高中生物必修一細(xì)胞代謝光合作用

高中生物必修一細(xì)胞代謝光合作用光合作用的場(chǎng)所－－葉綠體酶基粒－光反應(yīng)基質(zhì)－暗反應(yīng)葉綠素類(lèi)胡蘿卜素葉綠素a（_____色）葉綠素b（_____色）胡蘿卜素（____色）葉黃素（______色）葉綠體中的色素▲光合作用場(chǎng)所一定是葉綠體嗎？第2頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)原理：

1、提取：色素溶于有機(jī)溶劑而不溶于水，可用無(wú)水乙醇等有機(jī)溶劑提取綠葉中的色素。

2、分離：葉綠體中的色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的色素隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，溶解度低的色素隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得慢。選材：鮮嫩、顏色深綠的葉片第3頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天實(shí)驗(yàn)過(guò)程第4頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天—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

第5頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天實(shí)驗(yàn)中化學(xué)試劑的作用：①丙酮或無(wú)水乙醇的作用是

。②加入少許二氧化硅是為了

。③加入少許碳酸鈣是為了

。④層析液的作用是

?！粑醇佣趸?，色素提取液會(huì)如何？▲若未加碳酸鈣，色素提取液會(huì)如何？▲若稱(chēng)取綠葉過(guò)少或加入無(wú)水乙醇過(guò)多，色素提取液會(huì)如何？第6頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b分離色素畫(huà)濾液細(xì)線有何要求？層析液的量有何要求？此實(shí)驗(yàn)裝置是否正確？實(shí)驗(yàn)結(jié)果中色素的位置反映什么？色素帶的粗細(xì)反映什么？第7頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光色素與吸收光譜第8頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天若在溫室大棚中種植蔬菜，選用什么顏色的塑料膜最好？什么顏色的塑料膜中的光合效率最低？若在大棚內(nèi)加裝燈管作補(bǔ)充光源，選擇什么顏色的燈管好？第9頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天葉綠體中色素的作用－－吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能影響葉綠素合成的因素

光照：一般黑暗中不能合成溫度：低溫時(shí)葉綠素易被破壞必需元素：N、Mg、Fe第10頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天【典例】 (2012·上海單科，17)右圖表示葉綠體色素提取分離實(shí)驗(yàn)中紙層析的結(jié)果，據(jù)圖判斷用作實(shí)驗(yàn)材料的葉片顏色為(

)。

A．紅色B．黃色C．綠色D．紫色答案B第11頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天【訓(xùn)練1】

(2011·廣東理綜，29)中國(guó)的飲食講究“色香味”，顏色會(huì)影響消費(fèi)。小李同學(xué)擬研發(fā)“綠色”食用色素，他以生長(zhǎng)很快的入侵植物水葫蘆為材料進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。

Ⅰ.提取葉綠素第12頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天Ⅱ.探究pH對(duì)葉綠素穩(wěn)定性的影響取一些葉綠素粗產(chǎn)品，配成一定濃度的溶液，于室溫(約25℃)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，方法和結(jié)果如下表。實(shí)驗(yàn)組號(hào)葉綠素溶液/mL調(diào)pH至處理時(shí)間/min溶液顏色①3.0Y10綠色②3.07.010綠色③3.06.010黃綠色④3.05.010黃褐色注：葉綠素被破壞后變成黃褐色。第13頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天根據(jù)所學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，請(qǐng)回答問(wèn)題。(1)提取食用葉綠素的X應(yīng)該為_(kāi)____，原因_____。(2)表中Y應(yīng)該______，原因________________。(3)若用作食品色素，天然葉綠素色素不適用于____食品，否則___________________。(4)小李想了解葉綠素粗產(chǎn)品中是否含有其他色素，請(qǐng)你提供檢測(cè)方法并寫(xiě)出主要步驟。

__________________________________。第14頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天【訓(xùn)練2】

(2012·海南單科，9)關(guān)于葉綠體色素的敘述，錯(cuò)誤的是(

) A．葉綠素a和b主要吸收紅光和藍(lán)紫光

B．綠葉中葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素含量不同

C．利用紙層析法可分離4種葉綠體色素

D．乙醇提取的葉綠體色素不能吸收光能答案D第15頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天葉綠體功能的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)步驟：2、取二張載玻片，分別滴加清水，將水綿和好氧菌放入清水中，蓋上蓋玻片，標(biāo)號(hào)A、B。1、選取生長(zhǎng)良好的水綿二片。3、將A置于黑暗且密閉的環(huán)境下，用極細(xì)的光束照射水綿，將B置于適宜的光照下。4、光鏡下觀察好氧菌的運(yùn)動(dòng)和分布情況。第16頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天葉綠體功能的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證將水綿放在暗處，將白光透過(guò)棱鏡再投射到水綿的葉綠體上，這時(shí)好氧菌將明顯地聚集在＿＿＿＿＿區(qū)域內(nèi)。此現(xiàn)象說(shuō)明什么？第17頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天普里斯特利的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模褐参锸欠衲軓目諝庵械玫绞裁?。?shí)驗(yàn)步驟：2、將點(diǎn)燃的蠟燭和綠色植物置于玻璃罩B中。1、將點(diǎn)燃的蠟燭置于玻璃罩A中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：A中蠟燭易熄滅，B中蠟燭不易熄滅實(shí)驗(yàn)結(jié)論：植物能更新空氣的成分光合作用的探究歷程第18頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天薩克斯的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模褐参锕夂献饔媚墚a(chǎn)生什么物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：遮光部分不出現(xiàn)藍(lán)色，暴光部分出現(xiàn)藍(lán)色。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：光合作用能產(chǎn)生淀粉。2、取出綠色植物，找一生長(zhǎng)健壯的葉片，一半遮光處理，另一半暴露于正常光照下1、將實(shí)驗(yàn)植物置于黑暗處幾小時(shí)。3、幾小時(shí)后，用碘蒸氣熏實(shí)驗(yàn)葉片。4、觀察實(shí)驗(yàn)葉片的顏色變化。實(shí)驗(yàn)原理：光照是光合作用的條件，淀粉是光合作用的產(chǎn)物，淀粉遇碘液發(fā)生藍(lán)色反應(yīng)。第19頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天魯賓和卡門(mén)的實(shí)驗(yàn)18O2O2AB光合作用釋放的O2全部來(lái)自水。第20頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天卡爾文循環(huán)3—磷酸甘油酸二磷酸核酮糖3—磷酸甘油醛1，3—磷酸甘油酸一磷酸核酮糖3—磷酸甘油醛葡萄糖12ATP12ADPCO26ATP6ADP12NADPH12NADP+卡爾文循環(huán)66121221061同位素示蹤技術(shù)破解暗反應(yīng)過(guò)程C元素：14CO2→14C3→（14CH2O）第21頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天時(shí)間人物主要事跡或觀點(diǎn)1771年普利斯特利（英）植物可以更新空氣（沒(méi)有發(fā)現(xiàn)光在其中的作用）1779年英格豪斯（荷蘭）只有在陽(yáng)光照射下、植物體只有綠葉才能更新污濁的空氣1845年梅耶（德）植物在進(jìn)行光合作用時(shí)，把光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)1864年薩克斯（德）證明光合作用的產(chǎn)物除氧氣外還有淀粉1880年恩格爾曼（美）葉綠體是光合作用的場(chǎng)所1939年魯賓和卡門(mén)（美）證明光合作用釋放的氧氣來(lái)自水（同位素標(biāo)記法18O）20世紀(jì)40年代卡爾文（美）探明了CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中碳的途徑，稱(chēng)為卡爾文循環(huán)（同位素標(biāo)記法14C）第22頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天光合作用的定義

綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水合成儲(chǔ)存能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過(guò)程。光合作用的反應(yīng)方程式CO2+H2O光能葉綠體（CH2O）+O2光合作用的實(shí)質(zhì)把無(wú)機(jī)物（CO2和H2O）轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物（物質(zhì)）把光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，儲(chǔ)存在有機(jī)物中（能量）第23頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天葉綠體中的色素ADP+Pi酶ATP供能供氫酶H2OO2[H]水在光下分解光能光反應(yīng)：暗反應(yīng)：（CH2O）固定2C3C5CO2還原多種酶參加催化光合作用的過(guò)程第24頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)場(chǎng)所條件物質(zhì)變化能量變化聯(lián)系總反應(yīng)式

意義葉綠體基粒類(lèi)囊體薄膜上葉綠體的基質(zhì)中光、色素、酶多種酶水的光解ATP的合成CO2的固定C3的還原光能→活躍化學(xué)能→穩(wěn)定化學(xué)能光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和ATP葉綠體光CO2+H2O（CH2O）＋O2為生物提供物質(zhì)來(lái)源和能量來(lái)源光反應(yīng)與暗反應(yīng)比較第25頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天影響光合作用的因素分析光合作用強(qiáng)度可以通過(guò)測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)原料消耗或產(chǎn)物生成的數(shù)量來(lái)定量的表示。如植物單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)光合作用制造糖類(lèi)的數(shù)量植物單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)光合作用制造O2的數(shù)量植物單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)光合作用消耗CO2的數(shù)量影響光合作用強(qiáng)度的因素：外因（環(huán)境因素）：光照、溫度、CO2濃度、水分、必需元素等內(nèi)因：植物種類(lèi)、不同發(fā)育時(shí)期等第26頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天（一）光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響一、光（光照強(qiáng)度、光質(zhì)）實(shí)驗(yàn)：探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響P105

打出小圓形葉片→抽出葉片內(nèi)氣體→小圓形葉片沉水底→取三只燒杯，分別加入等量富含CO2的水→各加10片小圓形葉片→分別給予不同強(qiáng)度的光照（強(qiáng)、中、弱）→記錄同一時(shí)間段內(nèi)小圓形葉片浮起的數(shù)量小圓形葉片加富含CO2的清水光照強(qiáng)度葉片浮起數(shù)量甲10片20mL強(qiáng)多乙10片20mL中中丙10片20mL弱少結(jié)論：在一定范圍內(nèi)，隨著光照強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也不斷增強(qiáng)。第27頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天光補(bǔ)償點(diǎn)：光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度時(shí)的光照強(qiáng)度。光飽和點(diǎn)：當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到一定強(qiáng)度后，光合作用強(qiáng)度就不再加強(qiáng)，這一光照強(qiáng)度就稱(chēng)為光飽和點(diǎn)。光照強(qiáng)度與光合作用速率的關(guān)系曲線ABC第28頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天例：植物的新陳代謝受外部環(huán)境因子（如光、溫度）和內(nèi)部因子（如激素）的影響，研究?jī)?nèi)、外因子對(duì)植物生命活動(dòng)的影響具有重要意義。（1）右圖表示野外松樹(shù)（陽(yáng)生植物）光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系。其中的縱坐標(biāo)表示松樹(shù)整體表現(xiàn)出的吸收CO2和釋放CO2

量的狀況。請(qǐng)分析回答：①當(dāng)光照強(qiáng)度為b時(shí)，光合作用強(qiáng)度

。

不能。光照強(qiáng)度為a時(shí)，光合作用形成的有機(jī)物和呼吸作用消耗的有機(jī)物相等，但晚上只進(jìn)行呼吸作用。因此，從全天看，消耗大于積累，植物不能正常生長(zhǎng)。最高②光照強(qiáng)度為a時(shí)，光合作用吸收CO2的量等于呼吸作用放出CO2的量。如果白天光照強(qiáng)度較長(zhǎng)時(shí)期為a，植物能不能正常生長(zhǎng)？為什么？③如將該曲線改繪為人參（陰生植物）光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度關(guān)系的曲線，b點(diǎn)的位置應(yīng)如何移動(dòng)，為什么？左移，與松樹(shù)比較，人參光合作用強(qiáng)度達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)，所需要的光照強(qiáng)度比松樹(shù)低。第29頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天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(guò)程暗反應(yīng)過(guò)程光能光照條件驟變時(shí)對(duì)植物細(xì)胞內(nèi)各物質(zhì)量的影響第30頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天例：用三棱鏡可使陽(yáng)光折射成一條色素帶，如下圖。若將一瓶綠藻放在ABCDEFG（）位置上，就會(huì)嚴(yán)重影響它的生長(zhǎng)。而在（）處光合效率最高。DE（二）光質(zhì)對(duì)光合作用的影響A思考：

1、光質(zhì)影響光合作用強(qiáng)度的原因是？光合色素對(duì)不同的光吸收量不同

2、生產(chǎn)上利用光質(zhì)對(duì)光合效率的影響的措施有哪些？溫室大棚膜使用無(wú)色透明材料第31頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天有甲、乙、丙、丁盆長(zhǎng)勢(shì)均勻的植物置于陽(yáng)光下。甲添加品紅色光照，乙添加綠色光照，丙隔品紅色濾光片，丁隔綠色濾光片（如右圖所示）。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后各盆植物長(zhǎng)勢(shì)最旺的和長(zhǎng)勢(shì)最差的依次是下列哪一組（）

A．甲和乙

B．乙和丙

C．甲和丁

D．丙和丁C第32頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、CO2對(duì)光合作用的影響CO2補(bǔ)償點(diǎn)：光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。CO2飽和點(diǎn)：光合作用強(qiáng)度到此點(diǎn)以上就不再加強(qiáng)。A點(diǎn)B點(diǎn)、B’點(diǎn)Ａ’點(diǎn)表示進(jìn)行光合作用所需CO2的最低濃度第33頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天生產(chǎn)上提高CO2濃度的措施主要有哪些？1、保證田間植物通風(fēng)。2、施用農(nóng)家肥。3、在大棚中經(jīng)常使用二氧化碳發(fā)生器，施用干冰，或混養(yǎng)家禽、家畜等。第34頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天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(guò)程暗反應(yīng)過(guò)程氣孔關(guān)閉光能CO2濃度驟變對(duì)植物細(xì)胞內(nèi)各物質(zhì)量的影響第35頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天例：下圖是改變光照和CO2濃度后與光合作用有關(guān)的五碳化合物和三碳化合物在細(xì)胞內(nèi)的變化曲線，請(qǐng)回答：（1）曲線b表示的化合物是

，在無(wú)光照時(shí)，其量迅速下降的原因是：

。（2）曲線a表示的化合物是

，在CO2濃度降低時(shí)，其量迅速下降的原因是：

；

。（3）由此可見(jiàn)光照強(qiáng)度和CO2濃度的變化均影響光合作用的速度，但前者主要影響光合作用的

，后者主要影響光合作用的

。C3無(wú)光，不能合成ATP和[H]，C3不能被還原；而C5又繼續(xù)被固定形成C3固定過(guò)程減慢，C3生成量減少，而C3還原過(guò)程仍在進(jìn)行。光反應(yīng)暗反應(yīng)C5第36頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、溫度對(duì)光合作用的影響實(shí)質(zhì)：溫度影響酶的活性（酶促反應(yīng)）在生產(chǎn)上應(yīng)用：在大棚生產(chǎn)中常常采用白天適當(dāng)升溫（保證光合作用正常進(jìn)行），晚上適當(dāng)降溫（降低呼吸酶的活性）。第37頁(yè),共42頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、必需元素供應(yīng)對(duì)光合作用的影響在生產(chǎn)上應(yīng)用：合理施肥（適時(shí)、適量）N：是各種酶和ATP的重要組成成分，葉綠素中也有N元素。P：是