光合作用总结ppt课件.pptx
光合作用总结,（一）光合作用的研究历史,享学课堂,（二）叶绿体及其色素一、叶绿体的结构1分布：植物的叶肉细胞和幼嫩茎的表皮细胞。2形状：一般呈扁平的椭球形或球形。3. 结构： 双层膜 基粒：几个到几十个，由类囊体堆叠而成，分布有与光反应有关的酶和色素。 基质：含有与暗反应有关的酶和少量DNA和RNA。,二、叶绿体中的色素1、色素的分布：类囊体膜、色素种类,3、吸收光谱4、色素的功能：吸收光能、传递光能(四种色素)，转化光能(只有少量叶绿素a)。5、特性：不溶于水，能溶于酒精、丙酮等有机溶剂。叶绿素结构不稳定，衰老或环境不良时被破坏。思考：为什么正常情况下叶片呈现绿色？（叶绿素含量远高于类胡萝卜素）为什么秋季叶片会变黄？（寒冷条件下叶绿素被破坏）,三、“叶绿体中色素的提取和分离”实验1、实验原理（1）提取原理：叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂（无水酒精、丙酮、汽油、苯等）中，所以用无水酒精可提取叶绿体中色素。（2）分离原理：色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得快，反之则慢2、实验方法：纸层析法3、实验程序提取色素 制滤纸条 滤液划线 层析 观察结果,4、实验中几种化学物质的作用：无水酒精：作为提取液可溶解叶绿体中的色素；层析液（主要成分为石油醚）：用于分离色素；二氧化硅：使研磨充分；碳酸钙：可防止研磨过程中叶绿素被破坏。5、实验的关键之处：研磨要迅速、充分：减少研磨过程叶绿素的分解，减少有毒性的丙酮挥发。干燥的滤纸的一端剪去二个角的目的：使层析液同时到达滤液细线，层析时，色素分离效果好。滤液细线越细、越齐的目的：防止色素带之间部分重叠。滤液细线不能触到层析液：防止色素溶解在层析液中，影响实验结果。层析时需加塞密封：层析液中的苯、丙酮、石油醚易挥发。,思考1：色素提取液颜色淡的原因有哪些？（研磨不充分，色素未能充分提取出来；未加CaC03，叶绿素分子被破坏；剪取叶片太少或加入丙酮太多，色素提取液浓度过低。）思考2：变黄的叶片提取色素层析的可以观察哪些色素带？（2条）,（三）光合作用的过程1、光合作用的反应式：CO2 + 2H2O* （CH2O）+ O*2 6CO2 +12H2O C6H12O6 +6H2O+6O2,叶绿体,光能,光能,叶绿体,2、过程,（1）光反应思考1：H+和e的来源是什么？（H2O）；H+和e的去向是哪里？（NADPH）思考2：活跃化学能储存在哪里？（主要在ATP、部分在NADPH）；ATP中的活跃化学能来自何处？（类囊体膜两侧H+的浓度差所形成的电势能）思考3：H+通过什么结构从类囊体腔扩散到叶绿体基质中？(类囊体膜上的ATP合成酶)思考4：光照增强类囊体腔中pH发生什么变化？（下降，水的光解增强，产生的H+增多）思考5：光合作用产生的O2扩散到细胞外至少穿越几层膜？（4层，包括细胞膜1层、叶绿体膜2层、类囊体膜1层）,（2）暗反应思考1：合成1分子葡萄糖需还原多少C3？（12分子）思考2：NADPH（H+）的作用？（还原C3）；思考3：CO2同化为糖类的途径？（CO2C3(CH2O)）思考4：光合作用合成的糖类去向？（小部分在叶绿体中合成为淀粉储存、大部分转变为蔗糖运输到植物其他部位、部分参与脂肪、蛋白质的合成）。,（3）光反应与暗反应的区别和联系,（4）环境因素突然变化对细胞内相应物质的瞬时影响,特别提醒：(1)在以上各物质的含量变化中：C3和C5含量的变化是相反的，即C3增加，则C5减少；H和ATP的含量变化是一致的，都增加，或都减少。(2)以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对量的变化，而非长时间。（四）光合作用的影响因素 CO2 + 2H2O* （CH2O）+ O*2,光能,叶绿体,气体反应物,光照强度、光质、光照时间,作为反应物和反应的媒介；水分气孔关闭CO2供应,色素、酶Mg、N等矿质元素；酶的活性,光合速率通常是指单位时间、单位叶面积的CO2吸收量或O2的释放量，也可用单位时间、单位叶面积上的干物质积累量来表示。由于测量时的实际情况，光合作用速率又分为净光合速率和真正光合速率。（净光合速率=真正（实际）光合速率呼吸速率）一、内在因素：如植物种类不同、同一植物在不同的生长发育阶段、叶龄、光合产物的输出等。1、同一植物的不同生长发育阶段：幼苗期营养生长期开花期,2、叶龄：光合速率随叶龄增长出现“低高低”的规律随幼叶不断生长，叶面积不断增大，叶内叶绿体不断增多,叶绿素含量不断增加，光合速率不断增加（OA段）。 壮叶时，叶面积、叶绿体、叶绿素都处于稳定状态，光合速率基本稳定（AB段）老叶时，随叶龄增加，叶内叶绿素被破坏，光合速率下降（BC段）。,3、叶面积指数（光合面积）OA段随叶面积的增大，实际光合作用不断增大，A点为光合作用面积的饱和点。超过A点，光合作用不再增强，原因是有很多叶被遮挡在光补偿点以下。OB段干物质量随光合作用增强而增加。B点以后干物质的量下降，原因是光合总量不变，但呼吸消耗量增大，所以干物质积累量不断降低如BC段。应用：如合理密植、间作和套种,4、光合产物(蔗糖)的输出：光合产物(蔗糖)的输出的速率会影响叶片的光合速率。例如，摘去花、果实等都会暂时阻碍光合产物输出，降低叶片特别是邻近叶的光合速率；反之，摘除其他叶片，只留一张叶片与所有花果，留下叶的光合速率会急剧增加。对苹果等果树枝条环割，由于光合产物不能外运，会使环割上方枝条上的叶片光合速率明显下降。5、植物的种类：与植物自身的遗传性有关，如阴生植物、阳生植物,二、环境因素1、光照强度原理：影响光反应阶段ATP、H的产生。光补偿点：指在一定光强范围内，光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中放出的CO2等量的光照强度。光饱和点：指当达到某一光强时，光合速率就不再增加时的光强。思考：P点（光饱和点）的限制因素？（外因：CO2浓度、温度 内因：叶绿体数量、色素含量、酶的数量等）应用：阴雨天应补充光照，把光强控制在光饱和点。,2、光质(光的波长)白光 蓝紫光 红光 绿光原理：受色素的吸收光谱影响。3、CO2浓度原理：影响暗反应阶段C3的生成。,CO2饱和点(B、F点）：当CO2达到一定浓度时，再增加CO2浓度，光合速率也不再增加；CO2补偿点（E点）：植物光合速率和呼吸速率相等时的CO2浓度称为CO2补偿点（E点）；A、D点进行光合作用所需CO2的最低浓度 。思考：P点（CO2饱和点）时光合速率的限制因素？（外因：光照强度、温度 内因：色素含量、酶的数量等）应用：温室可通过放干冰；大田中：控制农作物的密度（合理密植）保证通风良好、增施有机肥，使土壤微生物分解有机物增多，放出CO2增多；,4、温度原理：主要通过影响（暗反应）酶的活性来影响光合速率。间接影响（植物“午休”现象）：当温度过高时，为减少水分的散失，气孔关闭，会导致CO2吸收减少，从而暗反应受阻，光合速率下降。应用：大田中适时播种、温室白天调到最适温度或适当升温，晚上适当降温，提高昼夜温差；阴雨天白天适当降温，维持昼夜温差（原因：降低呼吸作用消耗）。,思考：判断图中曲线哪条代表最适植物生长的温度？(T1)5、水原理：水分既是光合作用的原料，又是化学反应的媒介；影响气孔的开闭。(缺水气孔关闭CO2进入受阻间接影响光合作用)6、矿质元素N：酶及ATP的重要组分；P：NADPH、ATP的重要组分；Mg：叶绿素的重要组分,三、多因素对光合速率的综合影响分析：P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随该因子的不断加强，光合速率不断提高。当到Q点时，横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可适当提高图示的其他因子。不同的光质影响光反应，因此最初光合强度就有差异，但随光强度的增强，最终都能达到光的饱和点。,四、光合作用坐标图上“补偿点”和“饱和点”的移动问题归纳1、光（CO2）补偿点移动规律：若呼吸速率增加，补偿点应右移，反之则左移。若呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降时，补偿点应右移，反之应左移。2、光（CO2）饱和点移动规律：适当提高温度或增加CO2浓度，光饱和点增大右移。阴生植物的呼吸速率、补偿点、饱和点一般比阳生植物低。,思考1：已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25、30，如图曲线表示该植物在25时光合作用强度与光照强度的关系。若将温度调节到30的条件下（原光照强度和CO2浓度不变），从理论上讲，图中相应点的移动分别是？（a点下移，b点右移，m值下降）。当土壤或培养液中缺乏Mg时，图中相应点的移动分别是？（a点不变，b点右移，m值下降）,思考2：如果光照强度增加，a、b两点如何移动？（光照强度适当增强，光合作用增强（呼吸作用不变），a点左移；光照增强，光反应增大，产生更多的H和ATP，促进了暗反应的进行，所以吸收的CO2量增多，b点右移。）,五、光合作用的日变化图像分析 图1：温暖、晴朗、水分供应充足时，光合速率日变化呈单峰曲线。日出后光合速率逐渐提高，中午前后达到高峰，之后降低，日落后净光合速率出现负值。 图2：气温过高，光照强烈，光合速率日变化呈双峰曲线。大的峰出现在上午，小的峰出现在下午，中午前后光合速率下降，呈现光合“午休”现象。引起光合“午休”的原因是温度过高，蒸腾作用失水过多，引起气孔部分关闭、CO2供应不足。,（五）光合作用的的相关计算1、植物体中光合作用与呼吸作用的关系：绿色植物既进行光合作用，也进行呼吸作用，光合作用进行的必要条件是有光，呼吸作用则时刻进行与光无关。分析叶肉细胞中O2和CO2出入的情况：,2、测量光合作用的指标：通常有CO2吸收量、O2释放量、有机物的积累量。其中A1、A2、A3这三项可以按1：6：6的摩尔比计算；B1、B2、B3；C1、C2、C3也可以按1：6：6的摩尔比计算。,3、有关光合作用、呼吸作用常用词语含义葡萄糖的“制造”、“生产”、“合成”、“生成”、“产生”、“离体的叶绿体所测出的”、“光合作用CO2固定的量”总光合量。葡萄糖的“积累”、“净生产量”、“转化为淀粉量”、“坐标轴图形体现的光合作用速率出现负值”、“CO2或O2增加、较少量”净光合量“黑暗或夜晚”呼吸量,
