教学课件第五节光合作用(浙科版版).ppt

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1、,万物生长靠太阳,资料：,（1）地球表面上的绿色植物每年大约制造 4400亿吨的有机物。（2）地球表面上的绿色植物每年储存的能量 约为7.11*1018千焦。,第五节 光合作用,自养生物,以二氧化碳和水为原料，通过叶绿体，利用光能合成糖类等有机物，这些有机物为其自身的生长、发育和繁殖提供物质和能量,举例：植物、藻类、蓝藻、光合细菌、硫细菌、铁细菌等,异养生物,直接或间接依靠自养生物的光合产物生活,举例：人、动物、真菌和大部分细菌,一、光合作用概述：,1、概念：光合作用是指以CO2和H2O为原料，通过 叶绿体，利用光能合成糖类等有机物质，同时释放O2。,2、总反应式：,光能,叶绿体,外膜,内膜,

2、叶绿体基质,基粒,含有多种与光合作用有关的酶和少量的DNA,由类囊体堆叠而成，在类囊体薄膜上存在着与光合作用有关的酶和色素,3、场所：主要是叶绿体,基质,基粒,外膜,内膜,类囊体,叶绿体结构,（光合膜）,色素,叶绿素,类胡萝卜素,叶绿素a,叶绿素b,叶黄素,胡萝卜素,吸收可见的太阳光,2、叶绿体中的色素,1、实验原理,提取：色素能溶解在95%乙醇（丙酮）中,分离：色素在层析液中溶解度不同，使四种 色素随层析液在滤纸上扩散的速度不同而分离,四、色素的提取和分离纸层析法,色素的提取实验,返回,色素的分离实验,2、叶绿体中的色素,实验：叶绿素的提取和分离实验结果分析,胡萝卜素,叶黄素,叶绿素a,叶绿

3、素b,叶绿体中的色素种类及含量,色素,叶绿素,类胡萝卜素,叶绿素a（蓝绿色）,叶绿素b（黄绿色）,叶黄素（黄色）,胡萝卜素(橙黄色),3/4,1/4,叶龄,0,含量,叶绿体中色素的含量曲线图：,叶绿素（镁元素）,类胡萝卜素,为什么绝大多数植物叶片是绿色的?,为什么有些植物叶片在不同时期颜色不同呢？,思考:,由于叶绿素的含量大大超过类胡罗卜素，而使类胡罗卜素的颜色被掩盖，只显示出叶绿素的绿色,由于叶绿素比类胡罗卜素易受到低温的破坏，秋季低温使叶绿素大量破坏，而使类胡罗卜素的颜色显示出来,色素的功能,叶绿素主要吸收蓝紫光和红橙光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,色素吸收、传递、转换光能,可见光透过三棱镜

4、,可见光透过色素提取液,叶绿体色素吸收光谱,1、叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述正确的是()A.叶绿体中的色素都分布在类囊体的膜上 B.叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上 C.光合作用的酶只分布在叶绿体基质中 D.光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上,A,练一练,2、把叶绿体色素溶液放在自然光源和三棱镜之间，从镜的另一侧观察连续光谱中变暗的主要区域（）A红光和蓝紫光区域 B黄光和蓝紫光区域 C绿光和红光区域 D黄光和绿光区域,A,练一练,练一练,3用有机溶剂提取、纸层析法分离叶绿体色素的实验，不能证实的是()A.叶绿体色素溶解在有机溶剂中 B.在层析液中叶绿体色素的溶解度

5、是不相同的 C.在光下叶绿体色素主要反射绿光和黄光 D.叶绿体色素分布在叶绿体囊状结构的薄膜上,D,4、在“色素的提取和分离”实验中得到的色素带颜色较淡，分析其原因可能是 加入的丙酮太多 用无水乙醇代替丙酮 层析液没及滤液细线 研磨时没有加入CaCO3 研磨时没有加入SiO2 取的叶片叶脉过多，叶肉细胞过少 A、B、C、D、,C,练一练,6、某同学在做“叶绿体中色素的提取和分离”实验时，操作情况如下所述：将5g新鲜完整的菠菜叶，烘干后放在研钵中，加无水乙醇、石英砂、CaCO3以后，迅速研磨。用毛细吸管吸取少量滤液，沿滤纸上的铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线，并连续迅速地重复画23次。把画好细

6、线的滤纸条插入层析液中，并不断摇晃，以求加快色素在滤纸条上的扩散。结果实验失败，请指出其错误所在：a.，b.，C.。,不应用完整叶片而应剪碎 不应连续迅速重复画线，而应干后重复画线 不应摇晃，以免层析液没及滤液细线,练一练,光合作用（第二课时）,五、光合作用的过程：,五、光合作用的过程：,e-,光系统,光系统,e-,叶绿素、类胡萝卜素复合体,一、光反应过程图,光反应小结,基粒类囊体薄膜上,光、H2O、色素、酶,水的光解：H2O 2H+1/2 O2+2e-ATP合成：ADP+Pi ATPNADPH的生成：H+2e-+NADP+NADPH,光,酶光能,光能电能ATP、NADPH中的化学能,酶,二、

7、碳反应,多种酶参加催化,1个CO2,CO2的固定；C3的还原。,二、碳反应,C5的再生,注意：,1、碳反应在叶绿体基质中进行，首先一个CO2和一个五碳分子（RuBP）形成2个三碳分子（3磷酸甘油酸），2、接着每个三碳分子接受NADPH和ATP形成1分子三碳糖，3、三碳糖在叶绿体内可形成淀粉、蛋白质和脂质，大部分在叶绿体外形成蔗糖。,碳反应总结：,CO2的固定：,C3的还原：,ATP,NADPH、,条件：,场所：,物质变化：,能量变化：,叶绿体的基质中,多种酶、,NADPH、ATP,C5的再生：,NADPH、,ATP,问题探讨,碳反应的产物又是如何被植物体利用的呢？,光能转换成电能再变成化学能（

8、ATP、NADPH中）,ATP、NADPH中的化学能变成糖类等有机物中的化学能,光反应为碳反应提供NADPH和ATP,碳反应为光反应提供NADP+和ADP和Pi,CO2的固定：,2C3 2三碳糖,五、光合作用的过程：（小结）,叶绿体处不同条件下，C3、C5、NADPH、ATP以及(CH2O)合成量的动态变化,.下图是小球藻进行光合作用示意图，图中物质A与物质B的分子量之比是（）,C18O2,A,H2O,CO2,B,H218O,光照射下的小球藻,练一练,2、如果要测定藻类植物是否完成了光反应，最好是检测其（）A.葡萄糖的形成 B.淀粉的形成 C.O2的释放 D.CO2的吸收量,C,练一练,4.为

9、证实“光是进行光合作用必需条件”，某同学制订了下列实验方案：(1)实验目的：(略)(2)实验材料和用具：(略)(3)实验方法和步骤：取一株生长正常的盆栽绿色植物，将其放暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。暗室内装有红色安全灯。饥饿一段时间后，自暗室内取出，光照2小时，使其充分进行光合作用。取一叶片，放入盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿素溶于酒精中。将已脱绿的叶片取出，平铺在培养皿中，用碘碘化钾溶液，检测有无葡萄糖的特异颜色反应出现。该实验方案有几项明显错误，请指出并改正。,【解析】这位同学的实验方案有三处错误：1、在步骤中，暗室用红色安全灯是错误的，因为植物能够吸收红光进行光合作用，从而使

10、叶片内贮藏的有机物消耗掉的方案失败；2、葡萄糖与碘酒没有特异的颜色反应，步骤中检测的应该是淀粉；3、这一实验方案最大的缺陷是设计不严密，没有对照组，因此在步骤中，应选择两株生长状况相同的植物，一株遮光一株曝光，其他实验步骤相同。,光合作用的过程：（回顾）,3.下 图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：,图中B是，它来自于的分解。图中C是，它被传递到叶绿体的 部位，用于。图中D是，在叶绿体中合成D所需的能量来自 图中的H表示，H为I提供,2,水,H,基质,C3的还原,ATP,色素吸收的光能,光反应,H和ATP,练一练,光能转换成电能再变成活跃的化学能（ATP、NADPH中）,活跃的化学能变

11、成稳定的化学能,光反应为碳反应提供NADPH和ATP,碳反应为光反应提供NADP+和ADP和Pi,CO2的固定：,2C3 2三碳糖,叶绿体处不同条件下，C3、C5、NADPH、ATP以及(CH2O)合成量的动态变化,光合作用,（第三课时）,光合速率(光合强度)：是指一定量的植物（如一定的叶面积）在单位时间内进行多少光合作用（如释放多少O2、消耗多少CO2、合成多少淀粉）,表观（净）光合速率、真正（总）光合速率,表观光合速率=真正光合速率呼吸速率,六、影响光合速率的环境因素,六、影响光合速率的环境因素,怎样才能提高光合速率？,1、光,白光蓝紫光、红光绿光,不同光质对光合速率的影响,（2）光强度,

12、光照强度,0,C2,A点：黑暗时，只进行细胞呼吸,AB段：弱光下，光合作用小于细胞呼吸,B点：光补偿点，光合作用等于细胞呼吸,BC1段：强光下，光合作用大于细胞呼吸,（2）光强度,B：光补偿点,C2：光饱和点,光照强度,0,C2,b(总光合量)=a(净光合量)+c(呼吸作用),光补偿点：光合作用吸收的CO2和呼吸放出CO2相等时的光强度。,光饱和点：光合作用达到最强时所需的最低的光强度。,光合速率与光强度的关系,1.对植物而言，光照越强越好吗?,2.请在图上画出阴生植物胡椒光合速率的曲线?,2、温度影响酶的活性,光合作用是在 的催化下进行的，温度直接影响；B点表示：；BC段表示：；,酶的活性,

13、酶,此温度条件下，光合速率最高,超过最适温度，光合速率随温度升高而下降,将生长状况相同的水稻幼苗分成若干组，分别置于不同日温和夜温下生长，其他条件相同且适宜。一段时间后测定统计每组幼苗的平均高度，结果如下：,温室栽培中，白天可适当提高温度，夜间适当降低温度，适当提高昼夜温差，从而提高作物产量（有机物积累量）。,3、影响光合作用的因素CO2,1.如何提高大田和温室中的CO2含量?,CO2浓度在1%以内时，光合速率会随CO2浓度的增高而增高。农田里的农作物应确保良好的通风透光和增施有机肥。温室中可增施有机肥或使用CO2发生器等。,2.请在图上画出更弱光强度下光合速率的曲线?,光合速率的日变化:,两

14、个时间段为何光合速率不同？,H2O是光合作用的原料。在一定范围内,H20越多，光合速率越快，但到A点时，即H2O达到饱和时，光合速率不再增加。,4、影响光合作用的因素H2O,N：酶及NADPH和ATP的重要组分P：磷脂、NADPH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,5、矿质元素：,综合因素和主要因素：,光照强度、温度和CO2浓度对光合作用的影响是综合性的，但在某些情况下会有一个起限制性的主要因素。如：夏季早晨和正午光合作用下降，主要因素分别是光照强度、CO2等。,提高农作物产量的措施：,延长光合作用时间：增加光合作用面积：,增加光能

15、利用率,提高光合作用效率,控制光照强弱控制CO2供应控制必需矿质元素供应适时适量施肥,提高复种指数温室中人工光照,合理密植间作套种,通风透光在温室中施有机肥，使用CO2发生器,阴生植物阳生植物,提高农作物光合强度的措施：注意多用一些适当、适量、合理等字眼,3、适当提高CO2浓度,4、适当提高温度,5、适当增加植物体内的含水量,6、适当增加矿质元素的含量,2、合理密植,八、光合作用和需氧呼吸的比较：,光合作用的正常进行要受多种因素的影响，一个生物兴趣小组研究了CO2浓度、光照强度和温度对光合作用的影响，下面是一位同学根据实验结果绘制的一组曲线，你认为不正确的是(),D,1、若白天光照充足，下列哪

16、种条件对农作物增产有利 A.昼夜恒温25 B.白天温度25，夜间温度15 C.昼夜恒温15 D.白天温度30，夜间温度15,D,练一练,3、下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是 A、增大O2浓度 B、增大CO2浓度 C、增强光照 D、调节室温,A,练一练,4、在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉的是（）A、H B、C5化合物 C、ATP D、CO2,B,5、与光合作用光反应有关的是（）H2O ATP ADP CO2A.B.C.D.,A,练一练,7、某科学家用含有14C的CO2来追踪光合作用中的C原子，14C的转移途径是（）A、CO2 叶绿体 ATP B、CO2 叶绿素 ATP C、CO2 乙

17、醇 糖类 D、CO2 三碳化合物 糖类,D,8、在光合作用过程中，能量的转移途径是A、光能 ATP 叶绿素 葡萄糖 B、光能 叶绿素 ATP 葡萄糖 C、光能 叶绿素 CO2 葡萄糖D、光能 ATP CO2 葡萄糖,B,练一练,以下箭头各表示什么过程：,.,CO2,O2,a,b,d,c,f,e,h,g,1、测定植物光合作用的速率，最简单有效的方法是测定：A.植物体内葡萄糖的生成量 B.植物体内叶绿体的含量 C.二氧化碳的吸收量 D.植物体内水的消耗量,(09浙江理综)下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是 A、无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜 B、CO2的固定过程发生在叶绿体中，C6

18、H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中 C、光合作用过程中光能转变成化学能，细胞呼吸过程中化学能转变成热能和ATP D、夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量,D,3、如图所示为研究光照强度和CO2浓度对某植物光合作用速率的影响。下列有关叙述中不正确的是 A曲线中a点转向b点时，叶绿体中C3浓度升高 B曲线中b点转向d点时，叶绿体中C5浓度升高 C在一定范围内增加光照和CO2浓度，有利于提高光合效率 D曲线中C点产生的限制因素是叶绿体中酶数量,A,（2008江苏高考生物试卷）下列关于叶绿体和光合作用的描述中，正确的是 A叶片反射绿光故呈绿色，因此日光中绿光透

19、过叶绿体的比例最小 B叶绿体的类囊体膜上含有自身光合作用所需的各种色素 C光照下叶绿体中的ATP主要是由光合作用合成的糖经有氧呼吸产生的 D光合作用强烈时，暗反应过程直接将3个CO2分子合成一个三碳化合物,B,回答有关光合作用的问题。如图表示影响光合作用的因素X、Y和Z变化时，光合作用合成量和光强度的关系。,(1)图中Xl、X、X的差异是由于 影响光合作 用的 所导致。要提高大棚作物的光合作用合成量，由增加为Xl，最常采用的简便而有效的措施是。(2)图中Y1、Y、Y的差异是由于 影响了光合作用的 所致。,二氧化碳浓度和温度,碳反应,增加二氧化碳浓度或适度升温,光波波长(或光质),光反应,(09

20、广东生物)在充满N2与CO2的密闭容器中，用水培法栽培几株番茄，CO2充足。测得系统的呼吸速率和光合速率变化曲线如下图，请回答问题。,（1）68h间，光合速率（大于、小于）呼吸速率，容器内的O2含量，CO2含量，植株干重。（2）910h间，光合速率迅速下降，推测最可能发生变化的环境因素是；10h时不再产生ATP的细胞器是；若此环境因素维持不变，容器内的O2含量将逐渐下降并完全耗尽，此时另一细胞器即 停止ATP的合成，成为ATP合成的唯一场所。（3）若在8h时，将容器置于冰浴中，请推测呼吸速率会出现的变化及其原因。,大于,上升,下降,增加,光照强度,叶绿体,线粒体,细胞溶胶,呼吸速率下降，相关酶

21、的活性因降温而下降,6、为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗，请用所提供的实验材料与用具，在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上，继续完成实验步骤的设计和预测实验结果，并对你的预测结果进行分析。实验材料与用具：烟草幼苗、试管两支、稀溶液（为光合作用提供原料）、真空泵、暗培养箱、日光灯（实验过程中光照和温度等条件适宜，空气中和在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计）。实验步骤和预测实验结果：（1）剪取两小块相同的烟草叶片，分别放入盛有等量蒸馏水和稀溶液的两支试管中。此时，叶片均浮在水面。（2）用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体后，敞开试管口，可观察到叶片均下沉到试管

22、底部。.,（3）将这两支试管放在日光灯下，光照一段时间，结果NaHCO3 稀溶液中的叶片上浮,蒸馏水中的叶片仍在试管底部;（4）再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间,结果NaHCO3 稀溶液中的叶片下沉,蒸馏水中的叶片仍在试管底部,分析预测的结果:1.光照下,NaHCO3稀溶液中的叶片进行光合作用,释放出的氧气多于呼吸作用消耗的氧气,叶肉细胞间隙的氧气增加,叶片上浮,而蒸馏水中缺乏二氧化碳和氧气,叶片不能进行光合作用和有氧呼吸,叶肉细胞间隙缺乏气体,因此叶片仍位于试管底部.2.黑暗中,NaHCO3稀溶液中的叶片进行呼吸作用消耗了叶肉细胞间隙中的氧气,放出的二氧化碳溶于NaHCO3稀溶液中,叶肉细胞间隙缺乏气体,叶片下沉;蒸馏水中缺乏氧气,叶片不能进行有氧呼吸,叶肉细胞间隙仍缺乏气体,因此叶片仍位于在试管底部,7、将两个枝条分别置于营养液中。其中一枝仅保留一张叶片（甲），另一枝保留两张叶片（乙、丙），叶片置玻璃盒中密封（玻璃盒大小足以保证实验顺利进行），在甲叶和乙叶的盒中注入14CO2，装置如下图。照光一段时间后，可以检测到放射性的叶片 A、仅在甲中 B、仅在甲和乙中 C、仅在甲和丙中 D、在甲、乙和丙中,甲,乙,丙,