專題六 光合作用課件

專題六光合作用考綱解讀1.光合作用的發(fā)現(xiàn)2.光合作用的概念3.葉綠體中色素的種類和作用4.光合作用的過程5.光合作用的重要意義6.光合作用原理的應(yīng)用及化能合成作用7.探究環(huán)境對光合作用強度的影響問題探討

為什么植物的葉片大多是綠色的，但有時葉片也會發(fā)黃？

因為綠葉中所含的色素主要是葉綠素，但也有其它的一些色素。試驗回顧及問題探討

綠葉中的色素有哪些、其顏色各怎樣？為什么葉綠素呈綠色？一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)吸收光能的百分比（一）捕獲光能的色素葉綠素類胡蘿卜素葉綠素a葉綠素b胡蘿卜素葉黃素藍(lán)綠色黃綠色橙黃色黃色占3/4吸收藍(lán)紫光和紅光吸收藍(lán)紫光與光合作用有關(guān)的這些色素都存在于葉綠體中類囊體的薄膜上。形態(tài)：扁平的橢球形或球形。結(jié)構(gòu)：

外包雙膜，內(nèi)有許多由內(nèi)囊體（囊狀結(jié)構(gòu)）堆疊而成的基粒（增大了受光面積），基粒間充滿了基質(zhì)。類囊體的薄膜上分布有葉綠素、類胡蘿卜素和與光反應(yīng)有關(guān)的酶，基質(zhì)中也含有許多與暗反應(yīng)有關(guān)的酶。（二）葉綠體的結(jié)構(gòu)

光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把CO2和H2O轉(zhuǎn)化成儲存能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。

二、光合作用的原理和應(yīng)用

1.英國的普利斯特利的意義和不足之處分別是？

2.德國植物學(xué)家薩克斯的實驗過程及結(jié)果證明了什么？植物可以更新空氣，但沒有發(fā)現(xiàn)光的作用。

證明了光合作用的產(chǎn)物有淀粉的生成。結(jié)果：暴光部分呈深藍(lán)色，遮光部分無顏色變化實驗過程：綠葉饑餓處理光照（一半暴光，一半遮光）碘蒸氣處理結(jié)論：思考與討論：

1.光合作用的原料、產(chǎn)物、場所和條件是什么？其化學(xué)反應(yīng)式是？

原料—CO2和H2O；產(chǎn)物—糖類和O2；

場所—葉綠體；條件—光合酶；光合作用的反應(yīng)式是：CO2+H2O光能葉綠體（CH2O）+O2

2.從人類對光合作用的探究歷程來看，生物學(xué)的發(fā)展與物理學(xué)和化學(xué)有什么聯(lián)系？與技術(shù)手段的進步有什么關(guān)系？試舉例說明。

生物學(xué)的發(fā)展與物理學(xué)和化學(xué)的研究和進展關(guān)系很密切。例如：①到1785年，由于發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，人們才明確光合作用放出的氣體是O2，吸收的是CO2

；②魯賓和卡門利用同位素標(biāo)記法證明光合作用釋放的氣體O2是來自水，而不是來自CO2

；③卡爾文用同位素示蹤技術(shù)探明了CO2中的碳在光和作用中的轉(zhuǎn)化成有機物中碳的途徑。

光合作用的場所是葉綠體，其內(nèi)囊體的薄膜上含有葉綠素（包括藍(lán)綠色的葉綠素a和黃綠色的葉綠素b，它們主要吸收紅光和藍(lán)紫光)、類胡蘿卜素（包括有橙黃色的胡蘿卜素和黃色的葉黃素，主要吸收藍(lán)紫光）和與光反應(yīng)有關(guān)的酶，是光反應(yīng)的場所；葉綠體基質(zhì)中含有多種酶，是暗反應(yīng)的場所。小結(jié)第二講葉綠體中的色素H2O

①水的光解O2[H]

ADP+Pi

②酶ATPCO2C52C3①固定供氫酶酶供能②還原多種酶參加催化暗反應(yīng)光能二、光合作用的過程光反應(yīng)(CH2O)[糖類]光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較過程比較光反應(yīng)暗反應(yīng)進行部位進行條件物質(zhì)轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化聯(lián)系類囊體薄膜上光、色素、酶①水→O2+[H]②ATP的合成①CO2的固定和還原②ATP→ADP+Pi光能轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學(xué)能ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為葡萄糖中穩(wěn)定化學(xué)能葉綠體基質(zhì)中多種酶、不受光限制光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和ATP光合作用的總反應(yīng)式光合作用的總反應(yīng)式光合作用的實質(zhì)6CO2+12H2O光能

葉綠體物質(zhì)代謝能量代謝CO2+H2OC6H12O6+O2光能有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能C6H12O6+6O2+6H2OATP中活躍的化學(xué)能（四）化能合成作用

自然界中的某些細(xì)菌，能夠利用環(huán)境中的某些無機物氧化分解時所釋放的能量來制造有機物，這種合成作用稱化能合成作用。2NH3+3O2

硝化細(xì)菌2HNO2+2H2O+能量2HNO2+O2硝化細(xì)菌2HNO3+能量CO2+H2O硝化細(xì)菌（CH2O）+O2

4.光合作用與化能合成作用

化能合成作用是指某些細(xì)菌利用環(huán)境中物質(zhì)氧化分解時所釋放的化學(xué)能，將無機物合成有機物。進行光合作用與化能合成作用的生物都能將無機物合成有機物，其區(qū)別是合成作用中的能量來源不同。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常用輪作、間作和套種來提高農(nóng)作物產(chǎn)量。輪作是指在同—塊地上，按預(yù)定的計劃輪換種植不同作物。

輪作可以提高土壤肥力，防止害蟲的發(fā)生。

間作是指在同一塊地上將不同的作物相間種植。

套種是指在同—塊地上—年種植和收獲兩種或兩種以上的作物，請回答下列問題：(1)輪作能提高土壤肥效的原因是

。(2)輪作能防止蟲害，是由于改變了原有的

，從而使害蟲難以生存下去。(3)從提高農(nóng)作物對光能的利用率的角度分析：間作能提高農(nóng)作物產(chǎn)量的原因是

。套種能提高農(nóng)作物產(chǎn)量的原因是

。

不同的作物對土壤中不同礦質(zhì)元素的吸收量不同食物鏈增加光合作用的面積延長光合作用時間

3.光合作用原理的應(yīng)用（1）增強光照強度和延長光照時間（增大光反應(yīng)）來增加光合產(chǎn)物。（2）控制溫度（影響暗反應(yīng)）主要是增大晝夜溫差，促進合成、減少消耗，使有機物的積累增加。（3）增大田間CO2濃度，促進暗反應(yīng)的進行。1、總光合作用=凈光合作用+呼吸作用；

1）、(光合作用)制造的有機物=合成的有機物=積累的有機物（干物質(zhì)量）+消耗的有機物(呼吸作用)；

2）、葉綠體固定的CO2=光合作用所需要的CO2=從外界吸收的CO2+呼吸產(chǎn)生的CO2；

幾個關(guān)鍵的生物量：光合速率:是指一定量的植物(如一定的葉面積)在單位時間內(nèi)進行多少光合作用(如釋放多少氧氣、消耗多少二氧化碳）。凈光合量吸收量釋放量積累量實際光合量消耗量產(chǎn)生量制造量觀測指標(biāo)CO2O2有機物

a—b:b—c:c—d:d—e:acbdeCO2的補償點CO2的飽和點b點c點CO2太低，農(nóng)作物消耗光合產(chǎn)物；隨CO2的濃度增加，光合作用強度增強；CO2濃度再增加，光合作用強度保持不變；CO2深度超過一定限度，將引起原生質(zhì)體中毒或氣孔關(guān)閉，抑制光合作用。CO2濃度對光合作用的關(guān)系

下頁光合速率光照強度光照強度對光合速率的影響陽生植物陰生植物晴天24小時內(nèi)光合作用情況光補償點光飽和點如圖所示某植物光合速率和呼吸速率隨溫度而變化的走勢葉面積指數(shù)與光合作用的關(guān)系葉面積對光合作用的影響

0吸收量光照強度ABCB：光補償點：C：光飽和點CO2②

B：光補償點：光合作用和呼吸作用達(dá)到平衡時的光照強度，或者光合作用吸收的CO2量等于呼吸作用釋放CO2的量③C：光飽和點：光合速率最大時的光照強度。釋放量CO2①A點：光照強度為零，只有呼吸作用主要受光反應(yīng)產(chǎn)物的限制主要受暗反應(yīng)酶活性和CO2濃度限制③光照強度總光合作用=凈光合作用+呼吸作用真正光合速率=表觀光合速率（實測二氧化碳吸收量）+呼吸速率光合作用的有關(guān)計算在光照條件下，人們測得的CO2吸收量是植物從外界環(huán)境吸收的CO2總量，叫表觀光合速率。0吸收量光照強度A1B1C1B：光補償點C：光飽和點CO2陽生植物陰生植物陽生植物的光補償點和光飽和點大于陰生植物的光補償點和光飽和點。A2B2C2釋放量CO2在強光環(huán)境中生長發(fā)育健壯，在陰蔽和弱光條件下生長發(fā)育不良的植物稱陽生植物。

在較弱的光照條件下能夠生長良好的植物叫陰生植物?！裱娱L光合作用時間

大田：復(fù)種（或輪種---一年種兩茬或三茬）溫室：人工光照●增加光合作用面積

改變株型、合理密植●提高光合作用效率（1）控制光照強弱（陽生植物和陰生植物）（2）增加水分和二氧化碳。（3）增加礦質(zhì)元素的供應(yīng)（4）控制溫度，大棚作物白天可適當(dāng)升高溫度，夜晚適當(dāng)降低溫度。五、提高光能利用率的措施（提高產(chǎn)量）

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從植物細(xì)胞中提取葉綠體，放入含有ADP、磷酸鹽以及氫的載體等物質(zhì)的溶液中，按圖示控制條件進行光合作用的有關(guān)實驗并不斷測定有機物的合成量，用此數(shù)據(jù)繪成曲線圖如下，請你用已學(xué)的光合作用知識根據(jù)曲線各段特點回答：（1）ab段由于缺乏CO2，使光合作用過程中的

不能進行，因此無有機物生成。

（2）bc段在提供了CO2之后，由于ab段已積累了大量的

，所以有機物能快速合成。

（3）cd段在無光照條件下，由于光合作用過程中的

無法進行，無法繼續(xù)提供

又由于ab段所積累的物質(zhì)

的原因，使有機物的合成逐漸下降至0。暗反應(yīng)[H]和ATP光反應(yīng)新的[H]和ATP被逐漸用完

分析說明光合作用的過程

光合作用包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段，下列參與暗反應(yīng)必需的物質(zhì)是（）A．H2O、CO2、ADPB．CO2、NADPH、ATPC．H2O、CO2、ATPD．NADPH、H2O、ADP【答案】B光合作用的條件和產(chǎn)物

關(guān)于光合作用的敘述，下列正確的一項是（）A．光合作用的兩個階段均有［H］和ATP產(chǎn)生B．光合作用中產(chǎn)生的O2來自于CO2中的氧C．光合作用固定CO2的是一種五碳化合物D．光合作用的暗反應(yīng)必須在暗處進行【答案】C葉綠體色素的提取和分離下列有關(guān)“葉綠體色素的提取和分離”實驗的敘述正確的是()A.加人碳酸鈣防止濾液揮發(fā)B.用NaCl溶液提取葉片中的色素C.加人二氧化硅（石英砂）有利于充分研磨D.用無水酒精或丙酮分離濾液中的色素【答案】C細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用

蔬菜和水果長時間儲藏、保鮮需要的條件應(yīng)為（）A．低溫、干燥、低氧B．低溫、濕度適中、低氧C．高溫、干燥、高氧D．高溫、濕度適中、高氧【答案】B例5

以測定的CO2吸收量與釋放量為指標(biāo)，研究溫度對某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響，結(jié)果如圖所示。下列分析正確的是()

A.光照相同時間，35℃時光合作用制造的有機物的量與30℃時相等

B.光照相同時間，在20℃條件下植物積累的有機物的量最多C.溫度高于25℃時，光合作用制造的有機物的量開始減少D.兩曲線的交點表示光合作用制造的與呼吸作用消耗的有機物的量相等A

例6.

右圖表示將重量相同的三株小麥幼苗置于三支試管中(試管內(nèi)裝有含全部礦質(zhì)元素的培養(yǎng)液)。然后將它們分別放在三種條件下培養(yǎng)若干天。試根據(jù)結(jié)果回答：（1）c試管中的小麥幼苗與a試管比較增重較多，這是因為提高

a15OCb20OCc20OC強光照弱光照強光照溫度能提高_(dá)__________,從而使___________尤其是____反應(yīng)的速度加快。（2）b試管中的幼苗與a試管相比增重很少，這是因為其光合作用的___________的產(chǎn)物很少，限制了暗反應(yīng)中的_______過程。酶的活性光合速度暗光反應(yīng)還原例7請根據(jù)生物學(xué)相關(guān)知識回答下列問題：（1）光照強度、CO2濃度會影響光合作用。下圖1表示在較低CO2濃度下，陽生植物的光合作用速率變化曲線；若其他條件不變，適當(dāng)提高CO2濃度，理論上推測曲線的Z點將向

方移動。右上（2）植物在一天中光合作用強度會發(fā)生一定的變化。上圖2表示南方某植物，在夏季某一晴天中光合作用速率變化曲線。則圖中

點環(huán)境中CO2濃度最低，此時

（是、否）進行光合作用？ab時間段內(nèi)，植物葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生【H】的場所有

。g是葉綠體、線粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

例8.將植物培養(yǎng)在適宜的光照，溫度、和充足的CO2條件下：（1）當(dāng)CO2濃度突然降至極低水平時，發(fā)現(xiàn)植物葉片中的五碳化合物含量突然上升，這是因為______缺少時，植物體內(nèi)的五碳化合物不能形成___________。（2）如果在降低CO2的同時，停止光照，則不會出現(xiàn)五碳化合物上升的現(xiàn)象，這是因為暗反應(yīng)所必須的_____和______供應(yīng)不足，使___________不能形成五碳化合物。CO2三碳化合物[H]ATP三碳化合物1、分析有關(guān)植物光合作用的資料，回答問題。在一定濃度的CO2和適當(dāng)?shù)臏囟葪l件下，測定A植物和B植物在不同光照條件下的光合速率，結(jié)果如下表，據(jù)表中數(shù)據(jù)回答問題。（1）.與B植物相比，A植物是在

光照條件下生長的植物，判斷的依據(jù)是。（2）.當(dāng)光照強度超過9千勒克司時，B植物光合速率

，造成這種現(xiàn)象的實質(zhì)是

反應(yīng)跟不上

反應(yīng)。弱光因為A植物在光飽和時的光照強度低于B植物不再增加暗光（3）.當(dāng)光照強度為9千勒克司時，B植物的總光合速率是

（mgCO2/100cm2葉·小時）。當(dāng)光照強度為3千勒克司時，A植物與B植物固定的CO2量的差值為

（mgCO2/100cm2葉·小時）45

1.52.請回答與光合作用有關(guān)的問題：（1）甲、乙、丙三種植物光合作用強度與光照強度的關(guān)系如右圖所示。①強光下上述三種植物固定CO2能力最強的植物是

。②乙植物達(dá)到最大光合作用強度所需的最低光照強度是

（a、b、c、d）。③當(dāng)光照強度從a到b時，

植物光合作用強度增加的最快。（2）植物光合作用產(chǎn)生的O2來自H2O，還是來自CO2？甲c甲來自H2O3．某同學(xué)為研究自然條件下植物新陳代謝變化情況，設(shè)計了如圖所示的裝置。以下是關(guān)于植物新陳代謝的相關(guān)實驗結(jié)果圖，請據(jù)圖分析回答下列問題。

(1)甲圖中M點的含義是

.在L點時植物光合作用消耗的二氧化碳是

mol／h。(2)乙圖反映細(xì)胞呼吸過程中02的吸收及C02的釋放情況，圖示曲線是在什么條件下測得的?在此光照強度下，光合作用的強度等于呼吸作用的強度（光補償點）1.0無光(或黑暗)(3)影響甲圖中a曲線P點上下移動的主要外界因素是

；(4)繪制下列有關(guān)曲線圖：①甲圖中光合作用強度是用C02吸收量(mol／h)表示的，如果改為用02的吸收量(mol／h)表示，請在甲圖中繪出光合作用強度與光照強度的關(guān)系曲線；②在乙圖中繪出無氧呼吸C02的釋放量與02濃度的關(guān)系。溫度4、有甲?乙?丙?丁4盆長勢均勻的植物置于陽光下(如圖所示),甲添加品紅色光,乙添加綠色光,丙添加品紅色濾光片A,丁添加綠色濾光片B,經(jīng)過一段時間,各盆中長勢最旺

和長勢最差的依次是下列的哪一組()

A.甲和乙B.乙和丙

C.甲和丁D.丙和丁C5、圖1表示光合作用部分過程的圖解,圖2表示改變光照后,與光合作用有關(guān)的五碳化合物和三碳化合物在細(xì)胞內(nèi)的變化曲線?根據(jù)圖回答:

(1)圖1中A表示的物質(zhì)是________,它由________產(chǎn)生,其作用主要是___________________________________?

(2)圖1中ATP形成所需的能量最終來自于_____________?

若用放射性同位素標(biāo)記14CO2,則14C最終進入的物質(zhì)是

_____________________________________________?用于C3的還原太陽光能(CH2O)水在光下分解[H](3)圖2中曲線a表示的化合物是________,在無光照時,其含量迅速上升的原因是:_____________________________?

(4)曲線b表示的化合物是_______________,在無光照時,其含量下降的原因是:_______________________________________?C3CO2與C5結(jié)合形成C3和C3不能被還原C5C5與CO2結(jié)合形成C3,且C3不能被還原為C56、圖為某植物光合作用速率與環(huán)境因素之間的關(guān)系,請據(jù)圖回答:

(1)甲圖表示在光照弱的情況下,光合作用隨________

的增強成正比增強,這種情況下,可以認(rèn)為此時影響光合作用

的過程是__________階段?

(2)從圖甲可見,光照強度超過某一強度時,光合作用速度

不再增加,且有穩(wěn)定發(fā)展的趨勢,這種變化主要決定于__________,

此時光合作用的__________階段受到限制?

(3)圖乙中C點表示光照強度為B時,植物生長的__________,

出現(xiàn)CD段的原因是__________?

光照強度光反應(yīng)溫度暗反應(yīng)最適溫度酶活性降低,光合作用速率降低(4)請在圖甲中繪制50℃時植物光合作用速度變化的曲線?(5)根據(jù)圖甲,在圖乙繪制光照強度為A時,不同溫度下光合作用速率變化曲線?7、將一綠色植物放入一個三角瓶中,如圖1所示?在瓶中安放一個測定瓶中CO2濃度的傳感器,將瓶口用橡膠塞塞上?傳感器的另一端與計算機連接,以監(jiān)測一段時間內(nèi)瓶中CO2濃度的變化?

如果用此裝置進行植物光合作用速率的測定,請寫出實驗步驟及注意事項:

(1)在適宜條件下,首先將該裝置置于________條件下,此時測得的數(shù)值是____________________________________?

(2)再將該裝置置于________下,此時測得的數(shù)值是________________________?

光照光合速率與呼吸速率的差值(即凈光合作用速率)黑暗該條件下植物呼吸作用速率(3)如果圖2為該植物在實驗中測得的數(shù)據(jù),根據(jù)圖中數(shù)據(jù),該植物在單位時間(分)內(nèi),光合作用速率為________ppm/min?(精確到0.1)

(4)為使此研究結(jié)果更為科學(xué),可采取的措施為______________?

82.5要重復(fù)測量多次,取平均值（1800-150）/23+(550-150)/(60-23)=71.7+10.8=82.58.在充滿N2與CO2的密閉容器中,實驗室條件下用水培法栽培幾株番茄,CO2充足?測得系統(tǒng)的呼吸速率和光合速率變化曲線如下圖,請回答問題?

(1)6~8h間,光合速率________(大于?小于)呼吸速率,容器內(nèi)的O2含量________,CO2含量________,植株干重______?大于上升下降增加(2)9~10h間,光合速率迅速下降,推測最可能發(fā)生變化的環(huán)境因素是________;10h時不再產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是________;若此環(huán)境因素維持不變,容器內(nèi)的O2含量將逐漸下降并完全耗盡,此時另一細(xì)胞器即________停止ATP的合成,______________成為ATP合成的唯一場所?

(3)若在8h時,將容器置于冰浴中,請推測呼吸速率會出現(xiàn)的變化及其原因__________________________________?

光照強度葉綠體線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)呼吸速率下降,相關(guān)酶的活性因降溫而下降9.(探究題)為探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響,多個興趣小組設(shè)計實驗進行研究?

實驗材料和用具:100mL量筒?20W至500W的臺燈?冷開水?NaHCO3?黑藻等?

實驗步驟:

①準(zhǔn)備6套如圖所示裝置,分別編號為1~6?在瓶中各加入約500mL0.01g/mLNaHCO3溶液后用冷開水充滿?

②取6等份黑藻分別放入1~6號裝置?

③將6套裝置放入暗室中,然后用20W?50W?75W?100W?200W和500W的臺燈等距離地分別照射1~6號裝置,觀察氣泡的產(chǎn)生情況?(1)該實驗中的自變量是________?列出實驗中的兩個控制變量(無關(guān)變量):__________________________________

______________________________________________?

(2)通過該實驗測得的氧氣量并非光合作用實際產(chǎn)生的氧氣量,其原因是______________________________________________

光照強度

CO2(或NaHCO3溶液)濃度?溫度?pH?黑藻(要求至少答出兩項)黑藻自身的細(xì)胞呼吸會消耗氧氣④30min后停止光照,測量光合作用釋放的O2體積?對該實驗進行分析,回答有關(guān)問題:

(3)在冬季的人工大棚