总复习——光合作用.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,*,绿色植物的代谢,回顾：光合作用的基本过程和条件,怎样分析叶绿体中色素的种类、分布和光吸收的特性？能否说明原理？,叶绿体为光合作用的进行提供了什么条件？,哪些证据可以说明光合作用的全部过程都是在叶绿体中完成的？,光合作用发现过程有哪些重要的事实？光合作用的总反应方程式？,如何证明光合作用释放的氧气全部来自水?,光合作用的产物只有糖类吗？,光反应与暗反应各需要的条件是什么？二者的关系是什么？,如果以C,14,O,2,为原料，C,14,首先会出现在什么中间产物中？,假如实验中突然中断光照，叶绿体中C,3,、C,5的水平会随之发生什么变化？如果突然中断CO,2,的供应，叶绿体中C,3,、C,5,的水平又会发生什么变化？,五、光合作用,光合作用的意义：,-生物界最基本的物质代谢和能量代谢,制造有机物,将光能转化为化学能，储存在有机物中,净化空气，维持大气中氧气与二氧化碳相对稳定,1、叶绿体色素的吸收光谱,（一）光合色素的种类与功能,叶绿素,色素,吸收可见的太阳光,叶绿素：,主要吸收,红橙光,和,蓝紫光,类胡萝卜素：,主要吸收,蓝紫光,深化拓展：,(1)色素的吸收光谱,叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。,叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，但对其他波长的光并非不吸收，只是吸收量较少。,(2)不同颜色温室大棚的光合效率,无色透明大棚日光中各色光均能透过，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以用无色透明的大棚光合效率最高。,叶绿素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚光合效率最低。,分离方法：纸层析法,溶解度 扩散速度,（,橙黄色,）,（高 ）（快）,（,黄 色,）,（,蓝绿色,）,（,黄绿色,）,（低 ）（慢）,胡萝卜素,叶 黄 素,叶绿素a,叶绿素b,3.光合色素的种类与作用,（3/4）,（1/4）,蓝绿色,黄绿色,橙黄色,黄 色,主要吸收蓝紫光,主要吸收红光、蓝紫光,叶绿体色素的作用：,吸收、传递光能四种色素,转化光能只有少数叶绿素a,(1)光照：,光是影响叶绿素合成的主要条件：一般植物在,黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。,(2)温度：,最低24，最适30，最高40,温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿,素的合成。低温时，叶绿素分子易被破坏，而使叶片变黄。,(3)必需元素：,叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将,导致叶绿素无法合成，叶片变黄。另外，Fe是叶绿素合成过,程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，叶,片变黄。,4影响叶绿素合成的因素,（二）光合作用场所,1.叶绿体的结构与功能的关系,(1)基粒中的类囊体增大了受光面积。,(2)类囊体的薄膜上分布着酶和色素，利于光反应的顺利进行。,(3)基质中含有与碳反应有关的酶。,2功能验证1880年美国恩格尔曼的水绵实验,(1)实验过程及现象,黑暗中,光照下,氧是由叶绿体释放出来的,叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所,(2)实验结论,思考：恩格尔曼实验设计的巧妙之处在于？,选择水绵作实验材料，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌确定O,2,释放的部位，便于观察。,没有空气的黑暗环境排除了O,2,和光的干扰。,设置了对照实验：,自变量：光照（照光处与不照光处；黑暗与完全曝光）,因变量：好氧细菌的分布,即时突破,例：将培养有水绵的培养皿置于黑暗中一,段时间，并阻止氧气进入，此时只有,厌氧细菌,生长，当水绵被通过分光镜,获得的单色光光束照射时(如图)，藻,丝上细菌聚集最多的部位是 (),A.1、3 B2、3 C3、4 D1、4,解析：,该题是恩格尔曼实验的变形，恩格尔曼利用好氧细菌,检验光合作用是否进行，本题采用厌氧细菌。1、4区域是叶,绿素吸收光最多，光合作用最强，产生O,2,最多的地方。,答案：,B,（三）光合作用的过程,1、光合作用中的能量转换,（1）原初反应：,光能,叶绿素a,（特殊状态）,全部叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素和绝大多数的叶绿素a,叶绿素a,（递e物质）,4H,+,H,2,O,O,2,4e,4e,（递e物质）,2NADPH+2H,+,能量转换,吸收传递光能,2NADP,+,光能,电能,（2）电子传递及光合磷酸化,伴随电子传递及质子转移生成NADPH，同时偶联了ATP合成（能量暂时储存在NADPH和ATP之中）,ADP+Pi,0,2,H,2,0,ATP,NADPH,NADP,+,e,光,光,类囊体,电能活跃的化学能,（3）光合碳同化,利用ATP和NADPH将CO,2,还原成糖（ATP和NADPH中的化学能转存于糖中）,活跃的化学能稳定的化学能,2,(2009广东高考),将在黑暗中放置一段时间的叶片均分4块，置,于不同的试管中，按下表进行实验，着色最浅叶片所在的试,管是 (),(注：“”表示具有该条件。),A B C D,解析：,绿叶吸收绿光最少，植物在绿光下合成的淀粉最少，与,碘液反应着色最浅。答案：,D,2、光合作用的过程,【探索一】,光合作用的发现过程？,光合作用的发现,碘蒸气处理,一半曝光，一半遮光,在暗处放置几小的叶片,1864年,(德)萨克斯(Julius von Sachs)的实验,这个实验证明:,绿叶在光合作用中产生了淀粉,证明,：光合作用需要光,结论：,CO,2,是光合作用的原料之一。,证明,：光合作用产生氧气,美国科学家,鲁宾和卡门,采用,同位素标记法,研究光合作用,:,第一组,:CO,2,+H,2,18,O,(CH,2,O)+,18,O,2,第二组,:C,18,O,2,+H,2,O(CH,2,18,O,)+O,2,证明:,光合作用的氧全部来自水.,CO,2,+,H,2,O,*,(CH,2,O)+,O,2,*,光能,叶绿体,光合作用的概念及反应式,总结：,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,的过程。,6CO,2,+12H,2,O*C,6,H,12,O,6,+6O,2,*,+6H,2,O,光能,叶绿体,【探索二】,光合作用的具体过程可以分为几个阶段？,光合作用的过程,光能,叶绿素a,e,NADP,+,e,H,2,O,H,O,2,叶绿体,ATP,NADPH,H,（CH,2,O）,2C,3,CO,2,C,5,暗反应,光反应,(类囊体的薄膜上),(基质中),ADP+P,i,CO,2,C,5,固,定,2C,3,多种酶,叶绿体基质,ATP,ADPPi,酶,【H】,酶,光,叶绿体色素,叶绿体基粒,O,2,H,2,O,水,光,解,光反应,暗反应,光合作用的过程,CH,2,O,原,还,2C,3,光合作用的过程,光,H,2,O,氨基酸等,C,3,酸,光系统,2e,2e,2,H,+,CO,2,C,5,糖,光,光系统,淀粉,光反应类囊体膜,碳反应叶绿体基质,光反应与暗反应的,比较,能量变化,物质变化,叶绿体的基质中,类囊体的薄膜上,场所,需多种酶催化,叶绿体色素,、,光,、,酶,条件,同化还原,CO,2,为(CH,2,O),实质,暗反应,光反应,项目,光能 化学能,放出,O,2,2H,2,O 4【H】O,2,ADPPi,能,ATP,固定:,CO,2,C5 2C,3,还原:2C,3,(CH,2,O),【H】,ATP,光能 活跃化学能,(存于ATP中),ATP中,活跃化学能 稳定化学能,(存于有机物中),联系：,光反应 暗反应,【H】、ATP,ADP、Pi,C,3,C,5,C,3,C,5,转化,ADP,ATP,减少,H,亦减少,光照,黑 暗,气孔关闭,CO,2,吸收量明显,减少,光合作用条件改变引起的物质,变化,叶绿体处于不同的条件下，,C,3,、,C,5,、,H,、ATP以及,（CH,2,O）,合成量的动态变化：,增加,下降,减少或没有,减少或没有,减少,增加,增加,增加,减少,减少,减少,减少,减少,增加,增加,增加,增加,增加,增加,减少或没有,（四）影响光合作用的因素,1.影响光合作用的植物体内部的因素是什么？,2、影响光合作用的主要环境因素有哪些？,适应性：阴生与阳生植物,结构适应：C,3,与C,4,植物,CO,2,浓度、光照强度、温度、水分、矿质营养、氧气,利用所学知识分析以下图片：,（1）光合作用与光照强度的关系：,阴生植物与阳生植物的适应性相同吗？,农田作物夏季晴天,“午睡”的主要影响,因素是什么？,0,光合作用强度,光照强度,阳生植物,阴生植物,光合作用与光质的关系：,哪些颜色的光更有利于提高光合作用的效率？,红光、蓝紫光,光照强度：,光 质光照时间：,光合面积：,适当,提高,光照强度,温度大棚使用,无色,色透明玻璃,延长,光合作用时间,合理,密植,光照强度,光合作用强度,O,B,A,C,呼吸速率,光补偿点,光饱和点,A,B,C,B,A,C,光照强度,光合速率,O,呼吸速率,光补偿点,光饱和点,真光合速率,净光合速率,（2）光合作用与CO,2,浓度的关系：,通常植物处于饥饿状态,光照强度,在生产实践中，通常采取哪些措施提高光合作用效率，达到增产的目的？请说出采取这些措施的原理。,农田通风、增施农家肥、温室使用气肥；,加大昼夜温差、满足必须矿质元素的供应。,光合作用强度,CO,2,含量1.5X10,-3,CO,2,含量3.2X10,-4,CO,2,含量7.0X10,-5,0,二氧化碳,a,b,a,b,c,d,c-CO,2,补偿点,s-CO,2,饱和点,水：,光合作用原料，,良好,溶剂,，,影响,气孔,开闭，间接影响,CO,2,吸收,措施,：合理,灌溉,。,肥（,矿质元素,）,N、Mg、Fe、Mn,与叶绿素合成有关,K、P,影响糖类的合成与运输,P,参与叶绿体膜结构及能量的传递,措施,：合理施肥,合理施肥,140,120,100,80,60,40,20,0,kg/hm,2,成熟期,乳熟期,开花期,孕穗期,拔节期,返青期,越冬期,小麦对K的需要量,140,120,100,80,60,40,20,0,kg/hm,2,成熟期乳熟期,开花期,孕穗期,拔节期,返青期,越冬期,小麦对P的需要量,温度：,温度影响,酶,活性：,措施,：,适时播种,温室栽培 白天适当,提高,温度，夜间适当,降低,温度。,呼吸速率,真光合速率,净光合速率,光合作用受多种生态因素综合作用,温度、光照强度、CO,2,浓度的综合影响,A,B,C,呼吸作用与光合作用的比较,例,科学家研究植物光照强度与光合速率（以氧气释放量表示）的关系时，得到如下曲线。,在图中b点，植物进行光合作用释放的氧气量等于呼吸作用吸收的氧气量；c点以后，光照强度增加，光合速率不再增加。,有人做如下实验，将一些水生植物浸在水族箱中，用太阳灯作为光源，通过改变太阳灯与水族箱之间的距离来改变光照强度，并以植物在光下单位时间内放出的气泡数（氧气量）表示光合速率。测得实验结果如下表：,请分析回答问题：,（1）当太阳灯与水族箱的距离大于45cm时，光合作用释放的氧气量,（大、小、等）于呼吸作用吸收的氧气量。,（2）当太阳灯与水族箱的距离从45cm逐渐移到15cm的过程中，光合速率变化相当于曲线图中,段,的变化，此时影响光合速率的主要因素是,。,（3）当太阳灯与水族箱的距离小于15cm时，此时影响光合速率主要因素可能是,。,小,BC,光照强度,CO,2,浓度,4下图为植物光合作用过程图解。请回答下列问题：,（1）图中色素分子分布在叶绿体的,上；,表示,CO,2,的,。,（2）光反应的产物中，不参与暗反应的物质是,。,（3）在光照下，若停止CO,2,供给，细胞内的C,3,含量将会,。,（4）在黑暗环境中，图中不能发生的反应是,。,囊状结构薄膜,固定,O,2,减少,光反应和暗反应,巩固练习,例.科学家在研究光合作用的过程中做了如下实验.在培养小球藻的试管内加入,14,C,标记的,CO,2,先,进行一定强度的光照后,再黑暗处理,分别检测到小球藻体内的三碳化合物和五碳化合物的放射性强度,得出的曲线如下图.请据图回答:,光照,黑暗,每种化合物放射性强度,加入,14,CO,2,时间 (s),I,II,(,1),三碳化合物和五碳化合物都是光合作用,_阶段的产物.,(2)曲线I表示的是_的变化趋势.判断依据是:黑暗处理 时,由于光合作用的_阶段终止,不能提供_和_,导致小球藻内_积累.,(3)理论上讲,三碳化合物和五碳化合物的放射性出现较晚的是_.,暗反应,C,3,光反应,ATP,【H】,C,3,C,5,