细胞的能量供应和利用---一轮复习.pptx

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/3/2,*,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,2021/3/2,*,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,2021/3/2,*,细胞的能量供应和利用,第,1,讲 酶,2021/3/2,1,细胞生命活动的基础,一、细胞代谢,场所：,实质：,意义：,细胞内,化学反应,细胞内每时每刻进行的许多化学反应,二、酶,（一）酶的概念,来源：,功能：,本质：,活细胞,生物催化作用,有机物,（二）活化能：,分子从常态变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。,化学本质,合成原料,合成场所,来 源,生理功能,作用原理,绝大多数是,蛋白质,少数是,RNA,氨基酸,核糖体,核糖核苷酸,主要是细胞核,一般来说，活细胞都能产生酶,具有生物催化作用,降低化学反应的活化能,2021/3/2,2,酶是由活细胞产生的，但是哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核、,DNA,、核糖体等，因此不能合成酶，红细胞中的酶是红细胞在未成熟的时候合成的，所以通常说,“一般情况下，活细胞都能合成酶”。,催化作用是酶唯一的功能，酶不具有其他功能。但酶可以作为其他反应的原料，但这不是在执行其就应有的功能。,所有的活细胞都能产生酶？,酶具有催化功能和提供能量等多种功能？,酶能为化学反应提供活化能？,酶只能在细胞内发挥作用？,酶在发挥作用时，不仅仅是在细胞内，在细胞外、甚至是体外，只要条件适宜，均可发挥作用。,酶不能为化学反应提供活化能，只能降低活化能；,使用加热的方法不能降低活化能，但能提供活化能。,此外，和无机催化剂一样，酶能改变反应速率，能缩短达到平衡的时间但不改变反应的平衡点；并且酶在反应前后的质量和性质都不发生改变。,2021/3/2,3,（三）探究实验,1,、如何验证酶的本质是蛋白质,蛋白质与双缩脲试剂反应生成紫色物质,（,1,）实验原理：,（,3,）结果分析,2,、探究实验,（,1,）确定观察指标,（,2,）设计思路,A,组：待测酶液,+,双缩脲试剂 是否出现紫色,B,组：已知蛋白,+,双缩脲试剂 出现紫色,一般选择容易观察的实验现象或易被检测的物质,（,2,）实验变量,变量,无关变量,自,变量,因变量,不同组别中无关变量应相同，并且处于最适条件下,2021/3/2,4,（,3,）对照实验,对照组,实验组,用于对比的实验对象组,（,4,）探究实验设计原则,对照原则,单一变量原则,等量原则,实验结果的不同就是由自变量引起,消除无关变量对实验结果的干扰,3,、设计实验：验证酶具有催化作用,自变量：,设计思路,因变量：,无关变量：,测量指标：,结果分析：,2021/3/2,5,三、酶的特性,（一）高效性,比较,H,2,O,2,在不同条件下的分解,原理：,设计思路,自变量：,因变量：,无关变量：,测量指标：,结论：,意义：,酶具有高效性，催化效率是无机催化剂的,10,7,10,13,倍,使细胞代谢快速高效的进行。,注意：,酶只能缩短达到化学反应平衡所需时间,不改变化学反应的平衡点。,2021/3/2,6,（二）,专一性,材料和试剂：,设计思路,自变量：,因变量：,无关变量：,测量指标：,淀粉、蔗糖、淀粉酶、蔗糖酶,斐林试剂、碘液、及其他材料,结论：,意义：,酶具有专一性，一种酶只能催化一种或一类化学反应。,使细胞代谢能够有条不紊的进行。,（三）多样性,酶具有专一性，决定酶又具有多样性,2021/3/2,7,四、影响酶活性的条件,酶对化学反应的催化效率（或者说酶催化化学反应的能力）。,（一）酶活性,测定方法：,概念：,可用一定条件下酶催化某一化学反应的速率来表示。,（二）影响酶活性的因素,设计思路,自变量：,因变量：,无关变量：,测量指标：,1,、温度,酶活性,t/,最适温度,结论：,在最适温度下，酶的活性最强；低于最适温度，随温度升高，酶活性逐渐增强；高于最适温度，随温度升高，酶活性逐渐减弱。,2021/3/2,8,注意事项：,不宜用,H,2,O,2,作底物探究温度对酶活性的影响，因为,H,2,O,2,的分解本身易受温度的影响。,同一温度下的底物和酶必须先分别保温，然后混合，再保温一段时间，避免混合以后温度变化过程中的反应对实验结果的影响。,（顺序：分别保温 混合 再保温，顺序不能颠倒）,探究温度对酶活性影响时，不能用斐林试剂检测，因为斐林试剂检测时需要加热，加热会影响有些化学反应。,1,、探究温度对酶活性影响时，能否将底物与酶混合均匀以后再在对应温度下保温？,2,、能否以,H,2,O,2,作底物探究温度对酶活性的影响？,3,、探究淀粉酶的最适温度时，能否用斐林试剂检测反应速率？,2021/3/2,9,设计思路,自变量：,因变量：,无关变量：,测量指标：,2,、,pH,酶活性,t/,最适,pH,结论：,在最,pH,下，酶的活性最强；在一定范围内，低于最适,pH,，随,pH,升高，酶活性逐渐增强；高于最适,pH,，随,pH,升高，酶活性逐渐减弱。,总结：,1,、在最温度和,pH,下，酶的活性最强。温度和,pH,偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。,2,、过酸、过碱、温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。,3,、低温使酶的活性暂时降低，但空间结构稳定，温度恢复，酶的活性恢复。,2021/3/2,10,反应物剩余量,t/,pH=1,pH=7,pH=13,五、影响酶促反应速率的因素,在酶有活性的前提下，反应溶液的,pH,变化不影响酶的最适温度。,1,、温度,t/,最适温度,酶促反应速率,2,、,pH,t/,最适,pH,酶促反应速率,温度和,pH,通过影响酶活性来影响酶促反应速率。,2021/3/2,11,3,、底物浓度,酶促反应速率,底物浓度,前提：酶的量一定,4,、酶浓度,酶促反应速率,酶浓度,前提：底物量充足,底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触来影响酶促反应速率，它们不影响酶活性。,2021/3/2,12,第,2,讲,ATP,1,、请写出,ATP,结构简式及中文名称；,2,、请写出,ATP,结构简式中各字母和符号代表的意思；,3,、,ATP,的生理功能是什么？,4,、,ATP,的元素组成有哪些？,5,、,ATP,的本质是什么？,6,、请写出,ATP,和,ADP,相互转化的总反应式；,7,、,ATP,在生物体内的含量怎样？,8,、细胞内能产生,ATP,的场所有哪些？,2021/3/2,13,不同物质中,“,A”,代表的含义,A,：腺苷,A,：腺嘌呤,A,：腺嘌呤脱氧核苷酸,A,：腺嘌呤核糖核苷酸,2021/3/2,14,腺苷（,A,）,一磷酸腺苷（,AMP,）,二磷酸腺苷（,ADP,）,三磷酸腺苷（,ATP,）,RNA,的基本单位之一,元素组成：,C,、,H,、,O,、,N,、,P,提示：,ATP,是一种物质，不是能量。能量储存在高能,磷酸键中。,ATP,的特点：,远离腺苷的高能磷酸键容易断裂容易形成，,因此,ATP,在细胞中的含量很少,ATP,的分子组成,2021/3/2,15,ATP和ADP的相互转化及其应用,完成下面的ATP再生流程图并判断分析ATP与ADP的相互转化是否为可逆反应。,答案 光反应 ATP 叶绿体基质 (CH,2,O)中稳定的化学能 细胞呼吸 细胞质基质、线粒体 热能 ADP+Pi,2021/3/2,16,ATP与ADP的相互转化是否是可逆反应？,（3）能量来源不同：ATP水解释放的能量是储存于高能磷酸键中的化学能，可直接用于各项生命活动（光反应阶段合成的ATP只用于暗反应）；而合成ATP所需能量则主要来自有机物氧化分解释放的化学能或光合作用所固定的化学能。,（1）反应条件不同：ATP的分解是一种水解反应，催化该反应的酶属于水解酶；生成ATP的反应是一种合成反应，催化该反应的酶属于合成酶，故两者是不可逆反应。,（2）场所不同：合成ATP的场所是细胞质基质、线粒体、叶绿体，而ATP水解的场所则很多。,ATP,ADP,+Pi+,能量,2021/3/2,17,归纳,主要能源物质,糖类,（葡萄糖）,主要储能物质,脂肪,直接能源物质,ATP,最终能源,太阳能,2021/3/2,18,第,3,讲 细胞呼吸,1,、什么是细胞呼吸？细胞呼吸的主要方式是什么？,2,、请写出有氧呼吸三个阶段的场所及反应式。,3,、请写出无氧呼吸第二阶段的场所及反应式。,4,、请写出有氧呼吸和无氧呼吸的总反应反应式。,5,、无氧呼吸产生酒精和乳酸的生物或组织分别有哪些？,2021/3/2,19,一、细胞呼,吸的概念,能量变化：,场所：,原料：,产物：,有机物,在细胞内,生成,CO,2,或其他产物,释放能量并生成,ATP,实质：,分解有机物,释放能量,二、细胞呼吸的方式,有氧呼吸,无氧呼吸,细胞呼吸的主要方式,2021/3/2,20,C,6,H,12,O,6,2C,3,H,4,O,3,4H,酶,2C,3,H,4,O,3,能量,20H,6CO,2,能量,酶,6H,2,O,6O,2,酶,12H,2,O+,能量,2C,3,H,6,O,3,2C,2,H,5,OH+2CO,2,人和高等动物、乳酸菌、植物的块根块茎、玉米的胚乳。,高等植物、酵母菌,2021/3/2,21,C,6,H,12,O,6,酶,2C,3,H,6,O,3,+4H+,能量,2C,3,H,6,O,3,+6H,2,O,酶,6CO,2,+20H+,能量,24H+6O,2,酶,12H,2,O+,能量,第三阶段：,第一阶段：,第二阶段：,有氧呼吸,C,6,H,12,O,6,+6H,2,O+6O,2,酶,6CO,2,+12H,2,O+,能量,有氧呼吸总反应式：,2021/3/2,22,C,6,H,12,O,6,酶,2C,3,H,4,O,3,+4H+,能量,2C,3,H,4,O,3,+4H,酶,2C,2,H,5,OH+2CO,2,2C,3,H,4,O,3,+4H,酶,2C,3,H,6,O,3,无氧呼吸,第一阶段：,第二阶段,C,6,H,12,O,6,酶,2C,2,H,5,OH+2CO,2,+,能量,无氧呼吸总反应式：,C,6,H,12,O,6,酶,2C,3,H,6,O,3,+,能量,酒精式：,乳酸式：,2021/3/2,23,1,、在有氧呼吸过程中，氧气的消耗是在第几阶段？水的消耗是在第几阶段？,CO,2,的生成是在第几阶段？,2,、有氧呼吸过程中，反应式两边的水能否抵消？,3,、有氧呼吸为什么是彻底的氧化分解？而无氧呼吸是不彻底的氧化分解，并且释放的能量少？,氧气的消耗：第三阶段；水的消耗是在：第二阶段；,CO,2,的生成：第二阶段。,不能，因为水的来源不同。,通过有氧呼吸将有机物彻底的氧化分解为无机物。而无氧呼吸的产物中依然存在有机物，大量能量依然储存在生成的有机物中，所以无氧呼吸是不彻底的氧化分解，并且释放的能量少。,2021/3/2,24,4,、不同生物进行无氧呼吸产物为什么不同？,5,、线粒体中有没有葡萄糖？,6,、,1 mol,葡萄糖彻底氧化分解释放的能量是多少？其中储存在,ATP,中的是多少？,没有，葡萄糖在线粒体中就被分解为丙酮酸和还原剂氢，所以多糖不进入线粒体。,不同生物的酶系统不同。,1 mol,葡萄糖彻底氧化分解释放的能量有,2870kj,，其中储存在,ATP,中的有,38X30.54=1161kj,，其余的能量都以热能的形式散失了。,7,、植物为什么不能长时间进行无氧呼吸？,植物通过无氧呼吸产生的酒精对植物细胞具有毒害作用。,2021/3/2,25,2,有氧呼吸与无氧呼吸的比较,项目,有氧呼吸,无氧呼吸,不同点,场所,条件,产物,能量,相同点,过程,实质,意义,细胞质基质、线粒体,需氧气、相应的酶,彻底的氧化分解产物：二氧化碳和水,细胞质基质,不需氧气，需相应的酶,不彻底的氧化分解产物：,酒精和二氧化碳或者乳酸,大量,少量,第一阶段相同。之后在不同的条件下，在不同的,场所、不同酶的作用下沿不同途径形成不同产物,氧化分解有机物，释放能量，产生,ATP,(1),为生物体的各项生命活动提供能量,(2),为体内其他化合物的合成提供原料,2021/3/2,26,三、影响呼吸作用的因素,（一）内因,（二）外因,原理：,温度通过影响酶的活性影响呼吸作用。,决定,基因,呼吸酶的种类和数量,1,、不同生物呼吸速率不同,表现,2,、同种生物不同发育阶段呼吸速率不同,3,、同一个体不同器官呼吸速率不同,1,、温度,t/,呼吸速率,应用,1,、低温保鲜蔬菜水果（如用冰箱）,2,、大棚蔬菜夜晚适当降温，以降低呼吸速率，有利于有机物的积累。,2021/3/2,27,A,2,、氧气浓度,B,氧气浓度,CO,2,生成量,O,C,P,Q,D,A,点：,O,2,浓度为,0,，产生的,CO,2,全部来自无氧呼吸；,AB,段：,随,O,2,浓度增大，无氧呼吸受到抑制，无氧呼吸产生的,CO,2,量减少；,B,点：,无氧呼吸的消失点；,OD,段：,随,O,2,浓度增大，有氧呼吸逐渐增强，产生的,CO,2,量逐渐增多；,P,点：,有氧呼吸和无氧呼吸产生的,CO,2,量相等；,Q,点：,CO,2,生成速率最小，呼吸作用强度最弱；,AQ,段：,由于,O,2,浓度增大，无氧呼吸受抑制；同时由于,O,2,浓度较低，有氧呼吸强度较弱；,C,点以后：,无,氧呼吸被完全抑制，,CO,2,全部来自有氧吸，因此,CO,2,生成总量等于有氧呼吸产生的,CO,2,量。,AC,段：,来自有氧呼吸和无氧呼吸,2021/3/2,28,A,B,氧气浓度,CO,2,生成量,O,C,P,Q,D,应用,蔬菜水果的储存,在进行蔬菜水果的储存时，一般将,O,2,浓度调至,Q,点对应的,O,2,浓度下，此时,CO,2,生成量最小，呼吸作用强度最弱，有机物分解速率最小，剩余量最多。,而不是在无氧条件下，在无氧条件下，细胞呼吸产生的酒精过多会导致腐烂。,3,、含水量,含水量,呼吸速率,4,、,CO,2,浓度,CO,2,浓度,呼吸速率,在进行蔬菜水果保鲜时，充入一定量的,CO,2,或,N2,可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。,2021/3/2,29,四、细胞呼吸方式的判断,1,、根据物质判断,（,1,）若有,O,2,消耗、水的生成或消耗，,。,（,2,）若有酒精生成，,。,（,3,）若有乳酸生成，,。,2,、根据物质的量的关系判断,（,1,）不消耗,O,2,但释放,CO,2,，,。,（,2,）无,CO,2,生成，,。,（,3,）酒精产生量,=CO,2,释放量，,。,（,4,）,CO,2,释放量,=O,2,吸收量，,。,（,5,）,CO,2,释放量,O,2,吸收量，,。,（,6,）,CO,2,释放量,O,2,吸收量，,。,（,7,）酒精产生量,CO,2,释放量，,。,2021/3/2,30,第4讲 光与光合作用,1,、分离色素常用的方法是什么？用该方法分离得到的叶绿体中的色素在滤纸条上从上到下依次是什么？分别呈什么颜色？,2,、色素的主要功能是什么？叶绿素和类胡萝卜素分别吸收什么光？,3,、提取色素用的试剂是什么？原理是什么？,4,、分离色素用的试剂是什么？原理是什么？,5,、提取色素时加CaCO,3,和SiO,2,的目的分别是什么？,2021/3/2,31,一、捕获光能的色素,（一）绿叶中色素的提取和分离,1,、实验原理,提取,提取原理：,提取试剂：,绿叶中的色素不溶于水，但易溶于有机溶剂，所以可以用有机溶剂提取色素。,常用无水乙醇（可用丙酮代替）,不同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的快；反之则慢,常用层析液（可用,93,号汽油代替）,2,、分离方法：,纸层析法,3,、材料用具,新鲜绿叶：,SiO,2,的作用：,CaCO,3,的作用：,色素含量较高,有助于研磨充分,保护色素（防止有机酸破坏色素）,分离,分离原理：,分离试剂：,2021/3/2,32,4,、方法步骤,（,1,）提取色素,过滤滤液时能否用滤纸过滤？,不能，滤纸吸附力强，会使滤液中色素含量非常少。,为什么要用棉塞将试管口塞严？,防止酒精挥发带走色素。,（,2,）制备滤纸条,滤纸为什么要干燥？,干燥的滤纸吸附能力更强，会使层析液扩散速度更快。,滤纸条为什么要剪去两角？,防止边缘效应，使色素带不整齐；区别上下端,（,3,）画滤液细线,滤液细线为什么要细、直、齐？,尽量使所有色素在同一条直线上，使色素带整齐。,为什么要重复画滤液细线？,增加滤液细线的的色素含量。,（,4,）分离色素,为什么不能让滤液细线触及层析液？,防止色素溶解在层析液中，使滤液细线的色素减少。,2021/3/2,33,捕获光能的色素,胡萝卜素,叶黄素,叶绿素,a,叶绿素,b,叶绿素,(,占,3/4),（橙黄色）,（黄色）,（蓝绿色）,（黄绿色）,主要吸收蓝紫光,主要吸收红光和蓝紫光,色素在滤纸条上扩散的越快，在层析液中的溶解度越大，反之越小。（溶解度最大的是胡萝卜素，最小的是叶绿素b）,色素带的宽窄说明色素的含量。色素带越宽，含量越高，反之则越少。,类胡萝卜素,(,占,1/4),色素在滤纸条的扩散的快慢说明什么？,色素带的宽窄说明什么？,色素带的条数说明什么？,色素的种类（4条）,2021/3/2,34,叶绿体中的色素提取液,四种色素对光的吸收,叶绿素主要吸收,_,类胡萝卜素主要吸收,_,蓝紫光,蓝紫光、红光,思考,1,、树叶为什么是绿色？,2,、,P97,问题探讨？,2021/3/2,35,色素只能吸收可见光，对红外光和紫外光等非可见光不吸收。,吸收、传递、转化光能,植物对各种波长的可见光都有吸收，只不过对绿光的吸收量最少，大量的绿光都被反射回来，所以叶片呈绿色。,植物休内与光合作用有关的色素只存在于叶绿体内，液泡内的色素不进行光合作用。而有些原核细胞（如蓝藻）也可进行光合作用，但光合色素不在叶绿体内。,色素带的分布呈同心圆。,1、色素的功能：,5、如果用圆形滤纸做该实验，会看到什么现象？,2、色素是否吸收所有光？,3、植物叶片为什么是绿色？,4、与光合作用有关的色素是否只存在于叶绿体中。,6、色素提取液颜色浅的原因有哪些？,（1）研磨不充分，色素未能充分提取出来,（4）选取叶片不够新鲜，是处于衰老或光照不足条件下生长的叶片。,（2）未加碳酸钙，色素分子被破坏,（3）剪取叶片太少或加入乙醇太多，色素提取液浓度过低。,2021/3/2,36,结论：植物可以更新空气,有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结果，所以有人认为植物也能使空气变污浊？,二、光合作用的发现过程,2021/3/2,37,1779,年，荷兰的英格豪斯,普利斯特利的实验只有在,阳光照射,下才能成功；植物体只有绿叶才能,更新空气,。,到,1785,年，发现了空气的组成，,人们才明确绿叶在光下放出的是,O,2,，吸收的是,CO,2,。,1845,年，德国科学家梅耶,根据能量转化与守恒定律指出：植物在进行光合作用时把光能转化成化学能储存起来。,2021/3/2,38,1864年萨克斯的实验,1,、为什么要暗处理？,消耗叶片中原有淀粉对实验结果的干扰。,排除叶片因生理状况不同对实验结果造成干扰。,排除叶片本身的颜色对实验结果造成干扰。,曝光一半显蓝色，遮光一半不显蓝色。,植物通过光合作用产生淀粉。,3,、将同一叶片一半曝光，一半遮光，有什么好处？,2,、是否设计了对照实验？对照组和实验组分别是什么？自变量和因变量是什么？,4,、为什么要用酒精脱色？,5,、实验结果：,6,、实验结论：,2021/3/2,39,1880年恩格尔曼的实验,隔绝空气,黑暗，用极细光束照射,完全暴露在光下,结论：,氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。,光合作用需要光照,水绵：,叶绿体呈带状分布，便于观察。,好氧细菌：,准确检测氧气的产生部位。,为什么先要对装片进行真空暗处理？,排除装片中原有氧气对实验结果的干扰。,2021/3/2,40,1939,年,鲁宾和卡门的实验,（同位素标记法）,结论：光合作用释放的氧气中的氧全部来自水。,C,18,O,2,+H,2,O,(CH,2,O)+O,2,CO,2,+H,2,18,O,(CH,2,O)+,18,O,2,2021/3/2,41,美国卡尔文,用,14,C,标记,14,CO,2,，供小球藻进行光合作用，探明了,CO,2,中的,C,在光合作用转化成有机物中的碳的途径，这一途径称为卡尔文循环。,2021/3/2,42,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,植物可以更新空气,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,2,2021/3/2,43,叶绿体,中的色素,H,2,O,NADPH,ATP,ADP+Pi,水的光解,O,2,2C,3,C,5,(C,H,2,O),多种酶,参加催化,CO,2,还 原,固 定,C,5,的再生,三、光合作用的过程：,2021/3/2,44,探究点一：光合作用的过程（难点）,答案：场所：叶绿体类囊体薄膜上。,条件：需要光、H,2,O、色素分子和酶。,物质变化：ATP的合成,水的光解：2H,2,O4H+O,2,能量转换：光能ATP和H中的活跃的化学能,问题,1.,光合作用的过程是十分复杂的，根据是否需要光，可以概括分为光反应和暗反应两个阶段。请说出光反应发生的场所、条件、物质变化和能量变化。,2021/3/2,45,问题,2.,请说出暗反应发生的场所、条件、物质变化和能量变化。,答案：场所：叶绿体基质中。,条件：需要光反应的产物,ATP,、,H,、多种酶和,CO,2,。,物质变化：二氧化碳的固定和三碳化合物的还原,能量转换：,ATP,、,H,中的活跃的化学能,有机物中的稳定的化学能。,问题,3.,请总结出光合作用的实质。,答案：物质变化：,CO,2,和,H,2,O,等无机物转为以糖类为主的有机物。,能量变化：光能转变为稳定的化学能（储存在以糖类为主的有机物中）。,2021/3/2,46,光反应,暗反应,场所,条件,物质变化,能量变化,联系,实质,类囊体薄膜表面,叶绿体基质,光、色素、酶,H,、,ATP,、酶,H,2,O,的光解,ATP,的合成,CO,2,的固定,C,3,的还原,光能转变成,ATP,中活跃的化学能,ATP,中活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能,光反应是基础，为暗反应提供,H,、,ATP,；,暗反应为光反应提供ADP和Pi，推动光反应,物质变化：无机物转变成有机物 能量变化：光能转变成有机物中的化学能,光反应和暗反应的比较,2021/3/2,47,思考题,将一棵在暗处放置了很久的植物，,突然,从暗处移到光下，其叶绿体中,C,3,和,C,5,的含量变化如何？,如果将在强光下放置很久的一棵植物，,突然,从光下移到暗处，,C,3,和,C,5,的含量又将发生什么变化？,2021/3/2,48,光照和,CO,2,浓度变化对细胞中,C,3,、,C,5,、,H,和,ATP,、（,CH,2,O),含量的影响,C,3,C,5,H,、,ATP,（,CH2O,）,弱到强,强到弱,高到低,低到高,增多,减少,增多,增多,增多,减少,减少,减少,减少,增多,增多,减少,增多,减少,减少,增多,CO,2,不变，光照由,光照不变，,CO,2,由,2021/3/2,49,四、影响光合作用强度的因素,1、光照（光照强度、光质）,2,、二氧化碳浓度,3,、温度,4,、必需矿质元素,5,、水分的供应,6,、多因子对光合速率的影响,2021/3/2,50,1,、光照强度,A,B,光照强度,O,CO,2,吸收,C,C1,CO,2,释放,a,b,c,d,e,f,A,点：,光照强度为,0,，此时只进行细胞呼吸，单位时间内释放的,CO,2,可表示此时细胞的呼吸强度。,AB,段：,光照强度增强，光合作用消耗的,CO,2,量增大，呼吸作用生成,CO,2,的量不变，光合作用大于呼吸作用。,B,点：,光合作用强度等于呼吸作用强度。,BC,段：,光合作用强度大于呼吸作用强度。,C,点：,光饱和点,。,（,d,、,c,）,（,d,、,c,、,f,、,e,）,（,f,、,e,）,（,a,、,b,、,f,、,e,）,（,a,、,b,、,f,、,e,）,2021/3/2,51,光照强度,A,B,净光合速率,总光合速率,真正,(,总,),光合速率,=,净光合速率,+,呼吸速率,CO,2,的吸收量,CO,2,的释放量,呼吸速率,C,CO,2,的固定量,CO,2,的吸收量,呼吸产生的,CO,2,量,=,+,2021/3/2,52,光照强度,A,B,净光合速率,总光合速率,真正,(,总,),光合速率,=,表观,(,净,),光合速率,+,呼吸速率,O,2,的释放量,O,2,的吸收量,呼吸速率,C,O,2,的释放量,O,2,的产生量,=,呼吸消耗的,O,2,量,+,2021/3/2,53,有机物的产生量（制造量）,有机物的积累量,呼吸消耗的有机物量,=,+,真正,(,总,),光合速率,=,表观,(,净,),光合速率,+,呼吸速率,2021/3/2,54,1,、,2021/3/2,55,净光合速率,呼吸速率,总光合速率,A,净光合速率,2021/3/2,56,B点：植物进行光合作用的最低CO,2,浓度,CO,2,浓度,A,B,CO,2,的吸收量,CO,2,的释放量,C,CO,2,补偿点,CO,2,饱和点,D,2,、,CO,2,浓度对光合作用的影响,2021/3/2,57,（,2006,四川高考题）将川芎植株的一叶片置于恒温的,密闭小室,，调节小室,CO2,浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度（以,CO2,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,2021/3/2,58,温度是通过影响酶的活性而影响光合作用速率的。,应用：冬天，温室栽培可适当提高温度；夏天，温室栽培可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用速率；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸，增加有机物的积累。,3、,温度,对光合作用的影响,2021/3/2,59,在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高使植物吸水困难从而导致光合作用速率下降。,应用：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时地、适量地增施肥料，可以提高作物的光合作用。,N,：,是各种酶以及,NADP,+,和,ATP,的重要组成成分，叶绿素中也有,N,元素。,P,：,是叶绿体膜、,NADP+,和,ATP,的重要组成成分。,Mg,：,叶绿素的重要组成成分。,K,：,在合成糖类，以及将其运输到块根、块茎和种子等器官过程中起作用。,4、,矿质元素,对光合作用的影响,2021/3/2,60,5、,水,对光合作用的影响,水的相对含量,O,光合作用强度,在一定范围内，随水的相对含量增多，光合作用强度增强，但当水的含量过高时，会使植物因进行无氧呼吸而产生酒精，进而影响光合作用。,应用：根据植物在不同阶段的需水要求，适时的、适,量的补充水分。,2021/3/2,61,曲线分析：,P,点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。当到,Q,点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可适当提高图示中的其他因子。,5、,多因子,对光合速率的影响,2021/3/2,62,光合速率,A,D,C,B,E,AB,段：,随光照强度增强，光合作用强度增强,BC,段：,随光照强度增强，温度过高，失水加快，导致气孔关闭，使,CO,2,供应量减少，光合作用强度减弱。,光合作用的日变化,CD,段：,温度降低，气孔打开，,CO,2,供应量增加，光合作用强度增强。,DE,段：,光照强度减弱，光合作用强度减弱,2021/3/2,63,光合作用和呼吸作用曲线图剖析,我们见到的有关光合作用和呼吸作用关系的变化曲线图中，最典型的就是夏季的一天中,CO,2,吸收和释放变化曲线。,2021/3/2,64,a,点：,凌晨,3-4,点时，温度降低，呼吸作用减弱，,CO,2,释放减少。,b,点：,早上,6,点左右，太阳出来，开始进行光合作用。,bc,段点：,光合速率,呼吸速率。,ef,段点：,光合速率,2021/3/2,84,一天的时间,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,10,15,14,2021/3/2,85,问题,5.,在生产生活实际中我们是怎样改变光强来改变光合作用强度的？,答案：适当提高光照强度、延长光合作用时间、增加光合作用面积合理密植、对温室大棚用无色透明玻璃；若要降低光合作用则用有色玻璃，如用红色玻璃，则透红光,不吸收其他波长的光，光合能力较白光弱，但较其他单色光强。,问题,6.,温度是怎样影响光合作用的？在生产中是怎样利用温度来增加农作物产量的？,答案：光合作用的光反应和暗反应是酶促反应，温度直接影响酶的活性，从而影响光合速率。温度过高，还会影响植物叶片气孔开度，影响,CO,2,供应，进而影响暗反应，从而影响光合速率。,在农业生产中可通过适时播种、温室栽培植物时，白天适当提高温度，晚上适当降温来提高产量。,2021/3/2,86,温度,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。,2021/3/2,87,问题,7.,二氧化碳又是怎样影响光合作用强度的？,答案：二氧化碳是光合作用的原料之一。环境中二氧化碳浓度的高低明显影响光合速率。在一定范围内，植物的光合速率是随,CO,2,浓度增加而增加，但到达一定程度时再增加,CO,2,浓度，光合速率不再增加。在实际生产中温室栽培植物时适当提高室内,CO,2,的浓度，如施放一定量的干冰或多施农家肥。,2021/3/2,88,3.CO2,浓度,2021/3/2,89,4.,叶龄,2021/3/2,90,5.,叶面积,2021/3/2,91,6.水分：,直接作用：作为光合作用的原料,间接作用：,(1)影响气孔开放,(2)影响光合产物运输,(3)缺水时淀粉水解加强，糖类积累,水分亏缺严重时，光合机构受损，电子传递降低，光合磷酸化解偶联。,2021/3/2,92,N,：,光合酶和,ATP,的重要组分,P,：,ATP,的重要组分；维持叶绿体正常结构和功能,Mg,：,叶绿素的重要组分,7.矿质营养,2021/3/2,93,P,点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。当到,Q,点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示的其他因子,光照强度、温度、,CO2,浓度等综合考虑提高光合作用强度,2021/3/2,94,2021/3/2,95,D,2021/3/2,96,光合作用原理的应用,（,1,）影响光合作用的因素,光照、,CO,2,、温度、水、矿质元素等,（,2,）提高农作物光合作用强度的措施,1,、适当提高光照强度、延长光照时间,3,、适当提高,CO,2,浓度,4,、适当提高温度,5,、适当增加植物体内的含水量,6,、适当增加矿质元素的含量,2,、合理密植,2021/3/2,97,问题,.,合理密植是提高农作物产量的重要措施。分析农民这样做的原因。,答案：合理密植是提高农作物产量的重要措施之一。密植要合理，也就是不能太稀，也不能太密。太稀，群体内每个个体虽能得到较好发展，但单位面积上光能利用不充分，故单位面积不高。太密，叶片过多，互相遮蔽，下层叶片受光少；另外密度过大通风不良，株间温度高，湿度大，易发生病害。所以密植要合理，才能充分利用阳光，提高光能利用率，以达到提高单位面积产量的目的。,2021/3/2,98,2021/3/2,99,变式训练 如图是某阳生植物光合作用强度,(,以,CO,2,的吸收量或放出量表示,),与光照强度之间的关系。能正确反映,a,点时该植物生理过程及量变关系的示意图是,(,),2021/3/2,100,不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光，即红藻反射出了,红光,，绿藻反射出,绿光,，褐藻反射出,黄色,的光。水层对光波中的红、橙部分吸收显著,多于,对蓝、绿部分的吸收，即到达深水层的光线是相对富含短波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方。,2021/3/2,101,再见！,2021/3/2,102,