高一生物光與光合作用知識講解

1、高一生物光與光合作用 為什么有些植物的葉片不是綠色的為什么有些植物的葉片不是綠色的? 為什么有些植物的葉片在不同時期顏色不為什么有些植物的葉片在不同時期顏色不同呢？同呢？ 綠葉中會有哪些種類的色素呢？ 它們分別是什么顏色的？ 各種色素在綠葉的含量相同嗎？捕獲光能的色素綠葉中色素的提取和分離 操作步驟：操作步驟：提取色素提取色素制備濾紙條制備濾紙條畫濾液細(xì)線畫濾液細(xì)線分離色素分離色素觀察與記錄觀察與記錄一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)對大多數(shù)生物，活細(xì)胞所需能量的最終源頭是對大多數(shù)生物，活細(xì)胞所需能量的最終源頭是_。太陽能太陽能捕捕獲獲光光能能的的色色素素類胡蘿類胡蘿卜素卜素葉綠

2、素葉綠素胡蘿卜素胡蘿卜素葉黃素葉黃素葉綠素葉綠素a葉綠素葉綠素b(占占1/4)(占占3/4)濾紙上色帶的排列順序如何？寬窄如何？說明什么？濾紙上色帶的排列順序如何？寬窄如何？說明什么？1、韭黃和蒜黃是怎樣培養(yǎng)出來的？2、葉綠素的形成需要哪些條件？ 光照到物體表面光照到物體表面后，該物體又將這后，該物體又將這種顏色的光反射出種顏色的光反射出來，就是我們所見來，就是我們所見到的顏色。對植物到的顏色。對植物而言，除了部分橙而言，除了部分橙光、黃光和大部分光、黃光和大部分綠光被反射外，其綠光被反射外，其他的基本上都被葉他的基本上都被葉綠素分子吸收了，綠素分子吸收了，所以植物的葉片呈所以植物的葉片呈現(xiàn)綠

3、色?，F(xiàn)綠色。葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光葉片為什么往往是綠色的呢？葉綠素中的吸收光譜葉綠素中的吸收光譜0400500600700 nm 50100葉綠素葉綠素b葉綠素葉綠素a 這些捕獲光能的色素存在于細(xì)胞中的什么部位呢？葉綠體的結(jié)構(gòu)1880年，恩格爾曼的實驗?zāi)?，恩格爾曼的實驗隔絕空氣隔絕空氣黑暗，用極細(xì)光束照射完全暴露在光下完全暴露在光下水綿和好氧水綿和好氧細(xì)菌的裝片細(xì)菌的裝片結(jié)論：結(jié)論： 氧是由氧是由 葉綠體葉綠體釋放出來的，釋放出來的， 葉綠體葉綠體是光合作用的是光合作用的場所。場所。 光合作用需要光合作用需要光照光照。 這些囊狀結(jié)構(gòu)稱為類囊體，吸收

4、光能的這些囊狀結(jié)構(gòu)稱為類囊體，吸收光能的四種色素，就分布在類囊體的薄膜上。四種色素，就分布在類囊體的薄膜上。 葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所，它內(nèi)葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所，它內(nèi)部巨大膜表面上，不僅分布著許多吸收光部巨大膜表面上，不僅分布著許多吸收光能的色素分子，還有許多進(jìn)行光合作用所能的色素分子，還有許多進(jìn)行光合作用所必需的酶。必需的酶。 光合作用在葉綠光合作用在葉綠體中是怎樣進(jìn)行的呢？體中是怎樣進(jìn)行的呢？光合作用的探究歷程光合作用的探究歷程結(jié)論：水分是結(jié)論：水分是植物建造自身植物建造自身的原料。的原料。17 17世紀(jì)世紀(jì)海爾蒙特海爾蒙特栽培的柳栽培的柳樹實驗樹實驗結(jié)論：植物可以更新空氣結(jié)論：植

5、物可以更新空氣有人重復(fù)了普利斯特利的實驗，得到相反的結(jié)有人重復(fù)了普利斯特利的實驗，得到相反的結(jié)果，所以有人認(rèn)為植物也能使空氣變污濁？果，所以有人認(rèn)為植物也能使空氣變污濁？1779年，荷蘭科學(xué)家英格豪斯的實驗；1785年，明確綠葉在光下放出的是氧氣，吸收的是二氧化碳；1845年，梅耶指出，植物在進(jìn)行光合作用時，把光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能儲存起來； 1864年，薩克斯年，薩克斯(德德)的實驗的實驗（置于暗處幾小時）（置于暗處幾小時）思考：思考：目的是什么？目的是什么？一半遮光一半遮光一半曝光一半曝光 1864年，（德）薩克斯的實驗?zāi)?，（德）薩克斯的實驗 綠色葉片中光合作用中產(chǎn)生了淀粉；綠色葉片中光合作用中

6、產(chǎn)生了淀粉； 20世紀(jì)世紀(jì)30年代，魯賓和卡門（美）的年代，魯賓和卡門（美）的同位素標(biāo)記實驗：同位素標(biāo)記實驗：結(jié)論：結(jié)論：光合作用產(chǎn)生的氧氣全部來自水，光合作用產(chǎn)生的氧氣全部來自水，而不是來自而不是來自COCO2 2。 光合作用的概念：是指綠色植物通過光合作用的概念：是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣成儲存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程。的過程。 什么是光什么是光合作用呢？合作用呢？光合作用的原理和應(yīng)用（一）光合作用的過程（一）光合作用的過程暗反應(yīng)暗反應(yīng)色素分子色素分子可見光可見光C52C3ADP+

7、PiATP2H2OO24H多種酶多種酶酶酶(CH2O)CO2吸收吸收光解光解能能固定固定還原還原酶酶光反應(yīng)光反應(yīng)暗反應(yīng)暗反應(yīng) 光合作用的過程光合作用的過程過程：光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段的比較過程：光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段的比較光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段進(jìn)行部進(jìn)行部位位條件條件物質(zhì)物質(zhì)變化變化能量變能量變化化聯(lián)系聯(lián)系葉綠體基粒囊狀結(jié)構(gòu)中葉綠體基粒囊狀結(jié)構(gòu)中葉綠體基質(zhì)中葉綠體基質(zhì)中光、色素和酶光、色素和酶ATPATP、 NADPH NADPH 、多種酶、多種酶光能轉(zhuǎn)換成電能光能轉(zhuǎn)換成電能再變成活躍的化學(xué)能再變成活躍的化學(xué)能（ATPATP、NADPHNADPH中）中）活躍的化學(xué)能變成穩(wěn)活躍的化學(xué)能變成穩(wěn)定的化

8、學(xué)能定的化學(xué)能 光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供NADPHNADPH和和ATPATP暗反應(yīng)產(chǎn)生的暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADPADP和和PiPi為光反應(yīng)合成為光反應(yīng)合成ATPATP提供原料提供原料水的光解水的光解2H2O4H+O2合成合成ATP ADP+Pi ATP光光 酶酶光能光能CO2的固定的固定CO2+C5 2C3三碳的還原三碳的還原2C3 C6H12O6 酶酶 酶酶ATP H光光光合作用的重要意義 包括人類在內(nèi)的幾乎所有生物的生存提包括人類在內(nèi)的幾乎所有生物的生存提供了物質(zhì)來源和能量來源供了物質(zhì)來源和能量來源 維持大氣中氧氣和二氧化碳含量的相對維持大氣中氧氣和二氧化碳含量的相對穩(wěn)定穩(wěn)定 促進(jìn)生

9、物進(jìn)化促進(jìn)生物進(jìn)化 從物質(zhì)轉(zhuǎn)變和能量轉(zhuǎn)變的過程來看，從物質(zhì)轉(zhuǎn)變和能量轉(zhuǎn)變的過程來看，光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝量代謝 影響光合作用的因素影響光合作用的因素光照強(qiáng)度光照強(qiáng)度 真正光合速率真正光合速率=凈光合速率凈光合速率+呼吸速率呼吸速率溫度溫度光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用t吸收或釋放量吸收或釋放量CO2COCO2 2濃度濃度b:CO2的補償點的補償點c:CO2的飽和點的飽和點acbdeNN：P P：KK：MgMg：礦質(zhì)營養(yǎng)礦質(zhì)營養(yǎng) 影響光能利用率的因素在生產(chǎn)中的應(yīng)用：影響光能利用率的因素在生產(chǎn)中的應(yīng)用：光能利用率光能利用率光合作用效率光合

10、作用效率( 輪作輪作 )( 合理密植：間種、套種合理密植：間種、套種 )1、光照強(qiáng)度、光質(zhì)、光照強(qiáng)度、光質(zhì)2、CO2濃度濃度3、溫度、溫度4、礦質(zhì)元素（、礦質(zhì)元素（ 合理施肥）合理施肥）5、水（、水（ 合理灌溉）合理灌溉）圖中圖中A A點含義：點含義： ；B B點含義：點含義： ；C C點表示：點表示： ；若甲曲線代表陽生植物，則乙曲線代表若甲曲線代表陽生植物，則乙曲線代表 植物。植物。 光照強(qiáng)度為光照強(qiáng)度為0 0，只進(jìn)行呼吸作用，只進(jìn)行呼吸作用光合作用與呼吸作用強(qiáng)度相等，稱為光補償點光合作用與呼吸作用強(qiáng)度相等，稱為光補償點光合作用強(qiáng)度不再隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)而增強(qiáng)，稱為光飽和點光合作用強(qiáng)度不再隨光

11、照強(qiáng)度增強(qiáng)而增強(qiáng)，稱為光飽和點陰生陰生 應(yīng)根據(jù)植物的生活習(xí)性因地制宜地種植植物。應(yīng)根據(jù)植物的生活習(xí)性因地制宜地種植植物。光補償點、光飽和點光補償點、光飽和點 ： 陽生植物陽生植物 陰生植物陰生植物圖中圖中A A點表示：點表示： 。COCO2 2濃度達(dá)到植物所需的最大值，光濃度達(dá)到植物所需的最大值，光合速率不再上升合速率不再上升光合作用是在光合作用是在 的催化下進(jìn)行的，溫度直接影的催化下進(jìn)行的，溫度直接影響響 ；B B點表示：點表示： ；BCBC段表示：段表示： ； 酶的活性酶的活性酶酶此溫度條件下，光合速率最高此溫度條件下，光合速率最高超過最適溫度，光合速率隨溫度升高而下降超過最適溫度，光合速

12、率隨溫度升高而下降若白天光照充足，下列哪種條件對農(nóng)作物增產(chǎn)有利若白天光照充足，下列哪種條件對農(nóng)作物增產(chǎn)有利 A.A.晝夜恒溫晝夜恒溫25 25 B. B.白天溫度白天溫度2525，夜間溫度，夜間溫度1515 C. C.晝夜恒溫晝夜恒溫15 15 D. D.白天溫度白天溫度3030，夜間溫度，夜間溫度1515 D用下述容積相同的玻璃罩分別罩住大小、生長狀況相用下述容積相同的玻璃罩分別罩住大小、生長狀況相同的天竺葵，光照相同的時間后，罩內(nèi)同的天竺葵，光照相同的時間后，罩內(nèi)O O2 2最少的是最少的是 A A綠色罩綠色罩 B B紅色罩紅色罩C C藍(lán)色罩藍(lán)色罩 D D紫色罩紫色罩A下列措施中，不會提高

13、溫室蔬菜產(chǎn)量的是（下列措施中，不會提高溫室蔬菜產(chǎn)量的是（ ） A A、增大、增大O O2 2濃度濃度 B B、增大、增大COCO2 2濃度濃度 C C、增強(qiáng)光照、增強(qiáng)光照 D D、調(diào)節(jié)室溫、調(diào)節(jié)室溫A五、光合作用和呼吸作用中的化學(xué)計算五、光合作用和呼吸作用中的化學(xué)計算光合作用反應(yīng)式：光合作用反應(yīng)式：6CO6CO2 212H12H2 2OCOC6 6H H1212O O6 66O6O2 26H6H2 2O O呼吸作用反應(yīng)式：呼吸作用反應(yīng)式：有氧：有氧：C C6 6H H1212O O6 66O6O2 26H6H2 2O 6COO 6CO2 212H12H2 2O O無氧：無氧：C C6 6H H

14、1212O O6 62C2C2 2H H5 5OHOH2CO2CO2 2 ( (植物植物) )實測實測COCO2 2吸收量吸收量光合作用光合作用COCO2 2吸收量吸收量- -呼吸作用呼吸作用COCO2 2釋放量釋放量實測實測O O2 2釋放量釋放量光合作用光合作用O O2 2釋放量釋放量- -呼吸作用呼吸作用O O2 2消耗量消耗量 【例題【例題1 1】測定植物光合作用的速率，最簡單有】測定植物光合作用的速率，最簡單有效的方法是測定：效的方法是測定： A.A.植物體內(nèi)葡萄糖的氧化量植物體內(nèi)葡萄糖的氧化量 B.B.植物體內(nèi)葉綠體的含量植物體內(nèi)葉綠體的含量 C.C.二氧化碳的消耗量二氧化碳的消耗

15、量 D.D.植物體內(nèi)水的消耗量植物體內(nèi)水的消耗量 【例題【例題2 2】如果做一個實驗測定藻類植物是否完】如果做一個實驗測定藻類植物是否完成光反應(yīng)成光反應(yīng), ,最好是檢測其最好是檢測其: : A. A.葡萄糖的形成葡萄糖的形成 B.B.淀粉的形成淀粉的形成 C.C.氧氣的釋放氧氣的釋放 D.COD.CO2 2的吸收量的吸收量例例3 3將某一綠色植物置于密閉的玻璃容器內(nèi)，將某一綠色植物置于密閉的玻璃容器內(nèi)，在一定條件下不給光照，在一定條件下不給光照，COCO2 2的含量每小時增加的含量每小時增加8mg8mg，給予充足光照后，容器內(nèi)給予充足光照后，容器內(nèi)COCO2 2的含量每小時減少的含量每小時減少

16、36mg36mg，若上述光照條件下光合作用每小時能產(chǎn)生，若上述光照條件下光合作用每小時能產(chǎn)生葡萄糖葡萄糖30mg30mg，請回答：，請回答：（1 1）比較在上述條件下，光照時呼吸作用的）比較在上述條件下，光照時呼吸作用的強(qiáng)度與黑暗時呼吸作用的強(qiáng)度差是強(qiáng)度與黑暗時呼吸作用的強(qiáng)度差是mgmg。（2 2）在光照時，該植物每小時葡萄糖凈生產(chǎn)）在光照時，該植物每小時葡萄糖凈生產(chǎn)量是量是mgmg。（3 3）若一晝夜中先光照）若一晝夜中先光照4 4小時，接著放置在小時，接著放置在黑暗情況下黑暗情況下2020小時，該植物體內(nèi)有機(jī)物含量變化小時，該植物體內(nèi)有機(jī)物含量變化是（填增加或減少）是（填增加或減少）。（4

17、 4）若要使這株植物有更多的有機(jī)物積累，）若要使這株植物有更多的有機(jī)物積累，你認(rèn)為可采取的措施是你認(rèn)為可采取的措施是: : 。0 024.524.5減少減少延長光照時間；延長光照時間；降低夜間溫度；降低夜間溫度；增加增加COCO2 2濃度。濃度?；芎铣勺饔没芎铣勺饔?自然界中少數(shù)種類的細(xì)菌，雖然細(xì)胞內(nèi)沒自然界中少數(shù)種類的細(xì)菌，雖然細(xì)胞內(nèi)沒有色素，不能進(jìn)行光合作用，但是能夠體外環(huán)有色素，不能進(jìn)行光合作用，但是能夠體外環(huán)境中某些無機(jī)物釋放的能量來制造有機(jī)物，這境中某些無機(jī)物釋放的能量來制造有機(jī)物，這種合成作用，叫做種合成作用，叫做化能合成作用。化能合成作用?；芎铣勺饔没芎铣勺饔米责B(yǎng)生物自養(yǎng)

18、生物 以以光光為能源，以為能源，以CO2和和H2O（無機(jī)物無機(jī)物）為原料合成）為原料合成糖類（糖類（有機(jī)物有機(jī)物），糖類中儲存著由光能轉(zhuǎn)換來的能量。），糖類中儲存著由光能轉(zhuǎn)換來的能量。例如例如綠色植物綠色植物。異養(yǎng)生物異養(yǎng)生物 只能利用環(huán)境中只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機(jī)物現(xiàn)成的有機(jī)物來維持自身的生來維持自身的生命活動。例如命活動。例如人、動物、真菌及大多數(shù)的細(xì)菌人、動物、真菌及大多數(shù)的細(xì)菌?；芎铣勺饔没芎铣勺饔?利用環(huán)境中某些利用環(huán)境中某些無機(jī)物氧化時所釋放的能量無機(jī)物氧化時所釋放的能量來來制造有機(jī)物。少數(shù)的制造有機(jī)物。少數(shù)的細(xì)菌，如硝化細(xì)菌細(xì)菌，如硝化細(xì)菌。光能自養(yǎng)生物光能自養(yǎng)生物化能自養(yǎng)生

19、物化能自養(yǎng)生物所需的能量來源不同（光能、化學(xué)能）所需的能量來源不同（光能、化學(xué)能）1.1.葉綠體中的色素所吸收的光能，用于葉綠體中的色素所吸收的光能，用于_ _ 和和_;_;形成的形成的_和和_ _ 提供給暗反應(yīng)。提供給暗反應(yīng)。2.2.光合作用的實質(zhì)是：把光合作用的實質(zhì)是：把_和和_轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物，把為有機(jī)物，把_轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成_,_,貯藏在有貯藏在有機(jī)物中。機(jī)物中。3.3.在光合作用中，葡萄糖是在在光合作用中，葡萄糖是在_中形成中形成的，氧氣是在的，氧氣是在_中形成的，中形成的，ATPATP是在是在_中形成的，中形成的，CO2CO2是在是在_固定的。固定的。水的光解水的光解形成形成ATPHA

20、TPCO2H2O光能光能化學(xué)能化學(xué)能暗反應(yīng)暗反應(yīng)光反應(yīng)光反應(yīng)光反應(yīng)光反應(yīng)暗反應(yīng)暗反應(yīng)下圖是光合作用過程圖解，請分析后回答下列問題：下圖是光合作用過程圖解，請分析后回答下列問題：圖中圖中A A是是_,B_,B是是_,_,它來自于它來自于_的分解。的分解。圖中圖中C C是是_，它被傳遞到葉綠體的，它被傳遞到葉綠體的_部位，用部位，用于于_ _ 。圖中圖中D D是是_，在葉綠體中合成，在葉綠體中合成D D所需的能量來自所需的能量來自_圖中圖中G_,FG_,F是是_,J_,J是是_圖中的圖中的H H表示表示_， H H為為I I提供提供_光光H2OBACDE+PiFGCO2JHI2水水H基質(zhì)基質(zhì)用作還

21、原劑，還原用作還原劑，還原C3ATP色素吸收色素吸收的光能的光能光反應(yīng)光反應(yīng)H和和ATP色素色素C5化合物化合物C3化合物化合物糖類糖類1 1、在光合作用的暗反應(yīng)過程中，沒有被消耗掉、在光合作用的暗反應(yīng)過程中，沒有被消耗掉的是（的是（ ） A A、H BH B、C C5 5化合物化合物 C C、ATP DATP D、COCO2 2B2 2、與光合作用光反應(yīng)有關(guān)的是（、與光合作用光反應(yīng)有關(guān)的是（ ）H H2 2O O ATP ATP ADP ADP COCO2 2A.A. B. B. C. C. D. D.A3 3、將植物栽培在適宜的光照、溫度和充足的、將植物栽培在適宜的光照、溫度和充足的C0C

22、02 2條件條件下。如果將環(huán)境中下。如果將環(huán)境中C0C02 2含量突然降至極低水平，此時葉含量突然降至極低水平，此時葉肉細(xì)胞內(nèi)的肉細(xì)胞內(nèi)的C C3 3化合物、化合物、C C5 5化合物和化合物和ATPATP含量的變化情況含量的變化情況依次是依次是A. A. 上升；下降；上升上升；下降；上升 B. B. 下降；上升；下降下降；上升；下降 C. C. 下降；上升；上升下降；上升；上升 D. D. 上升；下降；下降上升；下降；下降C4 4、光合作用的過程可分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階、光合作用的過程可分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段，下列說法正確的是（段，下列說法正確的是（ ） A.A.葉綠體類囊體膜上進(jìn)行光

23、反應(yīng)和暗反應(yīng)葉綠體類囊體膜上進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng) B.B.葉綠體類囊體膜上進(jìn)行暗反應(yīng)，不進(jìn)行光反應(yīng)葉綠體類囊體膜上進(jìn)行暗反應(yīng)，不進(jìn)行光反應(yīng) C.C.葉綠體基質(zhì)中可進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng)葉綠體基質(zhì)中可進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng) D.D.葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行暗反應(yīng)葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行暗反應(yīng), ,不進(jìn)行光反應(yīng)不進(jìn)行光反應(yīng)D5、光合作用過程中，產(chǎn)生、光合作用過程中，產(chǎn)生ADP和消耗和消耗ADP的的 部位在葉綠體中依次為部位在葉綠體中依次為 ( ) 外膜外膜 內(nèi)膜內(nèi)膜 基質(zhì)基質(zhì) 類囊體膜類囊體膜 A A B B C C D DB6 6、光合作用過程的正確順序是、光合作用過程的正確順序是（）二氧化碳的固定二氧化碳的固定 氧氣的釋放氧氣的釋放 葉綠素吸收光能葉綠素吸收光能水的光