【串讲课件】专题05 光合作用（期末复习课件）高一生物下学期沪科版

专题五 光合作用 5.1 叶绿体是植物光合作用的主要场所 ①叶绿体的形态(光镜下) 一般呈扁平的椭球形或球形。 ②叶绿体的结构(电镜下) 叶绿体主要分布在绿色植物的叶肉细胞 外膜 内膜 基粒 由类囊体堆叠而成 基质 含多种光合作用所必需的酶 透明，有利于光线的透过 在类囊体薄膜上存在着叶绿素及其他光合色素和多种蛋白质 类囊体 基粒 外膜 内膜 基质 实验4-3 叶绿体色素的提取分离及叶绿素含量的测定 实验原理 1、提取 2、分离 3、含量测定 ：叶绿体色素位于类囊体膜，主要包括叶绿素 a、叶绿素 b、叶黄素和胡萝卜素，具有亲脂性，能溶于有机溶剂，可用无水乙醇或丙酮提取 ：层析法——不同色素在有机溶剂中的溶解度不同， 在吸附载体，如聚酰胺薄膜上的吸附能力不同， 因此不同色素随着有机溶剂在吸附载体上扩散的速度也就不同，这样就可将它们彼此分离。 ：叶绿素在特定波长处的吸光度值与叶绿素a、叶绿素b 的含量有关,分别测定叶绿素在 649nm处吸光度值 A649 和665nm 处吸光度值A665 根据相关公式 , 可计算出其含量 薄膜粘贴处 色素颜色 （从上到下） 色素名称 表4-4 叶绿体色素层析结果记录表 黄色 橙黄色 蓝绿色 黄绿色 叶黄素 胡萝卜素 叶绿素a 叶绿素b 色素的功能： 吸收、传递、转化光能 （只有少数特殊状态的叶绿素a） 色素的吸收光谱 A.叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光 B.叶绿素a和叶绿素b的吸收峰值不同 C.类胡萝卜素主要吸收蓝紫光， 不吸收红光 它们对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。 7 1、银杏的叶秋季为什么变黄了？ 秋季，叶片的叶绿素分子在低温下易被破坏，而类胡萝卜素较稳定，所以显出类胡萝卜素的颜色。 2、秋天枫叶变红色的原因是什么？ 秋天降温时，植物体为适应寒冷环境，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶片呈现红色。 3、叶片呈绿色？ 正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例为3∶1，且对绿光吸收最少，所以正常叶片总是呈现绿色。 5.1 叶绿体的结构适于进行光合作用 8 CO2 + H2O （CH2O）+O2 光能 叶绿体 (CH2O)表示糖类 实质 物质上：无机物→有机物 能量上：光能→稳定的化学能 5.2 光合作用是物质和能量转换过程 9 光反应 碳反应 H2O→O2 CO2 →CH2O H+ H+ H+ H+ 1.光能的捕获与转换 2. 水的光解 3. 高能化合物的形成 类囊体膜上 光能 叶绿素a 氧化的 叶绿素a NADP+ H2O e H+ NADPH ATP O2 ADP+Pi O2 ATP 合酶 H+ H+ H+ H+ 叶绿体基质 H+ 光合 色素 + 光反应 e 酶 e 光反应和碳反应的比较 项目 光反应 碳反应 场所 条件 原料 物质变化 能量变化 联系 类囊体膜 光、色素、酶 H2O ①光能的捕获与转换 ②水的光解 ③高能化合物(ATP、NADPH)的形成 光能→（电能）→ATP、NADPH中活跃的化学能 碳反应（卡尔文循环） 三碳化合物（C3） 五碳糖 （C5） CO2 三碳糖 （磷酸甘油醛） ① CO2的固定 ② 三碳化合物的还原 ③ 五碳糖再生 多种酶 三碳糖 （磷酸甘油醛） 淀粉或蔗糖 ATP和[H]怎么来的呢？学生猜测。 是不是这样呢？验证 13 光反应和碳反应的比较 项目 光反应 碳反应 场所 条件 原料 物质变化 能量变化 联系 类囊体膜 光、色素、酶 H2O ①光能的捕获与转换 ②水的光解 ③高能化合物(ATP、NADPH)的形成 光能→（电能）→ATP、NADPH中活跃的化学能 叶绿体基质 多种酶、ATP、NADPH CO2 ①CO2的固定 ②C3的还原 ③C5再生 →糖中稳定的化学能 光反应为碳反应提供______________________ 碳反应为光反应补充_________________________ ATP NADPH ADP+Pi NADP+ 1、光反应中电子、氢离子的供体和受体是什么？ 3、离开卡尔文循环的三碳糖分子的去向？ 电子和氢离子的供体是水 ①从叶绿体转运到细胞质基质中转变成蔗糖并运输到植物体的各个部分； ②转变成淀粉暂时储存在叶绿体中； ③转化成纤维素、氨基酸、脂质等物质。 2、碳反应中ATP与NADPH的作用是什么？ 电子和氢离子的受体是NADP+ ATP提供能量（三碳化合物还原、五碳糖再生） NADPH提供氢、电子和能量（三碳化合物还原） 思考 H+ 光能 叶绿素a e 氧化的 叶绿素a 酶 e NADPH ATP ADP+Pi H2O e H+ O2 ATP合酶 NADP+ 光合作用 光反应 碳反应 三碳化合物（C3） 五碳化合物（C5） CO2 三碳糖 （磷酸甘油醛） 三碳糖 （磷酸甘油醛） 淀粉或蔗糖 多种酶 4.3 光合作用受环境因素影响 光合速率又称为光合作用的强度,可以用一定量的植物在单位时间内进行光合作用释放O2或消耗CO2的量来表示 CO2 + 2H2O* (CH2O)+H2O ＋O2* 光能 叶绿体 光合速率又称为光合作用的强度,可以用一定量的植物在单位时间内物质变化量来表示。从我们上节课总结出来的光合作用总反应式可以看出，反应前后的物质变化有二氧化碳、水、有机物和氧气这几种，但是水和有机物存在于植物内部，所以我们只能能够选择二氧化碳和氧气来检测，也就是释放O2或消耗CO2的量来表示光合速率。这里面大家其实也可以看出，我们在设计实验的时候一定要找准实验的观察指标。 CO2+H2O* (CH2O)+H2O+O2* 光能 叶绿体 (色素、酶） ①Mg等矿质元素组成叶绿素； ②酶的活性受温度等影响。 光照强度 CO2浓度 接下来，我们仍然利用这个反应式，来分析影响光合速率的因素。 从反应条件来看，哪些因素会影响到光合速率呢？ 张泽泓：光可以由光照强度来调控，而叶绿体中含有色素和酶，镁离子是叶绿素的组成元素，而酶在我们之前的学习中知道它会受温度的影响； 再来看反应物，二氧化碳作为反应物它的浓度肯定会影响到光合速率，但是水在生物体内比较充足，所以水的含量对光合作用并不作为主要因素。 内因： 外因： 影响光合作用因素 酶的种类、数量 植物不同发育期等 光照强度 CO2浓度 水 温度 总的来说，通过刚才的分析，我们可以归纳出影响光合作用的因素可以分为内因和外因两个方面。（板书：1、内因 2、外因） 内因上我们认为酶和植物的个体发育期对光合作用会有影响，这里面我们就不重点强调了，而外因上，光照。二氧化碳浓度和温度是主要的影响因素。 这些是我们分析后得出的假设，我们说根据科学探究的步骤，在提出疑问提出假设以后我们要做什么？ 学生：实验 探究光照强度对光合速率的影响 光合作用 植物细胞 有氧呼吸 ②有氧呼吸产生CO2的速率 ①从外界吸收CO2的速率 （表示为净光合速率） （表示为呼吸速率） 总光合速率=净光合速率+呼吸速率 光合： 呼吸： A点表示______________。 B点称为___________， 其含义是___________________。 C点称为_____________， 限制C点的因素有______________。 A-C 的光合速率主要受__________因素的影响。 B点净光合速率是____，呼吸速率是_____，总光合速率是_______。 C点净光合速率是______，呼吸速率是______，总光合速率是_______。 呼吸速率 光补偿点 光饱和点 光照强度 光照强度 温度，CO2浓度 光合速率等于呼吸速率 0 20 20 20 30 50 25 ①原理分析：光照强度影响光合速率的原理是通过影响_______阶段，制约_________的产生，进而制约______阶段。 ②图像分析：A点时只进行_________；AB段随着光照强度的增强，_________强度也增强，但是仍然小于_________强度；B点时代谢特点为_____________________________；BC段随着光照强度的增强，光合作用强度仍不断增强；C点对应的光照强度为_________，限制C点的环境因素可能有__________________等。 ATP和[H] 光反应 碳反应 细胞呼吸 光合作用 细胞呼吸 光合作用强度等于细胞呼吸强度 光饱和点 温度或二氧化碳浓度 ③应用分析：欲使植物正常生长，则必须使光照强度大于_____点对应的光照强度。 B 光饱和点 (1)光照强度 受CO2浓度、温度限制 光照强度 光合速率 （主要影响光反应） 受光照强度限制 一定范围内，随光照增强，光合速率加快； 当达到一定光照强度时，光合速率达到饱和后不再增加 阴雨天光合速率下降的原因是： 光照强度下降，光反应速率下降 1.外部因素 探究CO2浓度对光合速率的影响 受光照强度、温度等限制 受CO2浓度限制 一定范围内，随CO2浓度增大，光合速率加快； 当达到一定CO2浓度时，光合速率不变 2.CO2浓度 （主要影响暗反应） CO2浓度 呼吸速率 0 1.多施有机肥或农家肥； 2.温室栽培植物时还可使用CO2发生器等； 3.大田中还要注意通风透气。 应用： 注：夏季中午温度过高，植物失水，气孔关闭，CO2供应不足，影响暗反应 保卫细胞 气孔 (控制水分蒸腾和气体进出) （3）水 缺水 气孔关闭 限制CO2进入叶片 光合作用受影响 B点表示： ； BC段表示： ； 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 （4）温度 （酶的活性和蛋白质功能） （5）光质 ①大棚颜色：让相同强度的日光照射（大棚问题） （能让同色光透过） 白色透明>红色>蓝紫色>绿色 ②用相同强度光源照射（灯泡问题） 红光>蓝紫光>白光 >绿光 说明：虽然四种光合色素都能吸收蓝紫光， 但它是短波，没有红光容易吸收。 P点及P点之前：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 。 Q点：横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，影响因素主要 为各曲线所表示的因子。 提高 （6）多因子对光合速率的影响及应用 33 阳生植物是指在强光环境中生长发育健壮，在阴蔽和弱光条件下生长发育不良的植物称阳性植物。 阴生植物是指在弱光条件下比强光条件下生长良好的植物。 光照强度 0 CO2吸 收 CO2 释 放 A B C 阳生植物 呼吸速率 阴生植物 A1 B1 C1 D D1 光补偿点：B>B1 光饱和点：D>D1 应用：间作套种 2.内部因素 （1）植物自身的遗传特性 34 2.内部因素 活性 性 活 （2）植物叶片的叶龄、叶绿素含量、酶的活性和数量、有机物的输出情况 、气孔导度等 35 生产实践中，可适时喷施植物激素中的脱落酸，起到调节气孔开度的作用。 叶片的有机物输出越多，其光合速率越快。若将一株植物的果实去除，则去除的果实越多，其光合速率________，两片相邻的叶片，若一片遮光，则另一片叶子的光合速率会________。 越慢 增强 2.内部因素 （2）植物叶片的叶龄、叶绿素含量、酶的活性和数量、有机物的输出情况 、气孔导度等 36 $$