光合作用重点.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,光合作用是指绿色植物通过,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，并且释放出氧气的过程。,概念阐述了光合作用哪几方面的内容？,场所,条件、利用转化的能量,原料,产物,上述各点分别是通过哪些,科学家的实验,得以证明？,产物,光合作用,叶绿体,1,、分布：,藻类和绿色植物,的叶肉细胞、,幼嫩的茎皮层细胞,2,、结构,外膜,内膜,基粒（类囊体膜）：,基质：,色素,、酶,水、酶、,DNA,、,RNA,、,3,、观察,材料用具：,藓类或藻类的叶、光学显微镜,步骤,制作临时装片,（要随时保持有水状态）,观察,（低倍镜,高倍镜）,形态：,圆球状、椭球状,叶绿体中的色素,1,、种类,胡萝卜素（橙黄色）,扩散速度最快,叶黄素 （黄色）,叶绿素,a,（蓝绿色）,含量最多,叶绿素,b,（黄绿色）,扩散速度最慢,2,、色素的提取,原理：,色素能溶于,无水乙醇,等有机溶剂,试剂：,二氧化硅,使研磨更充分,碳酸钙,防止研磨中色素被破坏,无水乙醇,溶解色素,3,、色素的分离,原理：,色素在,层析液,中的,溶解度,不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。从而使色素随层析液在滤纸上的扩散而分离开。,注意：滤纸上的滤液细线不能触及层析液，以免滤纸上的色素被层析液溶解而无法分离。,4,、色素的作用：,吸收、传递、转化,光能,类胡萝卜素,胡萝卜素（橙黄色）,叶黄素（黄色）,叶绿素,叶绿素,a,（,蓝绿色）,叶绿素,b,（,黄绿色）,主要吸收蓝紫光,主要吸收红光和蓝紫光,把叶绿体色素溶液放在自然光源和三棱镜之间，从镜的另一侧观察连续光谱中变暗的主要区域是,A,红光和蓝紫光区域,B,黄光和蓝紫光区域,C,绿光和红光区域,D,黄光和绿光区域,A,光合作用的探究历程,1,、光合作用的探究历程,2,、举例说明光合作用的探究历程与物理、化学的联系，与技术手段进步的关系。,举例：,化学：,发现了空气的组成,，才明确放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳,物理：光能转换成化学能的结论是,根据能量转化与守恒定律,提出,技术手段：鲁宾、卡门和卡尔文都运用了,同位素标记法,说明：,相关学科互相促进，技术手段的进步对科学发展有推动作用。,年代,科学家,结论,1771,普利斯特利,植物可以更新空气,1779,英格豪斯,只有,在光照下,只有绿叶才可以更新空气,1845,R.,梅耶,植物在光合作用时,把光能转变成了化学能,储存起来,1864,萨克斯,绿色叶片光合作用,产生淀粉,1880,恩格尔曼,氧,由叶绿体释放出来，,叶绿体,是光合作用的场所,1939,鲁宾 卡门,光合作用释放的,氧,来自,水,20,世纪,40,代,卡尔文,光合产物中有机物的,碳,来自,CO,2,经典实验分析,1,、请根据萨克斯的实验写出实验设计方案,提出问题：,除,O,2,外，绿叶在光下会产生什么物质？,作出假设：,除,O,2,外，绿叶在光下会产生淀粉。,实验步骤：,把绿色植物放置在暗处几小时,用黑纸片把叶片的一半夹住遮光，另一半曝光，把植物置于光下照射,一段时间后取下黑纸片，用碘蒸气处理这片叶，观察并记录现象,实验现象：,曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半没有颜色变化。,实验结论：,光合作用的产物除,O,2,外，还有淀粉。,2,、分析实验设计,此实验是否设置了对照？,设置了,自身对照,对照组是？,曝光的一半,为对照组,对照组：一般来说,是指,保持原有状态,（未做处理）或,已知影响因素所造成结果,的一组实验。,实验组：,人为改变条件,（人为特别处理）或,未知实验结果,的一组实验。,将绿叶先放在暗处几小时的目的是？,消耗掉叶片中的营养物质,，保证实验检测到的物质是通过实验产生的，增强实验的说服力。,绿叶中的色素，会对碘液处理后表现的蓝色造成干扰，影响实验现象，为增强实验效果，对叶片应作怎样的处理？,在碘液处理之前，将叶片放入盛有,酒精,的小烧杯中，,水浴加热,，使叶片内的色素溶解于酒精中，再用,清水漂洗,叶片，才用碘液处理。,此实验除了证明“光合作用产生淀粉”外，还可证明什么？,光合作用需要光照。,光和叶绿体是光合作用的重要条件，淀粉是光合作用的主要产物。要验证光合作用需要光和叶绿体，根据提供的实验材料和用具，补充完整实验步骤和实验结果，并分析回答有关问题。,（,1,）材料用具：银边天竺葵,(,叶边缘呈白色，无叶绿体,),，黑纸片，打孔器，白纸板，吸管，适宜浓度的酒精，碘液，回形针。,拓展训练,（,2,）实验步骤：将天竺葵暗处理,48h,。目的是,_,。把黑纸片用回形针夹在绿色部位上，,然后把植株放在阳光下照射,4h,6h,。剪下此叶片，用打孔器分别在,A_,部位、,B_,部位和,C_,部位各取一个叶圆片（如图所示）。把取下的叶圆片放入装有酒精溶液的试管中，水浴加热、脱色、清水中漂洗。,使天竺葵叶片内的淀粉消耗完,黑纸片遮光绿色,照光绿色,照光白色,将三个叶圆片放在白纸板上，用吸管吸取碘液，分别滴在三个叶圆片上，观察结果。,（,3,）预期结果：,A,、,_,B,、,_,C,、,_,（,4,）分析问题：要证明光合作用需要光，需比较,_,和,_,，其中起对照作用的是,_.,要证明光合作用需要叶绿体，需比较,_,和,_,，其中起对照作用的是,_,。,不变蓝色,变蓝色,不变蓝色,A,B,B,B,C,B,2:20,世纪,30,年代鲁宾和卡门,(,美国,),实验,对照,向绿色植物提供,H,2,16,O,、,C,18,O,2,释放的氧是,16,O,2,光合作用释放的氧全部来自水,向绿色植物提供,H,2,18,O,、,C,16,O,2,释放的氧是,18,O,2,经典实验分析,下图是小球藻进行光合作用示意图，图中物质,A,与物质,B,的分子量之比是（）,C,18,O,2,A,H,2,O,CO,2,B,H,2,18,O,光照射下的小球藻,A,：,B,：,：,拓展训练,1.,场所：,叶绿体,2.,动力：,光,3.,原料：,二氧化碳 水,4.,产物：,糖类 氧气,光合作用总反应式：,CO,2,+,H,2,*,O,光能,叶绿体,（,CH,2,O),+,*,O,2,光合作用的场所、动力、原料、产物：,概念：,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,，并且释放出,氧气,的过程。,叶绿体中的色素,H,2,O,水的光解,O,2,H,ADP+Pi,酶,ATP,c,o,2,C,5,光反应,2,c,3,固,定,供氢,酶,酶,供能,还,原,(,C,H,2,O),糖类,多种酶,参加催化,暗反应,能量转化,:,光能,ATP,活跃化学能,稳定化学能,元素转移,O,元素,:,H,2,O,O,2,C,元素,:,C,O,2,C,3,C,H,2,O,光合作用的过程,光能,条件：,光、,色素、,酶,场所：,反应,水的光解：,ATP,的合成：,基粒类囊体膜上,H,2,O H+O,2,光、酶,叶绿体中的色素,ADP,Pi ATP,光、酶,叶绿体,光能,1.,光反应阶段,吸收、传递和转换光能,能量转变：,ATP,中活跃的化学能,产物：,H,、,O,2,、,ATP,1,、,2H,2,O 4 H,+,+4e,-,+O,2,2,、,ADP+Pi ATP,3,、,NADP+H,+,+e,-,NADPH,酶,酶,酶,CO,2,叶绿素,a,活化叶绿素,a,H,2,O,O,2,e,-,e,-,H,+,ATP,ADP+Pi,NADP,NADPH,C,3,(CH,2,O),C,5,还原,固定,1.CO,2,+C,5,2C,3,2.C,3,(CH,2,O),3.C,3,C,5,酶,酶,酶,ATP NADPH,光反应,片层结构薄膜,暗反应,基质,条件：,不需光，需多种酶,场所：,基质中,过程,CO,2,的固定：,CO,2,C,5,2C,3,酶,C,3,的还原：,ATP,中活跃的化学能,2.,暗反应阶段,C,3,+H (CH,2,O)+C,5,酶,ATP,ADP+Pi,能量转变：,有机物中稳定的化学能,产物：,CH,2,O,、,ADP,、,Pi,联系：,光反应为暗反应提供,H,（,NADPH,）和,能量,ATP,。,暗反应产生的,ADP,和,NADP,+,为光反应合成,ATP,、,NADPH,提供原料。,两者相对独立又相互依存，共同构成完整的光合作用。,光反应和暗反应的比较,场所,条件,物质变化,能量,变化,光反应,暗,反应,基粒片层结构薄膜上,基质中,光、色素、水、酶,H,、,ATP,、,CO,2,、,酶,水的光解,ATP,的生成,CO,2,的固定,C,3,的还原,光能,ATP,中的活跃化学能,ATP,中的活跃化学能,有机物中的稳定化学能,联系,光反应为暗反应提供,H,和,ATP,，,暗反应产生,ADP,和,Pi,为光反应提供原料,光合作用中,H,、,C,、,能量的转移途径,H,2,O,中,H,的转移途径：,CO,2,中,C,的转移途径：,能量的转移途径：,H,2,O,H,（C,H,2,O）,C,O,2,C,3,（,C,H,2,O）,光能,ATP,中活跃的,化学能,（,CH,2,O,）,中稳定的,化学能,环境因素对光合作用的影响,1,）,光照,2,）,温度,3,）,二氧化碳浓度,4,）水分,5,）,矿质元素,A,B,光照强度,0,吸收,CO,2,阳生植物,阴生植物,B,：光补偿点,C,：光饱和点,C,释放,CO,2,影响光合作用效率的因素,光照强度,A,点光照强度为,0,，此时只进行呼吸作用，,CO,2,的释放量代表呼吸强度。,AB,段表明光合作用强度随光照强度的加强而逐渐加强。,B,点时光合作用强度,=,呼吸作用强度。,BC,段表示光合作用强度随光照强度的增强而增强。,C,点后受温度、,CO2,浓度等因素影响，光合作用强度不再增强。,例（,01,浙江）下图表示野外松树（阳生植物）光合作用强度与光照强度的关系。请分析回答：,(1),当光照强度为,b,时，光合作用强度,_,。,(2),光照强度为,a,时，光合作用吸收,CO,2,的量等于呼吸作用放出,CO,2,的量。如果白天光照强度较长时期为,a,，植物能不能正常生长？为什么？,(3),如将该曲线改绘为人参（阴生植物）光合作用强度与光照强度关系的曲线，,b,点的位置应如何移动，为什么？,最大,不能,左移,在,光补偿点,以上，植物的光合作用超过呼吸作用，可以积累有机物质。光补偿点以下，植物的呼吸作用超过光合作用，此时非但不能积累有机物质，反而要消耗贮存的有机物质。如长时间在光补偿点以下，植株逐渐枯黄以致死亡。,如何测定光合作用强度？,实验探究,（,1,）用什么作为检测光合作用的指标？,单位时间内原料的消耗量和产物的生产量均可,（,2,）比较哪种指标易检测？,光合作用过程中气体的变化量,（,3,）光合作用中,CO,2,的吸收量和,O,2,的释放量之间的关系有什么特点？,CO,2,的吸收量和,O,2,的释放量相等,（,4,）如何才能测出相应的数值？,在密闭容器中，使用,CO,2,缓冲液，保证,CO,2,浓度的相对恒定，测定,O,2,的变化量,新鲜绿叶,CO,2,缓冲液,结果分析,（,1,）充足光照下，有色液滴如何移动？此值代表什么？,右移；绿叶对外释放的,O,2,量,（,2,）该数值能否表示绿叶的实际光合作用量？为什么？,不能，产生的,O,2,部分被呼吸作用消耗,CO,2,缓冲液,（,3,）实际光合作用（光合作用产生的,O,2,）、呼吸作用（呼吸作用吸收的,O,2,）、净光合作用（绿叶释放的,O,2,）之间应是怎样的关系？,实际光合作用,=,净光合作用,+,呼吸作用,（,4,）绿叶的呼吸作用如何测定？,将装置放在黑暗条件下，有色液滴左移,（,5,）若要排除无关变量对实验结果的影响，应如何设计对照实验装置？,新鲜绿叶,把新鲜绿叶换成等大小的死亡叶片,（,6,）在不同光照条件下，实验装置中的有色液滴将如何移动？,光照强度,有色液滴移动情况,0,（只进行呼吸作用）,弱光（光合作用速率,呼吸作用速率）,向左移动,向左移动,不移动,向右移动,用箭头表示出,4,种条件下,CO,2,和,O,2,进出细胞的情况：（,1,）光照强度为零,（,2,）弱光,（,3,）光补偿点,（,4,）充足光照,O,2,CO,2,O,2,O,2,CO,2,CO,2,变式训练,净光合速率、呼吸速率、总光合速率在曲线中代表的区域,若当植物缺乏,Mg,2+,时图中曲线,a,、,b,、,c,三点的位置移动？,a:,：不变,b,：右移,(,缺,Mg,2+,抑制光合作用，需增大光照强度才能使光合作用强度等于呼吸作用强度）,c,：下移,变式训练,CO,2,浓度上升，,a,、,b,、,c,三点的位置移动？,a,：上移,b,：左移，因为增大了原料,CO,2,的浓度，使光合作用强度增大，在比,b,点低的光照强度下就达到光合作用强度等于呼吸作用强度。,c,：上移,当,CO,2,浓度增高或温度降低时，光补偿点降低；而当,CO,2,浓度提高时，光饱和点则会升高。在封闭的温室中，温度较高，,CO,2,较少，这会使光补偿点提高而对光合积累不利。在这种情况下应适当降低室温，通风换气，或增施,CO,2,才能保证光合作用的顺利进行。,变式训练,温度上升，,a,、,b,、,c,三点的位置移动？,当温度升高时，呼吸作用增强，光补偿点就上升。因此，在温室中栽培植物，在光照不足时要避免温度过高，以降低光补偿点，利于有机物质的积累。,a,：下移,b:,右移,c:,上移,（,5,）,bc,之间有,d,点，将植物从,c,点光照处移到,d,点光照处，则叶绿体内的,C3,、,C5,、,ATP,如何变化？,CO2,减少时,C3 C5,光照变弱时,C3 C5,（,6,）已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为,25,和,30,，曲线表示该植物在,25,时光合作用强度与光照强度的关系。若将温度提高到的,30,条件下（原光照强度和,CO,2,浓度不变），理论上图中相应点的移动分别是,a,点,b,点,c,点,下移,右移,下移,一天的时间,光合作用效率,O,光照强度,12,13,11,光合作用效率与光照强度、时间的关系,A,B,C,D,E,10,15,14,出现“午休”现象的原因：,1,、中午温度过高，蒸腾作用过强，导致气孔关闭，,CO,2,的吸收减少，供应不足。,2,、光合产物积累，阻碍光合作用的进行。,从上图中可解读出哪些信息？,(1),曲线表示,温度、光照强度,随时间变化对光合作用和呼吸作用的综合影响；,(2),在,b,d,段时光合作用速率大于呼吸速率；,(3)6,点和,18,点时，呼吸速率超过光合速率；,(4),曲线,bcd,围成的面积代表植物白天净积累的有机物量；,(5)c,点的形成是由光照过强和温度过高等造成的。,光合作用是在酶的催化下进行的，温度直接影响酶的活性。一般植物在,10,35,下正常进行光合作用。,低温会使叶绿素分子被分解，导致光合作用降低。,影响光合作用的因素,温度,CO,2,浓度,二氧化碳的供应对光合效率的影响,在一定的浓度范围内,光合作用速率随,CO,2,的浓度增大而加快，超过一定浓度光合作用速率趋于稳定。,a,点为,CO,2,补偿点，,b,点为,CO,2,饱和点。,光弱时，光合降低比呼吸显著，所以要求有较高的,CO,2,水平，才能维持光合与呼吸相等，也即,CO,2,补偿点高。当光照强度增大或温度降低时，,CO,2,补偿点降低；而当光照强度增大时，,CO,2,饱和点则会升高。,（,2006,年四川理综第,5,题）将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室,CO,2,浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度（以,CO,2,吸收速率表示），测定结果如下图。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强，,a,点右移，,b,点右移,D,如果光照强度适当增强，,a,点左移，,b,点右移,D,N,：,光合酶及,NADP,+,和,ATP,的重要组分，叶绿素的必需元素。,N,元素可增大叶面积,P,：,NADP,+,和,ATP,的重要组分；维持叶绿体正常结构和功能,K,：,促进光合产物向贮藏器官运输,Mg,：,叶绿素的必需元素,影响光合作用的因素,矿质营养,多因子的影响,关键点含义：,P,点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着该因子的不断加强，光合速率不断提高。,Q,点：到达,Q,点时，横坐标所表示的因素就不再是影响光合速率的因子，要提高光合速率，可以采取适当措施提高图示的其它因子。,应用,：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加酶的活性提高光合速率，也可同时提高,CO,2,浓度，进一步提高光合作用速率。在温度适宜时，可适当增加光照强度和,CO,2,浓度以提高光合速率。总之，可根据具体情况，通过,增加光照强度、调节温度或增加,CO,2,浓度来充分提高光合速率，以达到增产的目的。,延长光合作用时间,增加光合作用面积,增加光能利用率,提高光合作用效率,控制光照强弱,控制光质,控制温度,控制,CO,2,供应,控制必需矿质元素供应,控制,H,2,O,供应,提高复种指数（轮作）,温室中人工光照,合理密植、适时修剪,间作套种,通风透光,在温室中施有机肥，,使用,CO,2,发生器,阴生植物,阳生植物,应用,提高农作物产量的措施,红光和蓝紫光,适时适量施肥,合理灌溉,保持昼夜温差,绿色植物光合作用的影响因素是多方面的，既有外界因素如光照强度、,CO,2,的含量，温度等；又有内部因素有酶的活性、色素的数量、五碳化合物的含量等。请根据图,A,影响光合作用的因素分析：,(1),如果,x,代表光照强度，反映光照强,度影响光合速率的曲线是,，主要,是影响,_,阶段。,(2),在外部内部因素适宜时，影响光合,速率的内部因素除酶外，还有,，,它对光合速率的影响有如下体现：,当光照强度影响光合速率达到最大值时，此时内部限制性因素最可能是,_,。,当,CO2,浓度影响光合速率达到最大值时，此时内部限制性因素最可能是,_,。,a,光反应,色素的量、,C5,的量,色素的数量,C5,的量,光合作用与呼吸作用的区别和联系,光合作用,呼吸作用,发生部位,反应场所,条件,物质变化,含叶绿体的细胞,活细胞,叶绿体,细胞质基质、线粒体,光、温度、酶、色素,适宜的温度、酶、氧气,无机物合成有机物,有机物分解为无机物,能量变化,实质,将,光能,转变成,化学能,储存在所合成的有机物中,将储存在有机物中的,化学能,释放出来，部分转移给,ATP,部分以,热能,散失,把无机物,合成,有机物，,储存,能量,分解,有机物，,释放,能量,光合作用和呼吸作用中的化学计算,光合作用反应式：,6CO,2,12H,2,OC,6,H,12,O,6,6O,2,6H,2,O,呼吸作用反应式：,有氧：,C,6,H,12,O,6,6O,2,6H,2,O 6CO,2,12H,2,O,+,能量,无氧：,C,6,H,12,O,6,2C,2,H,5,OH,2CO,2,+,能量,(,植物,),实测,CO,2,吸收量,光合作用,CO,2,吸收量,-,呼吸作用,CO,2,释放量,实测,O,2,释放量,光合作用,O,2,释放量,-,呼吸作用,O,2,消耗量,下列图甲示某兴趣小组研究生物新陈代谢的装置示意图，请根据图分析回答问题,:,（,使装置中的空气以一定速度按箭头方向流动。）,图甲开关打开，关闭，如果不给光照，装置内空气中含量增加的是,。,CO,2,图甲同样条件下，给装置,充足的水、矿质元素，同时给以光照一段时间，,B,、,D,两处的成分差别是,。,B,中,O,2,相对多，,D,处,CO,2,相对多,图甲开关关闭，打开，同样光照条件下，如不考虑装置中原有的气体，,C,处液面,。变化的数据能代表该装置中植物和动物代谢过程中,量的变化。,上升或下降或不变,O,2,（,3,）分析：,图甲开关关闭，打开，有光照条件下，容器内进行既进行光合作用（植物）也进行呼吸作用（植物和动物）。因为装置,中有,NaHCO,3,溶液，可以起到吸收或释放,CO,2,的作用,，故容器内的,CO,2,总量可认为基本不变。此时，,容器内气体的变化情况取决于,O,2,的生成和消耗之间的比例关系。,如果植物光合作用产生的,O,2,量超过动物和植物呼吸作用消耗的,O,2,总量，容器内气压上升，,C,处液面下降。如果光合作用产生的,O,2,量少于呼吸作用消耗的,O,2,量，容器内气压下降，,C,处液面上升。如果光合作用产生的,O,2,量等于呼吸作用消耗的,O,2,量，则液面不变。,(4),上图乙示装置,1,中植物（开关打开，关闭，给以一定的光照时间的情况下）在一天中对二氧化碳的吸收与释放变化曲线,(,单位：,mg/,单位时间,/,单位面积,),，假定一天温度不变，且该植物长势良好，,BC,段与,CD,段相比，其叶肉细胞中,C5,的含量变化是,，有机物合成量变化是,，,C,点时单位时间内合成的葡萄糖总量为,mg,，,E,点与,A,点相比，植物体内有机物总量的变化情况是,。,BC,段增加，,CD,段减少,增加,36.14,增多,将状况相同的某种绿叶等分成,4,组，在不同温度下分别暗处理,1h,，再光照,1h,（光照强度相同），测其重量变化，得到下表数据，则判断正确的是（）,组别,1,2,3,4,温度,/,0,C,27,28,29,30,暗处理后重量变化,/mg,-1,-2,-3,-1,光照后与暗处理前重量变化,/mg,+3,+3,+3,+1,A,、该植物光合作用的最适温度约是,27,0,C,B,、该植物呼吸作用的最适温度约是,29,0,C,C,、,27,0,C29,0,C,下的净光合速率相等,D,、,30,0,C,下的真正光合速率为,2mg/h,B,化能合成作用,细菌利用体外环境中的某些,无机物氧化,时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用叫,化能合成作用,。,除了,硝化细菌,外，自然界还有,铁细菌、硫细菌,属于进行化能合成作用的自养生物。,2NH,3,+3O,2,2HNO,2,+2H,2,O+,能量,2HNO,2,+O,2,2HNO,3,+,能量,能量,6CO,2,+6H,2,O (CH,2,0)+6O,2,硝化细菌的化能合成作用,代谢类型,实例,自养需氧型,绿色植物、藻类、,硝化细菌、,自养厌氧型,光合细菌,异养需氧型,动物、真菌、,异养厌氧型,乳酸菌、蛔虫,