光和光合作用一轮复习ppt课件.ppt

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1、第4节 能量之源光与光合作用,1.叶绿体色素的提取实验： 原理、过程、注意事项、结果？2.色素的种类、颜色、吸收光谱、分布？3.光合作用的探究历程？,基础回顾：,光合作用的场所,思考：叶绿体的结构与其功能相适应的特点有哪些？,内有许多基粒，基粒由类囊体堆叠而成，增大了膜面积；叶绿体类囊体膜上分布着光合色素及光反应的酶系统(光反应场所)；叶绿体基质中含有大量与暗反应相关的酶(暗反应场所)。,1、色素种类及作用(1)分布：类囊体的薄膜上。(2)功能：吸收、传递和转换光能。,(3),绿叶中的色素,叶绿素（含量约占3/4）,_（蓝绿色）叶绿素b（_）,主要吸收 和,类胡萝卜素（含量约占1/4）,_（橙

2、黄色） 叶黄素（_）,主要吸收,叶绿素a,黄绿色,红光,蓝紫光,胡萝卜素,黄色,蓝紫光,如何设计实验证明叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用？ 100页,4、色素与吸收光谱,跟踪训练,1. （2009年广东卷）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,D,5、植物中色素的化学性质与叶色的关系,C55H72O5N4Mg,考点二：绿叶中色素的提取和分离,原理：,提取：,分离：,色素溶于有机溶剂而不溶于水，可用无水乙醇提取叶绿体中的色素（可用丙酮汽油、苯、石油醚等替代）。,各色素在层析液

3、的溶解度不同， 导致扩散速度不同,实验中几种化学试剂的作用,提取绿叶中的色素（若用95%的酒精呢？）,分离绿叶中的色素,使研磨充分，有利于色素的提取,防止研磨过程中叶绿体中的色素被破坏,实验步骤：98页,提取色素：,制备滤纸条,画滤液细线,色素分离,观察结果,5g绿色叶片（剪碎）+少许SiO2+CaCO3+10ml无水乙醇,迅速充分研磨,过滤收集绿色滤液，加盖,：,方法,：,细、直、匀,（纸层析法）：,方法及注意事项,干燥后，重复几次,.实验结果解读：,种类,颜色,含量,叶绿素(占总量3/4),(蓝绿色),(黄绿色),(橙黄色),(黄色),注意：1.色素带的位置代表什么？宽度呢？ 2.若分离得

4、到的色素带不明显，可能的原因？,下,上,溶解度,含量,三、实验注意（学案P6归纳提炼）1选材时应注意选择鲜嫩、色浓绿、无浆汁的叶片。如菠菜叶、棉花叶、洋槐叶等。2画滤液细线时，应以细、直、颜色浓绿为标准，重复画线时必须等上次画线干燥后再进行，重复23次。使分离出的色素带平整不重叠，清晰分明。,3因丙酮和层析液都是易挥发且有一定毒性的有机溶剂，所以研磨要快，收集的滤液要用棉塞塞住，层析时要加盖，尽量减少有机溶剂的挥发。4分离色素时，一定不要让滤纸条上的滤液细线接触到层析液，这是因为色素易溶解在层析液中，导致色素带不清晰，影响实验效果。5.将定性滤纸剪去两角，目的是防止两边色素在滤纸条上扩散过快，

5、不均匀，不便于观察实验结果。,1.在“绿叶中色素的提取和分离”实验中哪些因素会导致滤纸条上看不到色素带呢？只呈现类胡萝卜的两条带呢？(P76学案),思考,2.在温室内自然光照射基础上，给植物人工补充哪些单色光对增产有利？,蓝紫光、红光属于对植物光合作用最有效的光谱，因此可以补充这两种光达到增产的目的。,3. 如果把叶肉细胞破碎后放在烧杯中置于光下，能否进行光合作用？,可以进行，虽然细胞的结构被破坏，但叶绿体内的色素和酶仍能发挥作用。,4、海洋中藻类有分层现象，与植物中的色素吸收光的颜色有什么关系？（课本100页）,不同波长的光穿透性不同，不同藻类吸收不同波长的光。,4、海洋中藻类有分层现象，与

6、植物中的色素吸收光的颜色有什么关系？（课本100页）,反应方程式：,考点二：光合作用的探究历程,更新空气,光照下,绿叶,光能,化学能,淀粉,水,CO2,20世纪40年代,1880年恩格尔曼：光合作用 的场所是叶绿体,11864年萨克斯实验提前暗处理消耗掉叶片中原有的淀粉，避免干扰(实验组：一半曝光 脱色处理 对照组：一半遮光 脱色处理 碘蒸气处理 实验现象？实验结论：1，2自变量 ：光照(一半曝光与另一半遮光)， 因变量 ：叶片颜色变化（有无淀粉产生）。自身对照，,21880年恩吉尔曼的实验,隔绝空气,黑暗，用极细光束照射,完全暴露在光下,水绵和好氧细菌的装片,O2是由叶绿体释放出来的，叶绿体

7、是光合作用的场所。,结论：,恩格尔曼的实验设计巧妙之处在哪儿？提示主要表现在以下四个方面：选材方面，选用水绵为实验材料。水绵不仅具有细长的带状叶绿体，而且叶绿体呈螺旋状地分布在细胞中，便于观察、分析研究。将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了光线和氧气的影响，从而确保实验正常进行。选用了极细光束照射，并且选用好氧细菌检测，从而能够准确判断出水绵细胞中释放氧的部位。进行黑暗(局部光照)和曝光对比实验，从而明确实验结果完全是光照引起的。,自变量：光照(照光处与不照光处；黑暗与完全曝光)， 因变量：好氧菌的分布。自身对照，,320世纪30年代鲁宾、卡门实验实验方法：同位素标记法自变量：？因变

8、量：？自变量为标记物质， 因变量为O2的放射性。相互对照实验结论：?5、卡尔文的实验：同位素标记法方法是？结论是？,过程图解,供氢,供能,C3的还原,多种酶参加催化,2C3,C5,CO2的固定,CO2,光反应阶段,暗反应阶段,类囊体薄膜,叶绿体基质,分析讨论：1、叶绿体中ATP、H、 ADP的运动方向2. .此过程的能量变化3.元素C、H、O的去向,考点三：光合作用的过程,反应方程式：,巩固：用C18O2作为金鱼藻光合作用的原料，一段时间后在放射性18O将出现在（ ）（1）C6H12O6 （2）H2O （3）O2A、 （1） B、 （1） （2）C、 （1） （3） D、 （1） （2） （3

9、）,类囊体薄膜上,叶绿体基质中,光能电能活跃的化学能（ATP、NADPH中）,活跃的化学能稳定的化学能,水的光解H2O2H+1/2O2合成ATP ADP+Pi ATP,光,酶能量,CO2的固定CO2+C5 2C3三碳的还原2C3 CH2O+C5,酶,酶ATP H,光合作用光反应与暗反应的区别和联系,光合作用的实质:,1.物质转化：,2.能量转化：,光合作用的意义:,2C3,C5,还,原,固,定,（CH2O）,H,ATP,供能,酶,固,定,固,定,光照不变，CO2减少，则C3 _C5_;CO2不变，光照减弱，则C3 _ C5_,减少,增加,减少,增加,CO2减少，CO2的固定减少，C3还原基本不

10、变，所以。,光照减弱，H和ATP减少，C3还原减少，CO2的固定基本不变，所以。,考点四：条件骤变时各物质量的变化,CO2,光,原因：,原因：,减少或没有,增加,减少,（1）光照强弱，CO2供应不变,减弱,减弱,正常进行,增加,减少,增加,（2）光照弱强，CO2供应不变,增强,增强,正常进行,减少,增加,增加,（3）光照不变，CO2供应不足,减弱,正常进行,增加,减少,减少,（4）光照不变，CO2供应增加,增强,正常进行,总结：(1)以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化，而非长时间。(2)以上各物质变化中，C3和C5含量的变化是相反的，H和ATP含量变化是一致的。(3)具体分析

11、时理清C3、C5的“来源”与“去路”(C3产生于CO2的固定，消耗于C3的还原；C5产生于C3的还原，消耗于CO2的固定),能力提升,如图是一晴朗夏日某植物的光合作用强度随时间变化的曲线图，C点与B点比较，叶肉细胞内的C3、C5、ATP和H的含量发生的变化依次是（ ）A升、升、升、升 B降、降、降、降C降、升、升、升 D升、升、降、降,C,光合午休,考点四 影响光合作用强度的因素及光合作用原理的应用,光合作用强度：,植物在单位时间内通过光合作用产生的有机物的数量,测定指标：,光合作用的强度可以通过测定一定时间内原料消耗或产物生成量来定量表示。一般采用单位时间内氧气的释放量、单位时间内CO2的吸

12、收量、单位时间内植物重量（有机物）的变化量等指标测定光合速率。,影响光合作用强度的因素？,(色素、酶）,Mg、N等矿质元素；酶的活性受温度等影响。,光照强度、光质、光照时间；,气体反应物,作为反应物和反应的媒介；水分气孔关闭CO2供应,光照强度,净（表观）光合速率,C：光饱和点,呼吸速率,B：光补偿点；,真正光合速率,mg/dm2h,A: AB:B: BC:,只呼吸作用,呼吸大于光合,呼吸等于光合,光合大于呼吸,1.影响光合作用的环境因素-,光,疑难解读：,A,B,光照强度,0,阳生植物,阴生植物,C,阴生植物的光补偿点、光饱和点 阳生植物,16ban 关于阳生植物和阴生植物,间作套种时农作物

13、的种类搭配，林带树种的配置,光照强度,光补偿点；,mg/dm2h,15ban光补偿点和光饱和点的移动规律,光合作用强度增强：补偿点_移，饱和点_移光合作用强度减弱：补偿点_移，饱和点_移,左,右,右,左,提高CO2浓度？降低呢？缺Mg呢？,C光饱和点,2.CO2浓度,A:进行光合作用所需最低外界CO2浓度B:CO2饱和点,光合速率,0,外界CO2浓度,A B,应用：温室栽培时适当提高CO2的浓度。,措施：,大田生产“正其行，通其风”；施有机肥,3. 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1035下正常进行光合作用。,4.矿质营养,N：光合酶及NADP+和ATP的重

14、要组分P：NADP+和ATP的重要组分；维持叶绿体正常结构和功能K：促进光合产物向贮藏器官运输Mg：叶绿素的重要组分,应用：超过一定浓度，会导致土壤溶液浓度过高而导致植物渗透失水。适时、适量施肥。,6.叶龄,OA段幼叶。随幼叶的不断生长，叶面积增大，叶绿体增多，叶绿素含量增加，光合速率增加。AB段壮叶。叶片面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率稳定。BC段老叶。随叶龄的增加，叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。,应用措施：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶。可降低其呼吸作用消耗有机物。,O,光合作用速率,水和矿质元素浓度,A,1、单一因素对光合作用影响的图象,思考：1、大田里采取哪些措

15、施增加产量？2、温室大棚里如何提高产量？,温室大棚1、适当提高CO2的浓度（如对大棚进行通风）；2、增加光照时间和光照强度；3、白天适当增加温度，夜间适当降低温度；大田：4、合理密植，要“正其行，通其风” ，农作物间距合理，选择适当的光源等；5、合理施肥，提供必要的矿物质元素；使用有机肥？6、合理灌溉，提供适当水分。,增加农作物产量的几点做法：,2.多因子对光合作用速率影响的分析(如图所示),P点前：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子的不断加强，光合速率不断提高。,Q点：横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子，影响因素主要为各曲线所表示的因子。,PQ段：限制因素有横坐标所表

16、示的因子各曲线所表示的因子,右图为夏季某晴天一昼夜棉花植株对CO2的吸收量图示，据图回答：,一天中CO2浓度最低的时间是_点；CO2浓度最高的时间是_点；,F,B,考点五 密闭环境中一昼夜O2CO2含量变化,光合午休,密闭环境中一昼夜CO2含量变化？（P83）,83页学案巩固训 练1，84页2,P83 1、某实验小组为研究植物的光合作用，将两棵基本相同的植物分别置于透明的玻璃罩内，如图甲、乙所示。在相同自然条件下，一昼夜中测得植物氧气释放速率分别如丙、丁曲线所示。下列对该实验的结果的分析正确的是(),AAB段和CD段，曲线下降的原因相同BE点时，气孔关闭导致光合作用基本停止C一昼夜中，装置乙的

17、植物积累的有机物多D14 h时，装置甲的植物叶绿体中C3含量相对较高,P84页2将一植物放在密闭的玻璃罩内，置于室外进行培养，假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同。获得实验结果如下图。下列有关说法不正确的是,A图乙中的C点对应图甲中的C点，此时细胞内的气体交换状态对应图丙中的B图甲中的F点对应图乙中的H点，此时细胞内的气体交换状态对应图丙中的C到达图乙中的D点时，玻璃罩内CO2浓度最高，此时细胞内气体交换状态对应图丙中的D经过这一昼夜之后，植物体的有机物含量会增加,六、光合作用与细胞呼吸的关系,学案86页1光合作用和细胞呼吸关系图解2光合作用与细胞呼吸过程中物质和能量的转化关系思考：鲁宾

18、和卡门的实验是否需要限制时间？课本106页若CO2中的O被标记，最终释放的O2中含放射性吗？,79页15题,(1)图甲所示过程发生的场所为_，图中B物质的作用是_。A、B、C中可循环利用的是_。(2)图乙中曲线E代表_(填“幼叶”或“成熟叶”)的光合作用强度。当光照强度为0 klx时，E组叶肉细胞中能产生H的场所是_。(3)图乙中光照强度为3 klx时，相同时间内，等面积的E、F两组叶片合成葡萄糖的质量之比为_。光照强度为8 klx时，F组叶片的光合作用速率小于E组的，主要限制因素有_。(4)若给植物只提供含18O的C18O2，一段时间后，植物周围空气中出现了18O2，请用文字或图解简要说明该

19、现象的原因：_。,七、辨析总光合速率、净光合速率与呼吸速率 P88右下角,注m表示CO2n表示O21理清净光合速率和真正光合速率呼吸速率=总光合速率=净光合速率=,叶面积指数,87页,练89页3,89页2,八、光合速率的测定P88,甲可测？ 乙可测？如何设置对照矫正误差？,考点九.探究光照强度对光合作用强度的影响,讨论完成以下问题：1.实验的自变量？2.排出叶片内气体的方法？3.调节光照强度的方法？4.光合作用强弱的检测指标？,课本P104,实验原理：利用真空渗入法排除叶内细胞间隙的空气，充以水分，使叶片沉于水中。在光合作用过程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的溶解度很小，而在细胞间

20、积累，结果使原来下沉的叶片上浮，根据上浮所需的时间长短，即能比较光合作用的强弱。,在一定光照强度范围内，光合作用随着光照强度的增强而增强,观察与记录,不同光照强度对光合作用强度的影响,结论：,十、化能合成作用,自养生物,以光为能源，以CO2和H2O（无机物）为原料合成糖类（有机物），糖类中储存着由光能转换来的能量。例如绿色植物。,异养生物,只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。例如人、动物、真菌及大多数的细菌。,化能合成作用,利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。少数的细菌，如硝化细菌。,光能自养生物,化能自养生物,所需的能量来源不同（光能、化学能）,训练：甲、乙两图分

21、别表示光照强度和空气中CO2含量对某绿色植物光合作用的影响，丙图表示一天内某时间段蔬菜大棚内CO2浓度随时间的变化曲线。请据图回答下列问题。(1)甲图中的B点与乙、丙图中的_点叶肉细胞所处的生理状态相同，此时细胞中能产生ATP的部位有_；如果在缺镁的条件下，G点将向_方移动。(2)C点与B点相比较，叶绿体基质中C3的含量_(填“较多”、“较少”或“不变)。,(3)甲图中A点所进行的生理反应表达式为_。(4)光合作用在遇到一定限制因素时，其速率将不再增加，图中限制E点的外界因素是_。(5)据研究发现，当土壤干旱时，植物根细胞会迅速合成某种化学物质X。有人推测根部合成的X运输到叶片，能调节气孔的开

22、闭。他们做了如下实验：从该植株上剪取大小和生理状态一致的3片叶，分别将叶柄下部浸在不同浓度X的培养液中，以分析叶片中X物质浓度与气孔开放程度之间的关系。一段时间后，可以测得有关数据。以上方案有不完善的地方，请指出来并加以改正。_；_。,答案(1)D、G线粒体、叶绿体、细胞质基质右上(2)较少(3)C6H12O66O26H2O6CO212H2O能量(4)温度、光照强度等(5)样本量太小。应“取大小和生理状态一致的叶片若干，平均分为三组”缺乏空白对照。应增加1组，将叶片的叶柄下部浸在不含X的培养液中,77页 4.夏季晴朗的一天，甲、乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示。下列说法正

23、确的是(),A甲植株在A点开始进行光合作用B乙植株在E点有机物积累量最多C曲线BC段和DE段下降的原因相同D两曲线BD段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭,77页 6、测得两种植物的光合速率如下图所示(注：光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。据图分析，下列叙述正确的是(),A与单作相比，间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响B与单作相比，间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大C间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率D大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作,图乙中光照强度为3 klx时，相同时间内，等面积的E、F两组叶片合成葡萄糖的质量之比为3:2。,79

24、页15,82页2、(1)与15 d幼苗相比，30 d幼苗的叶片净光合速率_。与对照组相比，_光处理组的叶肉细胞对CO2的利用率高，据图分析，其原因是_。(2)叶肉细胞间隙CO2至少需要跨_层磷脂双分子层才能到达CO2固定的部位。,84页2、将一植物放在密闭的玻璃罩内，置于室外进行培养，假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同。获得实验结果如下图。下列有关说法不正确的是,A图乙中的C点对应图甲中的C点，此时细胞内的气体交换状态对应图丙中的B图甲中的F点对应图乙中的H点，此时细胞内的气体交换状态对应图丙中的C到达图乙中的D点时，玻璃罩内CO2浓度最高，此时细胞内气体交换状态对应图丙中的D经过这一

25、昼夜之后，植物体的有机物含量会增加,光照强度,释放量,A,B,O,CO2,C,吸收量,CO2,光饱和点,光补偿点；,mg/dm2h,光补偿点和光饱和点的移动规律,光合作用强度增强：补偿点_移，饱和点_移光合作用强度减弱：补偿点_移，饱和点_移,左,右,右,左,M,84页 3、已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 和30 。如图表示该植物在25 时光合强度与光照强度的关系。若将温度提高到30 (原光照强度和CO2浓度等不变)，从理论上分析图中相应点的移动应该是(),AA点上移，B点左移，m值增加BA点不移，B点左移，m值不变CA点下移，B点右移，m值下降DA点下移，B点不移，m值上升

26、,85页 9、实验一将a、b两种植物的叶片分别放置在相同的密闭小室中，给予充足的光照，利用红外测量仪每隔5 min测定小室中的CO2浓度，结果如图1所示。,实验二给予不同强度的光照，测定a、b两种植物叶片的CO2吸收量和CO2释放量，结果如图2所示。(1)在低浓度CO2时，固定CO2能力较强的植物是 _。025 min影响b植物光合作用强度的主要因素是_(2)实验一从开始经过10 min，通过光合作用制造的有机物总量：a植物_(填“大于”、“等于”或“小于”)b植物，原因是_。,CO2浓度。,b,(3)若在第5 min时，光照强度突然降低，a植物C5含量在短时间内将_。(4)2540 min两

27、个密闭小室内CO2含量相对稳定的原因是_。(5)实验二中，若给予的光照强度为x klx(AxC)，每日光照12 h，一昼夜中a植物的干重将_。,下降,增加,89页 5、如图表示20 时玉米光合作用强度与光照强度的关系，S1、S2、S3表示图中所示区域的面积，下列说法中错误的是(),AS1S3表示玉米呼吸消耗的有机物量BS2S3表示玉米光合作用产生的有机物总量C若土壤中缺Mg，则B点右移，D点左移DS2S3表示玉米光合作用有机物的净积累量,呼吸作用产生的总CO2：真正光合作用固定的总CO2：净光合作用固定的总CO2 ：,S3,S1+S3,S2+S3,S2-S1,D,E,F,mg/dm2h,二、光合作用的过程,光反应,暗反应,【探索三】光反应可以包含几个反应？其原料和产物分别是什么？反应场所是什么？,【探索四】暗反应可以分为几个阶段？其原料和产物分别是什么？,