酸中的氫離子可以取代鎂原子而成為褐色的去鎂葉綠素。加入碳酸鈣可以中和有機酸中的氫離子，以防止去鎂反應(yīng)的發(fā)生，防止葉綠素被破壞。實驗程序—濾紙條上出現(xiàn)四條寬度、顏色不同的色素帶

紙

層析

整理、洗手

防止色素直接溶解在層析液中得不到色素帶寬度：含量距底端的距離：溶解度防止層析液揮發(fā)綠葉中色素的提取和分離胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b含量（色素帶寬）：葉綠素a＞葉綠素b＞葉黃素＞胡蘿卜素溶解度（位置）：胡蘿卜素＞葉黃素＞葉綠素a＞葉綠素b綠葉中色素的提取和分離層析液胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b葉綠素(約占3∕4）類胡蘿卜素

(約占1∕4）葉綠素a（藍(lán)綠色）葉綠素b（黃綠色）葉黃素（黃色）胡蘿卜素（橙黃色）色素捕獲光能的色素—色素種類040045050055060065070050100類胡蘿卜素葉綠素b葉綠素a波長/nm吸收藍(lán)紫光和紅光吸收藍(lán)紫光綠葉中色素的吸收光譜可見光可見光葉綠體的結(jié)構(gòu)和色素的分布吸收光能的色素就分布在類囊體的薄膜上。色素的作用：吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能。只有少數(shù)特殊狀態(tài)的葉綠素a能夠轉(zhuǎn)化光能。影響葉綠素合成的因素光照溫度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。溫度可影響與葉綠素合成有關(guān)的酶的活性。低溫時，葉綠素分子易被破壞。葉綠素含N、Mg。Fe是葉綠素合成過程中的某些酶的輔助成分。必需元素捕獲光能的色素—色素種類葉綠素的分子式實驗：綠葉中色素的提取和分離1.提取色素的原理？分離色素的原理？方法叫做？2.研磨時向研缽中加入了哪些物質(zhì)？作用分別是？3.層析操作時要注意什么？原因是？4.濾紙條上有幾條不同顏色的色素帶？其顏色如何？排序如何？寬窄如何?排序和寬窄代表的含義?5.濾液顏色淺的原因有？6.葉綠體中的色素吸收什么顏色的光？是否吸收紫外線和紅外線？7.葉綠體中色素的分布？作用？小練習(xí)1.下列實驗方法錯誤的是

A．用紙層析法提取葉綠體中的色素

B．用同位素標(biāo)記法觀察分泌蛋白的合成和運輸

C．用差速離心法分離各種細(xì)胞器

D．用熒光染料標(biāo)記細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)分子觀察小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合，證明了細(xì)胞膜具有流動性A光合作用的探究歷程五年后把一株2.5千克重的柳樹苗種在有防塵裝置的木桶中，桶內(nèi)盛有稱過重量的土壤，每天澆灌純凈的雨水。柳樹增加了82千克，而土壤只減少了100克。實驗一：1648年，比利時的科學(xué)家海爾蒙特的柳樹增重實驗植物建造自身的原料是土壤中的水分。推論：自身對照實驗二：1771年，英國科學(xué)家普里斯特利實驗光合作用的探究歷程結(jié)論：植物可以更新空氣。實驗三：1779年，荷蘭科學(xué)家英格豪斯的實驗結(jié)論：光照及綠葉都存在植物才能更新污濁的空氣。光合作用的探究歷程4.1880年恩格爾曼的實驗暗處、無空氣、極細(xì)光照射好氧細(xì)菌集中在葉綠體被光束照射到的部位無空氣、裝片暴露于光下好氧細(xì)菌分布在葉綠體所有受光部位問題該實驗設(shè)計有哪些巧妙之處？有沒有對照？結(jié)論？1.選材結(jié)論：

氧氣是由葉綠體釋放出來的。葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所。2.加入好氧性細(xì)菌，觀察氧氣產(chǎn)生的部位3.設(shè)置了光照和黑暗，有無葉綠體的對照自身對照拓展：課本P100基礎(chǔ)題3碘液5.1845年梅耶的實驗植物把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來6.1864年薩克斯的實驗酒精脫色。原因？光合作用的產(chǎn)物有淀粉1.實驗前綠色葉片放在暗處數(shù)小時“饑餓”處理的目的是？3.實驗結(jié)論是？2.為何用酒精脫色？實驗中有無對照？7.1939年魯賓和卡門的實驗光合作用釋放的氧氣來自于水。該實驗采取了什么技術(shù)手段？（P102）同位素標(biāo)記法結(jié)論：思考：該實驗有無對照？相互對照8.卡爾文實驗14CO2光合作用合成的有機物中碳來自CO2結(jié)論：(14CH2O)卡爾文循環(huán)

同位素標(biāo)記法還有哪些研究中用了同位素標(biāo)記法？年代科學(xué)家結(jié)論1771普利斯特利1779英格豪斯1845R.梅耶1864薩克斯1880恩格爾曼1939魯賓卡門20世紀(jì)40代卡爾文

光合作用的原料、產(chǎn)物、場所和條件是什么？請用一個反應(yīng)式表示出來。光合作用的探究歷程（瀏覽教材P101-P102）植物可以更新空氣只有在光照下植物可以更新空氣植物在光合作用時把光能轉(zhuǎn)變成了化學(xué)能儲存起來綠色葉片光合作用產(chǎn)生淀粉氧由葉綠體釋放出來。葉綠體是光合作用的場所光合作用釋放的氧來自水。光合產(chǎn)物中有機物的碳來自CO2

光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。（P101）光合作用的概念光合作用的反應(yīng)式葉綠體CO2+H2O光能（CH2O）+O2**ATP[H]CO2O2光合作用過程葉綠體中的色素供氫酶供能還原多種酶參加催化（CH2O）ADP+Pi酶ATP2C3C5固定CO2H2OO2水在光下分解[H]光反應(yīng)過程暗反應(yīng)過程光能？來源？來源作用？各元素的去向？葉綠體類囊體薄膜上葉綠體基質(zhì)中二氧化碳?xì)怏w從氣孔進(jìn)入植物體。光反應(yīng)暗反應(yīng)區(qū)別部位條件物質(zhì)變化能量變化聯(lián)系類囊體膜上

葉綠體內(nèi)基質(zhì)光、色素和酶

酶

光能→ATP中活躍的化學(xué)能ATP活躍化學(xué)能→有機物穩(wěn)定化學(xué)能2.暗反應(yīng)生產(chǎn)的ADP和Pi為光反應(yīng)形成ATP提供原料。1.光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和ATP。①水的光解2H2O4[H]+O2光②ATP合成ADP+Pi+能量ATP酶①CO2固定②C3還原外界單一條件改變，物質(zhì)變化分析光合作用中的物質(zhì)變化從直接影響的生理過程逐漸推測小練習(xí)4.在一只密閉的透明鐘罩內(nèi)放置一盆生長旺盛的植物，同時在鐘罩內(nèi)放一小杯氫氧化鈉溶液，將鐘罩放置到適宜的光照下，一段時間后，植物葉綠體中將增多的物質(zhì)是（

）A．ATP、C5和[H]B．ATP、（CH2O）和

[H]C．ADP、P和（CH2O）

D．C3、C5和（CH2O）A5、圖1表示光合作用部分過程圖解，圖2表示改變光照后，與光合作用有關(guān)的五碳化合物和三碳化合物在細(xì)胞內(nèi)的變化曲線。根據(jù)圖回答：圖1圖2圖1表示光合作用部分過程圖解，圖2表示改變光照后，與光合作用有關(guān)的五碳化合物和三碳化合物在細(xì)胞內(nèi)的變化曲線。根據(jù)圖回答：圖1圖2農(nóng)業(yè)上增加產(chǎn)量的措施CO2

＋H2O葉綠體光能（CH2O）＋O2（1）延長光合作用的時間：間作套種（2）增加光合作用的面積：合理密植光光照強度，光照時間，光合面積，光質(zhì)溫度農(nóng)業(yè)上增加產(chǎn)量的措施（3）適時播種（4）溫室白天適當(dāng)提高溫度，晚上適當(dāng)降溫。CO2

（5）施用有機肥（6）溫室栽培時，適當(dāng)提高CO2濃度。水（7）預(yù)防干旱、及時灌溉無機鹽（8）合理施肥(9)輪作適時播種溫室大棚中，白天調(diào)到光合作用的最適溫度，晚上適當(dāng)降低溫度。影響植物光合作用強度的因素及應(yīng)用1、內(nèi)部因素2、外界環(huán)境因素1）光照2）溫度3）二氧化碳濃度4）水分5）礦質(zhì)元素延長光合時間增加光照面積控制光照強度光質(zhì)溫室大棚使用無色透明玻璃間作套種合理密植施用有機肥、合理密植、及時通風(fēng)；大棚中適當(dāng)提高CO2濃度。合理施肥、中耕松土、輪作。合理灌溉影響植物光合作用的因素及應(yīng)用一、內(nèi)部因素同一植物的不同生長發(fā)育階段同一葉片的不同生長發(fā)育階段OA：葉面積↑，葉綠體↑BC：葉綠素被破壞影響植物光合作用的因素及應(yīng)用二、外部環(huán)境因素溫度：溫度主要是通過影響與光合作用有關(guān)酶的活性而影響光合作用速率。曲線分析：

請描述曲線的變化。.曲線分析專題攻克2:光合速率和呼吸速率的綜合題型B點：呼吸速率等于光合速率。此時的光照強度稱為光補償點。

此時開始積累有機物。凈光合速率真正光合速率ABC真正光合速率＝凈(表觀)光合速率+呼吸速率呼吸速率CO2吸收量光照強度CO2釋放量光補償點光飽和點植物在黑暗中呼吸作用放出的CO2量凈光合速率﹥0，植物積累有機物而生長凈光合速率﹦0，植物不積累有機物，不生長凈光合速率﹤0，植物不斷消耗有機物，長時間將死亡。陰生植物陽生植物陰生植物的光飽和點和光補償點都較陽生植物低1.光照強度專題攻克1:光合作用中的曲線分析2.CO2濃度專題攻克1:光合作用中的曲線分析

CO2補償點

CO2飽和點在一定條件下，CO2補償點越低，越有利于吸收CO2合成有機物；CO2飽和點越高，說用CO2的利用越多，光合產(chǎn)量越高。CO2濃度過高，促使氣孔迅速關(guān)閉，導(dǎo)致光和速率下降。A′點，進(jìn)行光合作用的最低CO2濃度。多因子變量對光合作用影響的曲線分析

P點前限制光合速率的因素應(yīng)為Q點時限制光合速率的因素應(yīng)為光合作用與呼吸作用的區(qū)別光合作用呼吸作用代謝類型能量變化部位條件實質(zhì)聯(lián)系合成作用分解作用光能→化學(xué)能化學(xué)能→ATP和熱能葉綠體線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)只在光下進(jìn)行時刻進(jìn)行合成有機物,儲存能量分解有機物釋放能量光合作用為呼吸作用提供氧氣和葡萄糖;呼吸作用為光合作用提供CO2和H2O硝化細(xì)菌：

CO2+2H2O——→（CH2O）+O2+

H2O酶2NH3+3O2

———→2HNO2+2H2O+能量亞硝酸細(xì)菌2HNO2+O2

——→2HNO3+能量硝酸細(xì)菌概念：利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物的合成作用.化能合成作用舉例：硝化細(xì)菌、鐵細(xì)菌、硫細(xì)菌（自養(yǎng)生物）1．光合作用和細(xì)胞呼吸關(guān)系圖解專題攻克2:光合速率和呼吸速率的綜合題型2．光合作用與細(xì)胞呼吸過程中物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系專題攻克2:光合速率和呼吸速率的綜合題型真正光合速率（表觀）凈光合速率呼吸速率3.真正光合速率、凈光合速率與呼吸速率的常用表示方法（如下表）單位時間內(nèi)O2產(chǎn)生量單位時間內(nèi)CO2消耗量或固定量單位時間有機物產(chǎn)生（制造、生成）量單位時間內(nèi)O2釋放量單位時間內(nèi)CO2吸收量單位時間內(nèi)有機物積累量黑暗中單位時間內(nèi)O2吸收量黑暗中單位時間內(nèi)CO2釋放量單位時間有機物消耗量專題攻克2:光合速率和呼吸速率的綜合題型4、測量指標(biāo)實測CO2吸收量＝光合作用CO2吸收量－呼吸作用CO2釋放量實測O2釋放量＝光合作用O2釋放量－呼吸作用O2消耗量植物有機物積累量＝光合作用制造有機物量－呼吸作用消耗有機物量專題攻克2:光合速率和呼吸速率的綜合題型5.不同光照條件下光合作用和呼吸作用的關(guān)系①強光照射:光合作用速率﹥細(xì)胞呼吸速率。O2去向——線粒體和釋放到葉片外。CO2來源——線粒體產(chǎn)生和外界吸收。②中等強度光照射:光合作用速率=細(xì)胞呼吸速率。③弱光光照:光合作用速率<細(xì)胞呼吸速率。④黑暗條件:只進(jìn)行呼吸作用以測定的CO2吸收量與釋放量為指標(biāo)，研究溫度對某綠色植物光合作用與細(xì)胞呼吸的影響，結(jié)果如圖所示。下列分析正確的是A．光照相同時間，35℃時光合作用制造的有機物的量與30℃時相等B．光照相同時間，在20℃條件下植物積累的有機物的量最多C．溫度高于25℃時，光合作用制造的有機物的量開始減少D．兩曲線的交點表示光合作用制造的與細(xì)胞呼吸消耗的有機物的量相等真正光合速率是兩條曲線之和虛線表示凈光合作用速率，實線表示呼吸速率曲線分析：A光合作用和呼吸作用強度相等時不吸收二氧化碳

7、密閉環(huán)境中一晝夜CO2、O2含量變化過程分析

綠色植物24h內(nèi)有機物的“制造”、“消耗”與積累(1)典型圖示在相對密閉的環(huán)境中，一晝夜CO2含量的變化曲線圖和O2含量的變化曲線圖的比較項目一晝夜CO2含量的變化曲線圖(小室中CO2變化狀況)一晝夜O2含量的變化曲線圖(小室中O2變化狀況)圖示專題攻克3:光合作用、細(xì)胞呼吸的測定方法細(xì)胞呼吸狀況的實驗測定呼吸作用消耗的氧氣量只有氧呼吸——裝置1左移，2不動校正裝置1和裝置2中由于物理因素而引起的容積的變化如果將裝置中的發(fā)芽種子換成綠色植物，該實驗應(yīng)該在什么條件下進(jìn)行？若消耗的底物為糖類同時進(jìn)行——裝置1左移，2右移只無氧呼吸——裝置1不動，2右移裝置1、2均左移，呼吸底物可能有脂質(zhì)專題攻克3:光合作用、細(xì)胞呼吸的測定方法表觀（凈）光合速率的測定方法維持容器內(nèi)CO2濃度的恒定。

單位時間內(nèi)水滴右移的體積即是光合速率（凈光合速率）裝置需要放置在光下專題攻克3:探究光照強弱對光合作用強度的影響1.自變量如何設(shè)置？2.因變量如何來檢測？觀察相同時間葉片浮起來的數(shù)量設(shè)置強、中、弱三種光照。教材P105

排除葉片內(nèi)的氣體3.無關(guān)變量有哪些？富含CO2的水（等量等濃度的NaHCO2溶液）專題攻克3:探究實驗一、解答實驗試題時，一般的實驗思路是：1.明確實驗?zāi)康?.理解實驗原理3.選擇實驗材料4.設(shè)計實驗步驟5.觀察、記錄實驗結(jié)果6.分析實驗結(jié)果，得出結(jié)論二、除了要掌握解答實驗題目的一般思路外，還要注意以下幾點：1.關(guān)于光合作用的實驗，往往圍繞驗證或者探究光合作用的場所、條件、原料和產(chǎn)物等幾個方面；關(guān)于細(xì)胞呼吸的實驗，往往是探究呼吸作用的方式以及影響因素等。2.科學(xué)選擇材料和試劑尤為重要。如NaHCO3、NaOH、碘液、遮光裝置、日光燈等，尤其是NaHCO3,它能緩沖裝置中的CO2濃度，是探究光照強度、溫度等影響光合作用必備的試劑。3.實驗步驟的設(shè)計要注意遵守兩個原則：對照原則和單一變量原則。另外，還要掌握一些常用的處理方法，如暗處理、對葉片進(jìn)行脫色處理、遮光處理等等。4.在補充實驗步驟的時候一定要多關(guān)注給出的步驟中的材料和用具的使用情況，統(tǒng)計并思考剩余的材料和用具的作用，再結(jié)合實驗?zāi)康暮驮?，就能水到渠成地補充完善實驗步驟。如何控制自變量？光照強度CO2濃度溫度如何檢測因變量的變化？光合作用速率（光合作用強度）單位時間內(nèi)吸收的CO2的量或O2的釋放量專題攻克3:探究實驗?zāi)硨嶒炐〗M用小球藻進(jìn)行實驗，探究影響光合速率的因素．他們將一定量的小球藻浸入適宜且相同溫度的培養(yǎng)液的試管中，以白熾燈作為光源．移動臺燈可改變光源與試管的距離；CO2濃度分別設(shè)置為0.03%和0.05%，根據(jù)實驗結(jié)果繪制成曲線1、曲線2（如圖所示）．請分析回答下列問題：

解析（1）橫坐標(biāo)表示臺燈與試管的距離，距離越遠(yuǎn)則光照強度越弱。AC段和BD段的光合速率與該距離無關(guān)，所以該段上的任何一點的光合速率的限制因素都是光照強度以外的限制因素CO2濃度。EF段兩條曲線重合，說明CO2濃度不再是光合作用的限制因素（兩組實驗的CO2濃度不同）。（1）比較C、D兩點的光合速率，可見限制D點光合速率的主要因素是

。EF段

不再成為光合速率的主要限制因素，若C處突然關(guān)閉臺燈，葉綠體中C3含量將如何變化？

。CO2濃度CO2濃度增加解析（1）F點的含義容易誤答為不進(jìn)行光合作用。缺鎂培養(yǎng)液培養(yǎng)的小球藻因缺乏葉綠素，則在相同光照下的光合速率變小，而呼吸速率不受影響，所以其他條件不變時，F(xiàn)點應(yīng)向左移（即需要更強的光照）。（2）F點的含義是_______

______________________。若用缺鎂培養(yǎng)液培養(yǎng)小球藻，其他條件不變，F(xiàn)點應(yīng)向________移。

此時小球藻光合速率等于呼吸速率左（3）該小組又做了探究小球藻最適生長溫度的預(yù)實驗，實驗結(jié)果見下表：溫度（℃）1020304050光照下釋放O2（mg/h）9.6714.6719.6721.6719.33請根據(jù)預(yù)實驗結(jié)果，設(shè)計進(jìn)一步的探究實驗：材料用具：小球藻若干、大試管若干、含CO2緩沖液的培養(yǎng)液、水浴鍋（控制溫度）、量筒等。該實驗應(yīng)控制好的兩個主要無關(guān)變量是：①_______________________________________；②__________________。相同光照時間和距離（或相同的光照強度）小球藻的數(shù)量相同實驗步驟：第一步：

。第二步：分組控制溫度，

（溫度梯度差為1℃）。第三步：光照6h后測定O2的釋放量。第一步：取5支試管分別加入等量的含有足量CO2緩沖液的培養(yǎng)液和數(shù)量相同的小球藻，分別編號為1～5號第二步：將試管分別放入5個水浴鍋中。設(shè)置其溫度依次為38℃、39℃、40℃、41℃、42℃（08寧夏卷）將長勢相同、數(shù)量相等的甲、乙兩個品種的大豆幼苗分別置于兩個相同的密閉透明玻璃罩內(nèi)，在光照、溫度等相同且適宜的條件下培養(yǎng)，定時測定玻璃罩內(nèi)的CO2含量，結(jié)果如圖。據(jù)圖回答：（1）0—25min期間，影響甲品種大豆幼苗光合作用強度的主要因素是________含量。（2）乙植株比甲植株固定CO2的能力________。（3）0--15min期間植株釋放O2速率的變化趨勢是__________。（4）30—45min期間兩個玻璃罩內(nèi)CO2含量相對穩(wěn)定的原因是__________________________。CO2強減慢

呼吸速率與光合速率相等

觀賞植物蝴蝶