第10講-光合作用課件

第10講能量之源—

光與光合作用高考考點(diǎn)1.光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程2.色素的提取、分離實驗3.葉綠體的結(jié)構(gòu)及色素分布4.光合作用的過程5.影響光合作用的因素6.光合作用與呼吸作用

五年后柳樹增重80kg多土壤減少不到100g原料：水分海爾蒙特栽培的柳樹實驗考點(diǎn)一：光合作用的發(fā)現(xiàn)過程有人重復(fù)了普利斯特利的實驗，得到相反的結(jié)果，所以有人認(rèn)為植物也能使空氣變污濁？普里斯特利（1771年）結(jié)論：植物可以更新空氣1779年，英格豪斯做了500多次植物更新空氣的實驗，有一天晚上，他把植物和小白鼠用玻璃罩密封，后來照明的蠟燭燃盡了，第二天早上他發(fā)現(xiàn)小鼠死了。

英格豪斯發(fā)現(xiàn)：普利斯特利的實驗只有在有光照（條件）射下才能成功，植物只有綠葉才能更新空氣。

由于當(dāng)時科學(xué)界還未發(fā)現(xiàn)空氣的組成，所以當(dāng)時人們并不知道植物更新了空氣的什么成分。直到1785年，由于發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，人們才明確綠葉在光下吸收的氣體是CO2（原料），放出的氣體是O2（產(chǎn)物）。在這一過程中，光能哪去了？

依據(jù)能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律，1845年德國科學(xué)家梅耶提出，植物在進(jìn)行光合作用時，把光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲存起來。薩克斯的實驗植物光合作用的產(chǎn)物除氧之外還有什么？植物光合作用的產(chǎn)物還有淀粉。曝光一側(cè)的葉片經(jīng)過碘液處理后變成藍(lán)色遮光一側(cè)的葉片經(jīng)過碘液處理后不變藍(lán)。設(shè)計實驗分析結(jié)果得出結(jié)論提出問題作出假設(shè)植物在光合作用中產(chǎn)生了淀粉（產(chǎn)物）。實施實驗暗處理4.恩格爾曼實驗（1880年)光合作用的場所是葉綠體,產(chǎn)物是氧氣.魯賓、卡門的實驗光合作用產(chǎn)生的氧是來自于水還是二氧化碳?光合作用產(chǎn)生的氧是來自于水（或者是二氧化碳）而且等體積二者的質(zhì)量比為8︰9。光合作用產(chǎn)生的氧氣來自于水，而不是來自于二氧化碳。提出問題設(shè)計實驗結(jié)果分析得出結(jié)論作出假設(shè)實施實驗卡爾文用14C的二氧化碳來追蹤光合作用中的碳原子，探明其轉(zhuǎn)移的途徑是：（）A、二氧化碳葉綠素ATPB、二氧化碳三碳化合物ATPC、二氧化碳三碳化合物糖類D、二氧化碳五碳化合物糖類考點(diǎn)二：綠葉中色素的提取和分離1.實驗原理：色素不溶于水，而溶于有機(jī)溶劑，使用無水乙醇提取色素不同的色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散的快，反之則慢。2.實驗步驟：提取原理：分離原理：1.提取綠葉中的色素(研磨、過濾）2.制備濾紙條3.畫濾液細(xì)線4.分離綠葉中的色素5.觀察和記錄研磨、過濾.提取色素：無水乙醇或丙酮.分離色素：紙層析法層析液胡蘿卜素3.實驗現(xiàn)象葉黃素葉綠素a葉綠素b胡蘿卜素葉綠素b葉綠素a葉黃素類胡蘿卜素葉綠素類胡蘿卜素胡爺愛幣橙黃色黃色藍(lán)綠色黃綠色(1)從色素帶的寬度可推知色素含量的多少。(2)從色素帶的位置可推知色素在層析液中溶解度大小。(3)在濾紙上距離最近的兩條色素帶是葉綠素a與葉綠素b，距離最遠(yuǎn)的兩條色素帶是胡蘿卜素與葉黃素。分離色素4.實驗中幾種化學(xué)試劑的作用層析液：無水乙醇：碳酸鈣：二氧化硅有助于：充分研磨提取色素保護(hù)色素、防止葉綠素遭破壞5.實驗中的注意事項①選材應(yīng)選取鮮嫩、顏色

的葉片，以保證。②提取色素時，研磨要

、

，且加入各物質(zhì)的量要比例恰當(dāng)，以保證

。深綠含有較多的色素迅速充分提取到較多的色素和色素濃度適宜③實驗為何要在通風(fēng)的條件下進(jìn)行？為何要用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯？濾紙條放入試管后為什么用棉塞塞緊試管口？因為層析液中的丙酮是一種有揮發(fā)性的有毒物質(zhì)。④畫濾液細(xì)線要

、

，且

后重復(fù)畫2～3次，其目的是既有

，又使

。⑤分離色素時，

，否則，濾液細(xì)線中的色素會

，而不會在濾紙上擴(kuò)散開來，導(dǎo)致實驗失敗。細(xì)直干燥較多的色素各種色素開始擴(kuò)散的起點(diǎn)相同濾液細(xì)線不能觸及層析液溶解到層析液中⑥濾紙條上有幾條不同顏色的色帶？其排序怎樣？寬窄如何？自上而下依次是橙黃色的胡蘿卜素，黃色的葉黃素，藍(lán)綠色的葉綠素a，黃綠色的葉綠素b。最寬的是葉綠素a，最窄的是胡蘿卜素。⑦為什么濾紙條要剪掉兩個角？保證色素擴(kuò)散速度相同6.異?，F(xiàn)象的分析若色素提取液呈淡綠色的，其原因有①選取的葉片顏色不是濃綠色，色素含量少②加入的無水乙醇過多，色素溶液濃度?、畚醇犹妓徕}或加入的過少，色素分子部分破壞④研磨不充分，色素未能充分提取出來若色素帶顏色較淺，其原因有①選取的葉片顏色不是濃綠色，色素含量少②加入的無水乙醇過多，色素溶液濃度小③未加碳酸鈣或加入的過少，色素分子部分破壞④研磨不充分，色素未能充分提取出來⑤劃濾液細(xì)線的次數(shù)太少，濾紙條上的色素含量少⑥層析時，部分濾液細(xì)線已觸及層析液例題

提取光合色素，進(jìn)行紙層析分離，對該實驗中各種現(xiàn)象的解釋，正確的是（）A、未見色素帶，說明材料可能為黃化葉片B、色素始終在濾紙上，是因為色素不溶于層析液C、提取液呈綠色是由于含有葉綠素a和葉綠素bD、胡蘿卜素處于濾紙最前方，是因為其在提取液中的溶解度最高答案：C葉綠素類胡蘿卜素葉綠素b葉黃素(藍(lán)綠色）（黃綠色）（橙黃色）（黃色）（含量占3/4）（含量占1/4）外膜內(nèi)膜基質(zhì)基粒1.葉綠體的結(jié)構(gòu)(色素)胡蘿卜素葉綠素a考點(diǎn)三：葉綠體的結(jié)構(gòu)、光合色素及其吸收光譜（光反應(yīng)酶、光反應(yīng)場所）（暗反應(yīng)酶、暗反應(yīng)場所）葉綠體：分布于葉肉細(xì)胞（主要）、保衛(wèi)細(xì)胞、幼嫩莖的皮層細(xì)胞、某些果實的表皮細(xì)胞等。酶：分布于基粒（類囊體）和基質(zhì)色素：分布于基粒（類囊體）上2.葉綠體中的色素及色素的吸收光譜類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光3.綠葉中的色素及功能：色素本身的顏色種類葉綠素a葉綠素b胡蘿卜素葉黃素藍(lán)綠色黃綠色橙黃色黃色選擇吸收光能藍(lán)紫光、紅光藍(lán)紫光綠葉中的色素可以吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能。色素吸收的光能都可用于光合作用，因為葉綠素對綠光吸收最少，綠光被反射出來，所以葉片呈現(xiàn)綠色。1．總反應(yīng)式：

2．光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較：

考點(diǎn)四：光合作用過程CO2+H2

*

O光能葉綠體（CH2O)+*O2聯(lián)系：光反應(yīng)與暗反應(yīng)共同構(gòu)建成光合作用的完整統(tǒng)一體。兩者緊密聯(lián)系。光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供能量(ATP)、還原劑([H])，光反應(yīng)是暗反應(yīng)的前提和基礎(chǔ)；暗反應(yīng)過程中產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應(yīng)合成ATP提供原料,使光反應(yīng)繼續(xù)。兩者相輔相成，相互影響，相互制約，缺一不可。項目光反應(yīng)暗反應(yīng)場所條件物質(zhì)變化能量變化時間實質(zhì)區(qū)別:光能→化學(xué)能，放出O2固定還原CO2為(CH2O)類囊體的薄膜上葉綠體的基質(zhì)中需葉綠素、光、酶需多種酶催化a.水的光解:b.ATP形成:a.CO2固定:b.C3化合物還原:葉綠素把光能→活躍化學(xué)能并儲存在ATP中。ATP中的活躍化學(xué)能→儲存在有機(jī)物中的穩(wěn)定的化學(xué)能。短促較緩慢3.光合作用的概念和意義（1）光合作用的概念（2）光合作用的意義①把無機(jī)物合成有機(jī)物，②將光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能，貯存在有機(jī)物中，③維持大氣成分的基本穩(wěn)定綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程。考點(diǎn)五：光合作用原理的應(yīng)用1.影響光合作用強(qiáng)度的因素有哪些？光照的時間與強(qiáng)度，光的成分；CO2的濃度；溫度的高低、必需礦物質(zhì)元素（N、P、Mg）、水分等。適當(dāng)提高CO2的濃度（溫室大棚）；增加光照時間和光照強(qiáng)度；白天適當(dāng)增加溫度，夜間適當(dāng)降低溫度；農(nóng)作物間距合理，選擇適當(dāng)?shù)墓庠吹龋缓侠硎┓?，提供必要的礦物質(zhì)元素；合理灌溉，提供適當(dāng)水分。增加農(nóng)作物產(chǎn)量的幾點(diǎn)做法：①圖中A點(diǎn)含義：

；②B點(diǎn)含義：

；③C點(diǎn)表示：

____；光照強(qiáng)度為0，只進(jìn)行呼吸作用光合作用與呼吸作用強(qiáng)度相等，又稱為光補(bǔ)償點(diǎn)光合作用強(qiáng)度不再隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)而增強(qiáng)，稱為光飽和點(diǎn)（1）光照強(qiáng)度

光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)是隨環(huán)境條件而變的。陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)較低。呼吸速率增加，補(bǔ)償點(diǎn)右移；呼吸速率減小，補(bǔ)償點(diǎn)左移。呼吸速率基本不變，光合速率下降，補(bǔ)償點(diǎn)右移；光合速率上升時，補(bǔ)償點(diǎn)左移。⑵二氧化碳的濃度：二氧化碳是光合作用（暗反應(yīng)）的原料，二氧化碳的濃度主要影響暗反應(yīng)。在一定范圍內(nèi)，植物光合作用強(qiáng)度隨著CO2濃度的增加而增加，但達(dá)到一定濃度后，光合作用強(qiáng)度

。不再增加⑶溫度：溫度主要影響

，主要影響暗反應(yīng)階段。溫度對光合作用速率影響曲線表示如下：⑷水肥條件：水是光合作用的原料（光反應(yīng)），當(dāng)植物葉片缺水時，氣孔會關(guān)閉，減少水分的散失，同時影響

進(jìn)入葉內(nèi)，暗反應(yīng)受阻，光合作用下降。酶的活性CO2N：參與有關(guān)酶以及ATP和NADP+的合成P：是ATP和NADP+的重要組成部分，在維持葉綠體膜的結(jié)構(gòu)和功能上也有重要作用K：與糖類的運(yùn)輸有關(guān)Mg：參與葉綠素的合成（1）表示方法：單位時間內(nèi)單位面積葉片利用CO2(或放出O2生產(chǎn)有機(jī)物)的量。2.光合速率CO2+H2

*

O光能葉綠體（CH2O)+*O2（2）單位：mg/(cm2·h)。（3）圖解與計算真正(實際)光合速率＝表觀光合速率(凈光合速率或?qū)崪y光合速率)＋細(xì)胞呼吸速率。（4）測定方法呼吸速率：將植物置于黑暗中，測定實驗容器中CO2增加量、O2減少量或有機(jī)物減少量。表觀光合速率：將植物置于光下，測定實驗容器中O2增加量、CO2減少量或有機(jī)物增加量。例題如右圖所示為光照強(qiáng)度對植物光合作用的影響。下列有關(guān)曲線的相關(guān)敘述中，錯誤的是(

)A．b代表光下植物干物質(zhì)積累量B．a(chǎn)的大小與外界溫度密切相關(guān)C．n點(diǎn)之后植物吸收CO2的量不再增加與葉綠體中酶數(shù)量等有關(guān)D．若植物長期處于光照強(qiáng)度為m的自然環(huán)境中，植物仍能生長答案：

DABCDCO2O2CO2O23.光合作用與細(xì)胞呼吸的聯(lián)系圖光合作用﹥呼吸作用ABEGCO2O2CO2O2光合作用﹤呼吸作用有呼吸無光合A光合小于呼吸AB光合等于呼吸B光合大于呼吸BC有機(jī)物的積累量

=有機(jī)物的生成量

—有機(jī)物的消耗量（光合作用）

總光合量（呼吸作用）

呼吸量

CO2的吸收量=光合固定的CO2量—呼吸產(chǎn)生的CO2量O2的釋放量=O2的產(chǎn)生量—O2的消耗量凈光合量4.計算呼吸速率的表示方法：植物置于黑暗環(huán)境中，測定實驗容器內(nèi)CO2的增加量、O2的減少量或有機(jī)物的減少量。

凈光合速率和真正光合速率

凈光合速率（表觀光合速率）：常用一定時間內(nèi)O2釋放量、CO2吸收量或有機(jī)物積累量表示；

真正光合速率（實際光合速率）：常用一定時間內(nèi)O2產(chǎn)生量、CO2固定量或有機(jī)物產(chǎn)生量表示；

綠色組織在有光條件下光合作用與細(xì)胞呼吸同時進(jìn)行，測得的數(shù)據(jù)為凈光合速率。真正光合速率(總)=凈光合速率+呼吸速率關(guān)系式用O2、CO2、或葡萄糖的量表示如下：①光合作用產(chǎn)氧量=氧氣釋放量+細(xì)胞呼吸耗氧量②光合作用固定CO2量=CO2吸收量+細(xì)胞呼吸釋放CO2量③光合作用葡萄糖產(chǎn)生量=葡萄糖積累量（增重部分）+細(xì)胞呼吸消耗葡萄糖量這株植物在光下1小時光合作用共產(chǎn)生

克葡萄糖該葉片在10℃、5000勒克斯的光照條件下，每小時光合作用所產(chǎn)生的氧氣量是

mg.

。。。則1小時積累的葡萄糖是

克。

（1）看文字在25℃條件下，這株植物在充分光照下1小時總共制造葡萄糖

克。

總光合量總光合量凈光合量總光合量將某綠色植物置于密閉玻璃罩內(nèi)，黑暗處理1h，罩內(nèi)CO2含量增加了25mg；再給以1h的充足光照，罩內(nèi)CO2減少了36mg，。

有關(guān)光合作用與呼吸作用的常用詞語的含義：葡萄糖的“制造”、“生產(chǎn)”、“合成”、“生成”、“產(chǎn)生”葡萄糖的“積累”、“凈生產(chǎn)量”、“儲存量”

二氧化碳的“固定量”或氧氣的“生成量”二氧化碳的“減少量”或氧氣的“釋放量”

“黑暗或夜晚”“光照或白天”總光合量凈光合量凈光合量通常只有呼吸，測得呼吸量既有光合又有呼吸，測量得凈光合作用總光合量（2）看坐標(biāo)圖總光合量凈光合量（3)審題將某種綠色植物的葉片，放在特定的實驗裝置中。研究在10℃、20℃的溫度下，分別置于5000勒克斯、20000勒克斯光照和黑暗條件下的光合作用和呼吸作用。結(jié)果如圖所示。請回答：

（1）該葉片的呼吸率在20℃下是10℃下的

倍。（2）該葉片在10℃、5000勒克司的光照下，每小時光合作用所產(chǎn)生的氧氣是

mg。（3）該葉片在20℃、20000勒克司的光照下，如果光合作用合成的有機(jī)物都是葡萄糖，每小時產(chǎn)生的葡萄糖為

mg。5.化能合成作用自養(yǎng)生物

以光為能源，以CO2和H2O（無機(jī)物）為原料合成糖類（有機(jī)物），糖類中儲存著由光能轉(zhuǎn)換來的能量。例如綠色植物。異養(yǎng)生物

只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機(jī)物來維持自身的生命活動。例如人、動物、真菌及大多數(shù)的細(xì)菌?；芎铣勺饔?/p>

利用環(huán)境中某些無機(jī)物氧化時所釋放的能量來制造有機(jī)物。少數(shù)的細(xì)菌，如硝化細(xì)菌。光能自養(yǎng)生物化能自養(yǎng)生物所需的能量來源不同（光能、化學(xué)能）6.不同條件下，C3、C5、

[H]

、ATP以及（CH2O）合成量的變化條件C3C5[H]和ATP（CH2O）合成量停止光照CO2供應(yīng)不變增加下降減少減少光照增強(qiáng)CO2供應(yīng)不變減少增加增加增加光照不變停止CO2供應(yīng)減少增加增加減少光照不變CO2供應(yīng)增加增加減少減少增加光照不變CO2供應(yīng)不變（CH2O）運(yùn)輸受阻增加減少增加減少[H]、ATP、C5的變化一般呈正相關(guān)；C5與C3變化相反。

“無光C3多，無碳C3少”1.右圖為大豆葉片光合作用暗反應(yīng)階段的示意圖。下列敘述正確的是A.CO2的固定實質(zhì)上是將ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)镃3中的化學(xué)能B.CO2可直接被[H]還原，再經(jīng)過一系列的變化形成糖類C.被還原的C3在相關(guān)酶的催化作用下，可再形成C5D.光照強(qiáng)度由強(qiáng)變?nèi)鯐r，短時間內(nèi)C5含量會升高C2.將題4圖所示細(xì)胞置于密閉容器中培養(yǎng)。在不同光照強(qiáng)度下，細(xì)胞內(nèi)外的CO2和O2濃度在短時間內(nèi)發(fā)生了相應(yīng)的變化。下列敘述錯誤的是A.黑暗條件下①增大，④減小B.光強(qiáng)度低于光補(bǔ)償點(diǎn)時，①、③增大C.光強(qiáng)度等于光補(bǔ)償點(diǎn)時，②、③保持不變D.光強(qiáng)度等于光飽和點(diǎn)時，②減小，④增大，B3.下圖所示某種植物在不同溫度下的光合和呼吸速率。光合速率通常以每小時每平方米葉面積吸收CO2毫克表示。A表示總光合速率，B表示凈光合速率，C表示呼吸速率。(1)A、B、C三者關(guān)系可表示為A=

。(2)一般測得的光合速率的實際結(jié)果為圖中的曲線