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1、第四节光与光合作用,一、光合作用概述：,1、概念：,2、总反应式：,光能,叶绿体,绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O转化成储存能量的有机物，并释放出O2的过程。,二、捕获光能的色素和结构,实验,绿叶中色素的提取和分离,1、提取的色素原理？2、分离色素的原理？,色素能溶解在有机溶剂无水乙醇,各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的则在滤纸上扩散的快。,3、方法步骤 纸层析法1）、提取色素：称取 剪碎 研磨（碳酸钙 二氧化硅 无水乙醇）过滤（单层尼龙布）2）、制备滤纸条：剪去两角（防止两边滤液 扩散速度太快），画铅笔线3）、画滤液细线：细、直、齐，重复几次4）、分离：用层析液，液面不
2、能淹没滤液细线,4、捕获光能的色素种类和含量,捕获光能的色素,类胡萝卜素,叶绿素,胡萝卜素,叶黄素,叶绿素a,叶绿素b,(占1/4),(占3/4),滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？,（橙黄色）,（黄色）,（蓝绿色）,（黄绿色）,光合色素,种类,功能,吸收、传递和转化光能,特性,不溶于水，只溶解于有机溶剂,光合色素是不是只有类胡萝卜素和叶绿素？,叶绿体中的色素提取液,5、四种色素对光的吸收,叶绿素主要吸收_类胡萝卜素主要吸收_,蓝紫光,蓝紫光、红光,思考,1、树叶为什么是绿色？,2、P100拓展题2？,不同颜色的藻类吸收不同波长的光。吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收
3、蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方,绿藻,褐藻,红藻,6、光合色素的分布场所：主要是叶绿体,恩格尔曼的实验,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,结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所，光合作用需要光照,光合作用的场所只能是叶绿体吗？,蓝藻、光合细菌等没有叶绿体也能进行光合作用。,三、光合作用的探究历程（P101102）,光合作用的具体过程是如何被人们认识和发现的哪？,光合作用的探究历程,1、1648年海尔蒙特（比利时）实验,结论：建造植物体的原料是水分,+74.75kg,-0.057kg,结论：植物可以更新空气,有人重复了普利斯特利的实验，
4、得到相反的结果，所以有人认为植物也能使空气变污浊？,2、,3、1779年，荷兰的英格豪斯,普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功；植物体只有绿叶才能更新空气。,4、到1785年，发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的是O2，吸收的是CO2。,？,光能,化学能,储存在什么物质中？,德国梅耶,5、1864年德国萨克斯实验,让一张叶片一半曝光一半遮光,除去叶绿素,酒精,水,（证明绿叶在光下制造淀粉）,滴加碘酒后,或者用碘蒸气处理这片叶，发现曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半则没有颜色变化。,6、恩格尔曼的实验,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,结论：氧是由叶绿
5、体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。光合作用需要光照,7、1939年鲁宾和卡门的实验（同位素示踪法）,结论：光合作用释放的氧全部来自水。,8、美国卡尔文,用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C在光合作用转化成有机物中的碳的途径，这一途径称为卡尔文循环。,总结光合作用的反应式,糖类,（1）绿色植物是怎样俘获阳光的？（2）植物如何利用俘获的太阳能？（3）释放出来的氧来自什么地方，怎么来的？（4）在光合作用过程中，植物如何精确的一步一步制造碳水化合物？,总之，光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。,把无机物合成有机物，生物界中有机物的来源。将光能转换成化学能，贮存在
6、有机物中，生物生命活动所需能量的最终来源。调节大气中氧气和二氧化碳的含量，维持了大气成分的基本稳定。生物进化史上，促进臭氧层形成，水生生物得以登陆。,四、光合作用的意义,1.下图为用分光光度计测定叶片中两类色素吸收不同波长光波的曲线图，请判定A和B分别为何种色素（）,A.叶绿素、类胡萝卜素B.类胡萝卜素、叶绿素C.叶黄素、叶绿素aD.叶绿素a、叶绿素b,A,对应训练,2、在植物实验室的暗室内，为了尽可能地降低植物光合作用的强度，最好安装（）。A、红光灯 B、绿光灯C、白炽灯 D、蓝光灯,对应训练,3.在叶绿体色素的提取和分离实验中，收集到的滤液绿色过浅，其原因不可能是（）A.未加石英砂，研磨不
7、充分B.一次加入大量的无水乙醇提取C.分次加入少量无水乙醇提取D.使用放置数天的菠菜叶,C,对应训练,糖类,CO2H2O（CH2O）O2,光能,叶绿体,五、光合作用的过程：,五、光合作用的过程：,条件：,过程：,场所：,1、光反应总结：,光、色素、酶,叶绿体的囊状结构（类囊体）薄膜,水的光解：ATP的形成：,（活跃化学能）,2、暗反应总结：,CO2的固定：,条件：,场所：,物质变化：,能量变化：,叶绿体的基质中,多种酶、,H、ATP,C3的还原：,H、,ATP,3.条件骤变时物质含量的变化,H2O,CO2,H,O2,酶,多种酶,ADP+Pi,ATP,C5,2C3,（CH2O）,H2O,水的光解
8、,形成ATP,CO2的固定,C3的还原,积累、增加,消耗、减少,3.条件骤变时物质含量的变化,H2O,CO2,H,O2,酶,多种酶,ADP+Pi,ATP,C5,2C3,（CH2O）,H2O,水的光解,形成ATP,CO2的固定,C3的还原,积累、增加,消耗、减少,1.（2009海南卷）在其他条件适宜的情况下，在供试植物正常进行光合作用时，突然停止光照，并在黑暗中立即开始连续取样分析，在短时间内叶绿体中C3和C5含量的变化是（）A C3和C5都迅速减少 B C3和C5都迅速增加 C C3迅速增加，C5迅速减少 D C3迅速减少，C5迅速增加,C,对应训练,CO2固定过程减慢，C3形成量减少;而C3
9、的还原过程仍在进行。,2.下图是改变CO2浓度后与光合作用有关的 C5和C3在细胞内的变化曲线，请回答：,（3）光照强度和CO2浓度的变化均影响光合作用的速度，但前者主要影响光合作用的，后者主要影响光合作用的。,C3,光反应,暗反应,（1）曲线a表示的化合物是，曲线b表示的化合物是；（2）在CO2浓度降低时，曲线a表示的化合物的含量迅速下降的原是：,C5,对应训练,（一）、光合作用强度及测定：指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。,O2的产生量 CO2的固定量 有机物的合成（产生）量,如何测定实际光合速率？,六、光合作用强度的测定、影响因素及应用：,观测指标：,CO2缓冲液,CO2缓冲
10、液,黑暗,呼吸速率的测定,实际光合速率=表观光合速率+呼吸速率,将植物置于黑暗中，测定容器中CO2增加量，O2减少量(或描述为：植物黑暗条件下CO2的释放量，O2的吸收量)或植物有机物减少（消耗）量。,表观光合速率的测定,将植物置于光下，测定容器中CO2减少量，O2增加量(或描述为：光下植物对CO2的吸收量，O2的释放量)或有机物增加（积累）量。,CO2吸收,CO2放出,阳生植物,阴生植物,光照强度,（二）、影响光合作用强度的因素：,根据植物在不同生长发育阶段光合作用强度不同，适时适量的提供水肥条件，以使植物茁壮成长。,OA段：,AB段：,BC段：,幼叶，随幼叶的不断生长，叶面积不断增大，叶绿
11、体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合速率不断提高,壮叶，叶片面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率也基本稳定。,老叶，随着叶龄的增加，叶片内叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。,应用：栽培作物培养时适当摘除老叶和发黄的叶，可降低有机物消耗。,外部因素,光（光强、光质）、温度、CO2浓度、矿质元素、水等,温度、CO2,光合作用随着光照强度的变化而变化。一定范围内，随着光照逐步增强光合作用也随着加快；但是光照增强到一定程度，光合作用速度不再增加。,B,真光合作用,光照,(1)描述曲线：(2)起点：（若温度不变，则呼吸速率不变）(3)比较大小：（光合作用速率与呼吸作用速率）A、B、C点，AB、B
12、C段(4)光补偿点，光饱合点(5)移动,8,若图示为阳生植物，则阴生植物，A、B、C 点如何移动？若呼吸速率增加，光补偿点如何移动？缺Mg时B点如何移动？,(6)改变：若将纵坐标改为O2的吸收量，则曲线如何变化？(7)应用：(8)计算：,CO2吸收量,O,CO2释放量,光照强度,A,B,C,阳生植物,D,3,44,16.将一新鲜叶片放在特殊的装置内，给予不同强度的光照（其他条件保持不变），测得氧气释放速率如下表所示。下列对该数据的分析，错误（）A.该叶片呼吸作用吸收O2的速率是0.2 L/cm2叶面minB.当光照强度为2 klx时，光合作用释放O2与呼吸作用 吸收O2的速率基本相等C.当光照
13、强度为8 klx时，光合作用产生O2的速率为0.8 L/cm2叶面minD.当光照强度超过10 klx，光合作用速率不再提高,C,15、将某绿色植物放在特定的实验装置中，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其余的实验条件都是理想的)，实验以C02的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示：,下列对该表数据分析正确的是A昼夜不停地光照，温度在35时该植物不能生长B昼夜不停地光照，该植物生长的最适宜温度是30C.每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，温度均保持在20的 条件下，该植物积累的有机物最多D.每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，温度在30时，该植 物积累的有机物是温度在10时的2倍
14、,C,17、将状况相同的某种绿叶等分成四组，在不同温度下分别暗处理1小时，再光照1小时（光强相同），测其重量变化，得到如下表的数据。由下表可以得出的结论是,A该植物光合作用的最适温度约是27 B该植物呼吸作用的最适温度约是29C2729下的净光合速率相等 D30下的真正光合速率为2/h,B,光合作用速率,CO2浓度,1、点：c与a、n与b是否相同？,3、移动：,2、应用：正其行，通其风，增施农家肥等增大浓度,光照强度改变时，CO2补偿点和CO2饱和点的变化,光反应增强，单位时间产生更多的，单位时间还原C3量，对CO2利用率，光合速率，因此光合速率可以在更 的CO2浓度下与细胞呼吸速率相等，即C
15、O2补偿点。,ATP和【H】增大 增大 增大 低 降低,CO2浓度,b点之后的限制因素是，而增强光照，光反应，植物暗反应固定的CO2，因此CO2饱和点。,光照强度、温度 增强 增多 右移,CO2浓度,18、将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室CO2浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度（以CO2吸收速率表示）,测定结果如图。下列相关叙述，正确的是()A.如果光照强度适当降低，a点左移，b点左移B.如果光照强度适当降低，a点左移，b点右移C.如果光照强度适当增加，a点右移，b点右移D.如果光照强度适当增加，a点左移，b点右移,D,小结：一般来说，改变条件，利于光合作用的进行时，光
16、补偿点和CO2补偿点要左移，光饱和点和CO2饱和点要右移,温度,酶活性,1）温度,2）温度是影响气孔开闭的因素之一,光合作用强度,应用：农作物增产措施,a 适时播种:b 温室栽培：,盛夏的中午，温度高，气孔大多关闭，植物因为缺少CO2而光合作用强度下降。,11,4、必需元素的影响：,1、描述曲线：2、分析下降原因：3、应用：,5、水分的影响：,1、影响2、应用,6、多因子对光合作用速率的影响,P点：,Q点：,限制光合速率的因素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,横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，若要提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法,19、,
17、对应训练,D,高考调研 48面3、4,7、光合作用的日变化,7、光合作用的日变化,3,19、下图表示的是一昼夜北方某作物植株CO2吸收量的变化。甲图为盛夏某一晴天，乙图是在春季的某一晴天。对两图的相关原因分析不正确的是 A甲图中有机物积累最多的是G点，两图中B点植物干重均低于A点时的干重B植株有机物总积累可用横轴上、下曲线围成的有关面积表示，适当提高温度可增加OA的绝对值C两图中DE时间段叶绿体中三碳化合物含量均大大减少D甲图中E点与G点相比，叶绿体中的ATP含量较多,C,12、请你预期一天内大棚中CO2浓度变化的最可能情况是图中哪条曲线所示,变式：,时间,时间,A,20、下列有关说法不正确的
18、是A.H点CO2浓度最低，说明此时植物积累有机物最多 B.BC段较AB段CO2浓度增加减慢，是因为低温使植物 呼吸作用减弱C.FG段CO2浓度下降不明显，是因为气孔关闭，叶片 对CO2的吸收减少D.CO2浓度下降从DE段开始，说明植物进行光合作用 是从D点开始的,D,七、农业生产中如何提高农作物光合作用强度？,3、适当提高CO2浓度,4、合理密植,5、合理灌溉,6、合理施肥,2、增加昼夜温差,1、适当提高光照强度、延长光照时间,八、化能合成作用,自然界中的某些细菌，能够利用环境中的某些无机物氧化分解时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用称化能合成作用。,2NH3+3O2,2HNO2+2H2O+能量,2HNO2+O2,2HNO3+能量,（CH2O）+O2,化学能,
