時(shí)光合作用解析PPT課件

1、1闡明光合作用的基本過程。（）2分析影響光合作用速率的環(huán)境因素。（）【考點(diǎn)要求】第1頁/共56頁回顧所學(xué)知識，思考：1.葉綠體中含有幾種光合色素？它們的顏色、含量、吸收光譜分別是什么？2.這些色素分布在葉綠體的什么位置？3.光合色素可以通過什么方式被提取和分離？原理分別是什么？4.怎樣使綠葉被研磨得更加充分？怎樣防止研磨中色素被破壞？5.選材、制備濾紙條和進(jìn)行色素分離時(shí)要注意什么？6.經(jīng)過分離后，濾紙條上從上往下有幾條色素條帶？顏色分別是什么？一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)第2頁/共56頁第3頁/共56頁葉綠素b葉綠素a葉黃素胡蘿卜素第4頁/共56頁葉綠素類胡蘿卜素葉綠素a（藍(lán)綠色）葉綠素b（黃綠色

2、）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）吸收吸收紅光紅光和和藍(lán)紫光藍(lán)紫光吸收吸收藍(lán)紫光藍(lán)紫光1、捕獲光能的色素含量約占3/4含量約占1/4色素第5頁/共56頁 捕獲光能的色素存在于哪種細(xì)胞器中？第6頁/共56頁2、捕獲光能的結(jié)構(gòu)葉綠體（1）分布能夠進(jìn)行光合作用的植物細(xì)胞能夠進(jìn)行光合作用的植物細(xì)胞（2）形態(tài) 一般呈扁平的橢球形或球形一般呈扁平的橢球形或球形（3）結(jié)構(gòu)外膜內(nèi)膜（4）功能光合作用的場所光合作用的場所基粒由類囊體堆疊形成，含色素和酶由類囊體堆疊形成，含色素和酶基質(zhì)含多種與暗反應(yīng)相關(guān)的含多種與暗反應(yīng)相關(guān)的酶酶外膜基?；|(zhì)內(nèi)膜第7頁/共56頁 光合作用的反應(yīng)物、產(chǎn)物、場所和條件是什么？能用一個(gè)化

3、學(xué)反應(yīng)式來表示嗎？第8頁/共56頁化學(xué)反應(yīng)式：CO2 + H2O (CH2O) + O22.光合作用的過程 光合作用：綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程。光合作用的意義：1、將無機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物； 2、 將光能轉(zhuǎn)化為儲存在有機(jī)物中的化學(xué)能； 3、維持大氣中O2和CO2含量的相對穩(wěn)定； 4、對生物的進(jìn)化具有重要作用。 第9頁/共56頁光合作用包括一系列化學(xué)反應(yīng)，可以根據(jù)是否需要光能分為兩個(gè)階段：1.光反應(yīng)階段2.暗反應(yīng)階段第10頁/共56頁光反應(yīng)暗反應(yīng)場所場所條件條件物質(zhì)物質(zhì)變化變化能量能量變化變化聯(lián)系聯(lián)系類囊體薄膜類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)葉綠

4、體基質(zhì)光、色素、酶、水光、色素、酶、水多種酶、多種酶、H、ATP、CO2光能轉(zhuǎn)化成光能轉(zhuǎn)化成ATP、H中活躍的化學(xué)中活躍的化學(xué)能能ATP 、H中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成有中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能 光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供H和ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi水的光解 2H2O4H+O2ATP的合成 ADP+Pi ATP 光能 酶光能 酶 酶ATP、HCO2的固定 CO2+C5 2C3C3的還原 2C3 (CH2O)+C5第11頁/共56頁1. 1. 元素去向元素去向 (1)氧元素氧元素 H2O O2 CO2 (CH2O)(2)碳元素：碳元素：CO2C3(CH2O)(3

5、)氫元素：氫元素：H2O (CH2O)第12頁/共56頁2.2.光照強(qiáng)度和光照強(qiáng)度和COCO2 2濃度變化對光合作用的影響濃度變化對光合作用的影響(1) 光照強(qiáng)光照強(qiáng)弱弱 CO2供應(yīng)不變供應(yīng)不變H減少減少ATP減少減少O2產(chǎn)生量減少產(chǎn)生量減少C3還原減弱還原減弱CO2固定正常進(jìn)行固定正常進(jìn)行 C3含量上升含量上升 C5含量下降含量下降第13頁/共56頁(2) 光照不變光照不變 減少減少CO2供應(yīng)供應(yīng) CO2固定減弱固定減弱 C3還原仍正常進(jìn)行還原仍正常進(jìn)行C3含量下降含量下降C5含量上升含量上升H相對增加相對增加ATP相對增加相對增加兩種物質(zhì)轉(zhuǎn)化速度變慢，兩種物質(zhì)轉(zhuǎn)化速度變慢，O2產(chǎn)生量減少產(chǎn)

6、生量減少第14頁/共56頁改變條件改變條件C3C5HH和和ATPATPCO2濃度濃度不變不變減小光照強(qiáng)度減小光照強(qiáng)度增加增加減少減少減少減少增大適宜光照增大適宜光照減少減少增加增加增加增加光照強(qiáng)度光照強(qiáng)度不變不變減少減少CO2供應(yīng)供應(yīng)減少減少增加增加增加增加增加增加CO2供應(yīng)供應(yīng)增加增加減少減少減少減少外界條件改變對C3、C5、H和ATP含量的影響（短時(shí)間內(nèi)）：第15頁/共56頁影響光合作用強(qiáng)度的因素有哪些？ CO2+H2O （CH2O）+O2光能光能葉綠體葉綠體(色素、酶）Mg、N等礦質(zhì)元素酶的活性受溫度等影響光照強(qiáng)度、光質(zhì)、光照時(shí)間；反應(yīng)物作為反應(yīng)物和反應(yīng)介質(zhì)；水分氣孔關(guān)閉CO2供應(yīng)第16

7、頁/共56頁內(nèi)因：外因：光（強(qiáng)度、光質(zhì)） CO2濃度溫度礦質(zhì)元素水分 酶的活性色素含量影響光合作用強(qiáng)度的因素：第17頁/共56頁光照強(qiáng)度光照強(qiáng)度COCO2 2bCOCO2 2(1)(1)光照強(qiáng)度aca點(diǎn)：光照強(qiáng)度為0，此時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，釋放的CO2量代表細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度。b點(diǎn)：細(xì)胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，b點(diǎn)所示光照強(qiáng)度稱為光補(bǔ)償點(diǎn)。c點(diǎn)：光照強(qiáng)度達(dá)到一定程度時(shí)，光合作用強(qiáng)度不再增加，此時(shí)的光照強(qiáng)度稱為光飽和點(diǎn)。第18頁/共56頁AB段：A點(diǎn)：C點(diǎn)：B點(diǎn)：BC段：只進(jìn)行細(xì)胞呼吸光合作用強(qiáng)度細(xì)胞呼吸強(qiáng)度光合作用強(qiáng)度達(dá)到最大值（光補(bǔ)償點(diǎn)）光飽和點(diǎn)DD點(diǎn)：指

8、出右圖曲線中各點(diǎn)及線段的含義（從光合作用與細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度來分析）第19頁/共56頁 假設(shè)日出時(shí)間為5點(diǎn)，日落時(shí)間為19點(diǎn)，請畫出一個(gè)密閉玻璃溫室內(nèi)一晝夜間CO2濃度的變化曲線，并解釋各點(diǎn)和區(qū)段的含義。第20頁/共56頁FG段：AD段、HI段：光合速率小于呼吸速率正午溫度很高，蒸騰作用很強(qiáng)，氣孔大量關(guān)閉，CO2供應(yīng)量減少，導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度明顯減弱。正午過后溫度有所降低，蒸騰作用減弱，氣孔逐漸開放，CO2供應(yīng)量增加，導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度有所增強(qiáng)。GH段：光合速率大于呼吸速率DH段：光合速率等于呼吸速率D點(diǎn)、H點(diǎn)：第21頁/共56頁（2）CO2濃度在一定范圍內(nèi)，光合作用速率隨CO2濃度的增加而增大，但C

9、O2濃度增加到一定程度后，光合作用速率不再增加。光合速率0CO2濃度A BA:CO2補(bǔ)償點(diǎn)，光合作用吸收的CO2量與呼吸作用釋放的CO2量相等時(shí)的CO2濃度B:CO2飽和點(diǎn)（光合速率不再增加時(shí)外界的CO2濃度）CO2濃度與光合速率的關(guān)系：CO2吸收速率第22頁/共56頁1.溫室栽培時(shí)利用干冰適當(dāng)提高CO2的濃度；2.大田栽培時(shí)“正其行，通其風(fēng)”、增施農(nóng)家肥等增大CO2濃度，提高光合速率。 應(yīng)用：第23頁/共56頁左移左移右移右移右移左移第24頁/共56頁已知某植物光合作用和細(xì)胞呼吸的最適溫度分別是25、30，圖示曲線表示該植物在25時(shí)光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系。若將溫度調(diào)到30(原光照強(qiáng)度和

10、CO2濃度不變)，圖中相應(yīng)點(diǎn)的移動分別是()Aa點(diǎn)上移，b點(diǎn)左移，m值上升Ba點(diǎn)不移，b點(diǎn)左移，m值不變Ca點(diǎn)下移，b點(diǎn)右移，m值下降Da點(diǎn)下移，b點(diǎn)不移，m值上升第25頁/共56頁AB光照強(qiáng)度吸收吸收CO2陽生植物陰生植物C陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)都比陽生植物低釋放釋放CO2陽生植物和陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)、光飽和點(diǎn)比較：第26頁/共56頁 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。 （3 3）溫度）溫度應(yīng)用：溫室栽培時(shí)白天適當(dāng)提高溫度，以提高光合作用的速率第27頁/共56頁N：酶、H和ATP的重要組成成分P：H和ATP的重要組成成分Mg：葉綠素的重要組成成分 （4 4）必

11、需元素）必需元素必需元素濃度光合作用速率應(yīng)用：根據(jù)作物的需肥規(guī)律，適時(shí)、適量地增施肥料，可提高農(nóng)作物產(chǎn)量。 在一定濃度范圍內(nèi)，增大必需元素的供應(yīng)，可提高光合作用速率，但超過一定濃度后，會因土壤溶液濃度過高而導(dǎo)致植物滲透失水而萎蔫。第28頁/共56頁（5）水分水分既是光合作用的原料，又是化學(xué)反應(yīng)的媒介；缺水會直接影響光合作用。水分是植物蒸騰的對象。缺水氣孔關(guān)閉CO2進(jìn)入受阻間接影響光合作用應(yīng)用：根據(jù)作物需水規(guī)律合理灌溉植物夏季正午“午休”第29頁/共56頁第30頁/共56頁O光照強(qiáng)度COCO2 2吸收COCO2 2釋放ABCOCO2吸收量COCO2 2濃度ABO光合作用速率10 20 30 40

12、 50 溫度ABCO光合作用速率葉齡ABC單一因素對光合作用的影響單一因素對光合作用的影響O必需元素濃度光合作用速率第31頁/共56頁P(yáng)點(diǎn)：此點(diǎn)之前，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨該因子的不斷加強(qiáng)，光合速率不斷提高。Q點(diǎn)：此時(shí)橫坐標(biāo)所示的因素不再是影響光合速率的因子，影響因素為其它因子。多因素對光合作用的影響第32頁/共56頁光照強(qiáng)度超過光飽和點(diǎn)以后，限制光合作用強(qiáng)度繼續(xù)增加的內(nèi)、外因素分別是什么？內(nèi)因是色素含量、酶的數(shù)量和活性，外因是CO2濃度等除光照強(qiáng)度之外的環(huán)境因素。第33頁/共56頁 植物在進(jìn)行光合作用的同時(shí)也在進(jìn)行著呼吸作用。真正光合速率（總光合速率）是指單位時(shí)間內(nèi)植物

13、在光照下制造的有機(jī)物的總量。 凈光合速率（表觀光合速率）是指在單位時(shí)間內(nèi)凈增的有機(jī)物量（總量扣除呼吸作用消耗量）。 真正光合速率(總光合速率)、凈光合速率(表觀光合速率)、呼吸速率的關(guān)系：真正光合速率凈光合速率呼吸速率第34頁/共56頁2.真正光合速率與凈光合速率、呼吸速率的關(guān)系 綠色植物在光下同時(shí)進(jìn)行光合作用與細(xì)胞呼吸，單位時(shí)間內(nèi)CO2吸收量代表凈光合速率。植物在黑暗環(huán)境中的CO2釋放量代表呼吸速率。凈光合速率第35頁/共56頁真正光合速率、凈光合速率、呼吸速率的表示方法：第36頁/共56頁葉肉細(xì)胞在不同光照強(qiáng)度下的四種生理狀態(tài)：強(qiáng)光照射，光合作用速率細(xì)胞呼吸速率中性光照，光合作用速率細(xì)胞呼

14、吸速率弱光照射，光合作用速率 細(xì)胞呼吸強(qiáng)度圖(2)：光合作用強(qiáng)度細(xì)胞呼吸強(qiáng)度圖(3)：光合作用強(qiáng)度 細(xì)胞呼吸強(qiáng)度圖(4)：植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，不進(jìn)行光合作用第38頁/共56頁光合作用的探究歷程 年代年代科學(xué)家科學(xué)家結(jié)論結(jié)論17711771普利斯特利普利斯特利17791779英格豪斯英格豪斯17851785年年18451845梅耶梅耶18641864薩克斯薩克斯18801880恩格爾曼恩格爾曼19391939魯賓、卡門魯賓、卡門2020世紀(jì)世紀(jì)4040年年代代卡爾文卡爾文植物可以更新空氣(更新空氣中何種成分當(dāng)時(shí)未知)只有在光照下植物才可以更新空氣植物進(jìn)行光合作用時(shí)將光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能綠葉進(jìn)行光合作

15、用產(chǎn)生淀粉O2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全部來自水闡明CO2中的C轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中C的途徑綠葉在光下放出和吸收的氣體分別是O2和CO2第39頁/共56頁 薩克斯的實(shí)驗(yàn)一半遮光一半曝光綠葉光合作用的產(chǎn)物除氧氣外還有淀粉曝光遮光碘蒸氣碘蒸氣呈深藍(lán)色無顏色變化碘蒸氣碘蒸氣黑暗黑暗12h綠葉（1）暗處理的目的？（2）是否為對照實(shí)驗(yàn)？（3）自變量、因變量？（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：第40頁/共56頁 魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)：光合作用產(chǎn)生的氧氣全部來自水，而不是CO2（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：（1）實(shí)驗(yàn)方法？（2）是否為對照實(shí)驗(yàn)？（3）自變量、因變量？第41頁/共56頁葉綠體功能的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證葉綠體功能的實(shí)

16、驗(yàn)驗(yàn)證隔絕空氣水綿和好氧細(xì)菌的裝片氧氣是由氧氣是由葉綠體通過光合作用葉綠體通過光合作用釋放的，釋放的，葉綠體是光合作用的場所葉綠體是光合作用的場所；光合作用需要光照光合作用需要光照。黑暗，用極細(xì)光束照射黑暗，用極細(xì)光束照射完全暴露在光下完全暴露在光下實(shí)驗(yàn)結(jié)果：好氧細(xì)菌集中于葉綠體被光束照射的部位好氧細(xì)菌分布于葉綠體所有受光部位實(shí)驗(yàn)結(jié)論：本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法有什么巧妙之處？第42頁/共56頁2. 2.條件控制及對照設(shè)置好條件控制及對照設(shè)置好: :(1)(1)沒有空氣的黑暗環(huán)境沒有空氣的黑暗環(huán)境排除排除了氧氣和光的了氧氣和光的干擾干擾；(2)(2)極細(xì)的光束極細(xì)的光束照射，葉綠體上可分為光照多和光照照

17、射，葉綠體上可分為光照多和光照少的部位，相當(dāng)于一組對照實(shí)驗(yàn)。少的部位，相當(dāng)于一組對照實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)的巧妙之處：該實(shí)驗(yàn)的巧妙之處：1. 1.實(shí)驗(yàn)材料好實(shí)驗(yàn)材料好: :(1)(1)水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察; ;(2)(2)用好氧細(xì)菌可確定釋放氧氣多的部位。用好氧細(xì)菌可確定釋放氧氣多的部位。第43頁/共56頁化能合成作用 少數(shù)種類的細(xì)菌（如硝化細(xì)菌），不能進(jìn)行光合作用，但能夠利用體外環(huán)境中的某些無機(jī)物氧化時(shí)釋放的能量來制造有機(jī)物，這種合成作用叫做化能合成作用。第44頁/共56頁 2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量 2HNO2+O2 2HNO3+能量

18、 能量 CO2 + H2O (CH2O)硝化細(xì)菌的化能合成作用硝化細(xì)菌的化能合成作用第45頁/共56頁根據(jù)獲取有機(jī)物方式的不同，可以將生物分為：自養(yǎng)生物異養(yǎng)生物光能自養(yǎng)生物化能自養(yǎng)生物（綠色植物、光合細(xì)菌、藍(lán)藻）（硝化細(xì)菌）（人、動物、真菌及大多數(shù)細(xì)菌）第46頁/共56頁第47頁/共56頁 光合作用產(chǎn)生的糖類等有機(jī)物又是怎樣合成的呢？ 美國科學(xué)家卡爾文等用小球藻做實(shí)驗(yàn)：用美國科學(xué)家卡爾文等用小球藻做實(shí)驗(yàn)：用14C標(biāo)記的標(biāo)記的14CO2，供小球藻進(jìn)行光合作用，追，供小球藻進(jìn)行光合作用，追蹤其放射性，最終探明了蹤其放射性，最終探明了CO2中的中的C在光合作在光合作用過程中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中用過程中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中C的途徑。這一途徑的途徑。這一途徑又被稱為卡爾文循環(huán)。又被稱為卡爾文循環(huán)。第48頁/共56頁 1說出葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能，簡述葉綠體色素的種類和作用。 2評述光合作用的發(fā)現(xiàn)史。 3概述光合作用的實(shí)質(zhì)和意義。 4闡明光反應(yīng)、暗反應(yīng)階段的能量變化和物質(zhì)變化，及兩個(gè)階段的相互關(guān)系。 5解釋光照、溫度、二氧化碳濃度等的變化對光合作用速率的影響?！究键c(diǎn)精析】第49頁/共56頁波長（nm） 用透過三棱鏡的