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1、绿色植物的代谢,回顾：光合作用的基本过程和条件怎样分析叶绿体中色素的种类、分布和光吸收的特性？能否说明原理？叶绿体为光合作用的进行提供了什么条件？哪些证据可以说明光合作用的全部过程都是在叶绿体中完成的？光合作用发现过程有哪些重要的事实？光合作用的总反应方程式？,如何证明光合作用释放的氧气全部来自水?光合作用的产物只有糖类吗？光反应与暗反应各需要的条件是什么？二者的关系是什么？如果以C14O2为原料，C14首先会出现在什么中间产物中？假如实验中突然中断光照，叶绿体中C3、C5的水平会随之发生什么变化？如果突然中断CO2的供应，叶绿体中C3、C5的水平又会发生什么变化？,五、光合作用,光合作用的意
2、义：-生物界最基本的物质代谢和能量代谢 制造有机物 将光能转化为化学能，储存在有机物中 净化空气，维持大气中氧气与二氧化碳相对稳定,1、叶绿体色素的吸收光谱,（一）光合色素的种类与功能,叶绿素色素,吸收可见的太阳光,叶绿素：主要吸收红橙光 和蓝紫光,类胡萝卜素：主要吸收蓝紫光,深化拓展：(1)色素的吸收光谱叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，但对其他波长的光并非不吸收，只是吸收量较少。(2)不同颜色温室大棚的光合效率无色透明大棚日光中各色光均能透过，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以用无色透明的大棚光合
3、效率最高。叶绿素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚光合效率最低。,2、叶绿体色素的提取与分离,不溶于水，易溶于酒精、石油醚、丙酮等有机溶剂。,不同的叶绿体色素在层析液中的溶解度不同，随滤纸的扩散速度不同。,材料准备：研磨提取：收集滤液：,滤液划线：层析分离：色素离层：,分离方法：纸层析法,3.光合色素的种类与作用,（3/4）,（1/4）,蓝绿色黄绿色,橙黄色黄 色,主要吸收蓝紫光,主要吸收红光、蓝紫光,叶绿体色素的作用：吸收、传递光能四种色素 转化光能只有少数叶绿素a,(1)光照：光是影响叶绿素合成的主要条件：一般植物在 黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。(2)温度：最低24，最适30，最高4
4、0 温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿 素的合成。低温时，叶绿素分子易被破坏，而使叶片变黄。(3)必需元素：叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将 导致叶绿素无法合成，叶片变黄。另外，Fe是叶绿素合成过 程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，叶 片变黄。,4影响叶绿素合成的因素,（二）光合作用场所,1.叶绿体的结构与功能的关系,(1)基粒中的类囊体增大了受光面积。(2)类囊体的薄膜上分布着酶和色素，利于光反应的顺利进行。(3)基质中含有与碳反应有关的酶。,2功能验证1880年美国恩格尔曼的水绵实验,(1)实验过程及现象,黑暗中,光照下,氧是由叶绿体释放出来的
5、叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所,(2)实验结论,思考：恩格尔曼实验设计的巧妙之处在于？选择水绵作实验材料，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌确定O2释放的部位，便于观察。没有空气的黑暗环境排除了O2和光的干扰。设置了对照实验：自变量：光照（照光处与不照光处；黑暗与完全曝光）因变量：好氧细菌的分布,即时突破例：将培养有水绵的培养皿置于黑暗中一 段时间，并阻止氧气进入，此时只有 厌氧细菌生长，当水绵被通过分光镜 获得的单色光光束照射时(如图)，藻 丝上细菌聚集最多的部位是(),A.1、3 B2、3 C3、4 D1、4解析：该题是恩格尔曼实验的变形，恩格尔曼利用好氧细菌检验光合作用是
6、否进行，本题采用厌氧细菌。1、4区域是叶绿素吸收光最多，光合作用最强，产生O2最多的地方。答案：B,（三）光合作用的过程,1、光合作用中的能量转换,（1）原初反应：,光能,叶绿素a（特殊状态）,全部叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素和绝大多数的叶绿素a,叶绿素a（递e物质）,4H+,H2O,O2,4e,4e,（递e物质）,2NADPH+2H+,能量转换,吸收传递光能,2NADP+,光能电能,（2）电子传递及光合磷酸化 伴随电子传递及质子转移生成NADPH，同时偶联了ATP合成（能量暂时储存在NADPH和ATP之中）,ADP+Pi,02,H20,ATP,NADPH,NADP+,e,光,光,类囊体,电能活
7、跃的化学能,（3）光合碳同化 利用ATP和NADPH将CO2还原成糖（ATP和NADPH中的化学能转存于糖中）,活跃的化学能稳定的化学能,2(2009广东高考)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 解析：绿叶吸收绿光最少，植物在绿光下合成的淀粉最少，与 碘液反应着色最浅。答案：D,2、光合作用的过程,【探索一】光合作用的发现过程？,光合作用的发现,碘蒸气处理,一半曝光，一半遮光,在暗处放置几小的叶片,1864年,(德)萨克斯(Julius von Sachs)的实验,这个实验证明:,绿
8、叶在光合作用中产生了淀粉,证明：光合作用需要光,结论：,CO2是光合作用的原料之一。,证明：光合作用产生氧气,美国科学家鲁宾和卡门,采用同位素标记法研究光合作用:第一组:CO2+H218O(CH2O)+18O2第二组:C18O2+H2O(CH218O)+O2,证明:光合作用的氧全部来自水.,CO2+,H2O*,(CH2O)+,O2*,光能,叶绿体,光合作用的概念及反应式,总结：,光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧的过程。,【探索二】光合作用的具体过程可以分为几个阶段？,光合作用的过程,光能,叶绿素a,NADP+,H2O,ATP,NAD
9、PH,2C3,CO2,C5,暗反应,光反应,(类囊体的薄膜上),(基质中),ADP+Pi,酶,光合作用的过程,光合作用的过程,光反应类囊体膜,碳反应叶绿体基质,光反应与暗反应的比较,能量变化,物质变化,叶绿体的基质中,类囊体的薄膜上,场所,需多种酶催化,叶绿体色素、光、酶,条件,同化还原CO2为(CH2O),实质,暗反应,光反应,项目,C3 C5,H 亦减少,气孔关闭,CO2吸收量明显 减少,光合作用条件改变引起的物质变化,叶绿体处于不同的条件下，C3、C5、H、ATP以及（CH2O）合成量的动态变化：,增加,下降,减少或没有,减少或没有,减少,增加,增加,增加,减少,减少,减少,减少,减少,
10、增加,增加,增加,增加,增加,增加,减少或没有,（四）影响光合作用的因素,1.影响光合作用的植物体内部的因素是什么？2、影响光合作用的主要环境因素有哪些？,适应性：阴生与阳生植物结构适应：C3与C4植物,CO2浓度、光照强度、温度、水分、矿质营养、氧气,利用所学知识分析以下图片：,（1）光合作用与光照强度的关系：阴生植物与阳生植物的适应性相同吗？农田作物夏季晴天“午睡”的主要影响因素是什么？,0,光合作用与光质的关系：哪些颜色的光更有利于提高光合作用的效率？,红光、蓝紫光,光照强度：光 质：光照时间：光合面积：,适当提高光照强度,温度大棚使用无色色透明玻璃,延长光合作用时间,合理密植,呼吸速率
11、,光补偿点,光饱和点,A,B,C,B,A,C,光照强度,光合速率,O,呼吸速率,光补偿点,真光合速率,净光合速率,（2）光合作用与CO2浓度的关系：通常植物处于饥饿状态,光照强度,在生产实践中，通常采取哪些措施提高光合作用效率，达到增产的目的？请说出采取这些措施的原理。农田通风、增施农家肥、温室使用气肥；加大昼夜温差、满足必须矿质元素的供应。,二氧化碳,a,b,a,b,c,d,c-CO2补偿点s-CO2饱和点,水：,光合作用原料，良好溶剂，影响气孔开闭，间接影响CO2吸收 措施：合理灌溉。,肥（矿质元素）,N、Mg、Fe、Mn与叶绿素合成有关K、P影响糖类的合成与运输P参与叶绿体膜结构及能量的
12、传递措施：合理施肥,合理施肥,温度：,温度影响酶活性：措施：适时播种温室栽培 白天适当提高温度，夜间适当降低温度。,呼吸速率,真光合速率,净光合速率,光合作用受多种生态因素综合作用,温度、光照强度、CO2浓度的综合影响,A,B,C,呼吸作用与光合作用的比较,例科学家研究植物光照强度与光合速率（以氧气释放量表示）的关系时，得到如下曲线。,在图中b点，植物进行光合作用释放的氧气量等于呼吸作用吸收的氧气量；c点以后，光照强度增加，光合速率不再增加。有人做如下实验，将一些水生植物浸在水族箱中，用太阳灯作为光源，通过改变太阳灯与水族箱之间的距离来改变光照强度，并以植物在光下单位时间内放出的气泡数（氧气量
13、）表示光合速率。测得实验结果如下表：,请分析回答问题：（1）当太阳灯与水族箱的距离大于45cm时，光合作用释放的氧气量（大、小、等）于呼吸作用吸收的氧气量。（2）当太阳灯与水族箱的距离从45cm逐渐移到15cm的过程中，光合速率变化相当于曲线图中 段的变化，此时影响光合速率的主要因素是。（3）当太阳灯与水族箱的距离小于15cm时，此时影响光合速率主要因素可能是。,小,BC,光照强度,CO2浓度,4下图为植物光合作用过程图解。请回答下列问题：,（1）图中色素分子分布在叶绿体的 上；表示CO2的。（2）光反应的产物中，不参与暗反应的物质是。（3）在光照下，若停止CO2供给，细胞内的C3含量将会。（
14、4）在黑暗环境中，图中不能发生的反应是。,囊状结构薄膜,固定,O2,减少,光反应和暗反应,巩固练习,例.科学家在研究光合作用的过程中做了如下实验.在培养小球藻的试管内加入14C标记的CO2,先进行一定强度的光照后,再黑暗处理,分别检测到小球藻体内的三碳化合物和五碳化合物的放射性强度,得出的曲线如下图.请据图回答:,(1)三碳化合物和五碳化合物都是光合作用 _阶段的产物.(2)曲线I表示的是_的变化趋势.判断依据是:黑暗处理 时,由于光合作用的_阶段终止,不能提供_和_,导致小球藻内_积累.(3)理论上讲,三碳化合物和五碳化合物的放射性出现较晚的是_.,暗反应,C3,光反应,ATP,【H】,C3,C5,
