光合作用總結(jié)課件

光合作用總結(jié)（一）光合作用的研究歷史實驗結(jié)論海爾蒙特柳苗栽培實驗植物物質(zhì)積累不是來自于水而是全部來自于水普利斯特里鐘罩實驗植物可以更新空氣英格豪斯鐘罩實驗光合作用必需在光照條件下進行薩克斯淀粉生成實驗淀粉是光合作用的產(chǎn)物魯賓和卡門實驗光合作用產(chǎn)生的O2來自于水卡爾文實驗CO2同化為有機物的途徑享學(xué)課堂光合作用總結(jié)（一）光合作用的研究歷史實驗結(jié)論海爾蒙特柳苗栽培1（二）葉綠體及其色素一、葉綠體的結(jié)構(gòu)1．分布：植物的葉肉細胞和幼嫩莖的表皮細胞。2．形狀：一般呈扁平的橢球形或球形。3.結(jié)構(gòu)：

雙層膜

基粒：幾個到幾十個，由類囊體堆疊而成，分布有與光反應(yīng)有關(guān)的酶和色素。

基質(zhì)：含有與暗反應(yīng)有關(guān)的酶和少量DNA和RNA。（二）葉綠體及其色素2二、葉綠體中的色素1、色素的分布：類囊體膜、色素種類色素種類吸收光譜濾紙條上的位置葉綠素(3/4)葉綠素a(藍綠色)吸收紅光和藍紫光葉綠素b(黃綠色)吸收紅光和藍紫光類胡蘿卜素(1/4)胡蘿卜素(橙黃色)吸收藍紫光葉黃素(黃色)吸收藍紫光二、葉綠體中的色素色素種類吸收光譜濾紙條上的位置葉綠素葉綠素33、吸收光譜4、色素的功能：吸收光能、傳遞光能(四種色素)，轉(zhuǎn)化光能(只有少量葉綠素a)。5、特性：①不溶于水，能溶于酒精、丙酮等有機溶劑。②葉綠素結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，衰老或環(huán)境不良時被破壞。思考：為什么正常情況下葉片呈現(xiàn)綠色？（葉綠素含量遠高于類胡蘿卜素）為什么秋季葉片會變黃？（寒冷條件下葉綠素被破壞）3、吸收光譜4三、“葉綠體中色素的提取和分離”實驗1、實驗原理（1）提取原理：葉綠體中的色素能溶解在有機溶劑（無水酒精、丙酮、汽油、苯等）中，所以用無水酒精可提取葉綠體中色素。（2）分離原理：色素在層析液中溶解度不同，溶解度高的色素分子隨層析液在濾紙條上的擴散得快，反之則慢2、實驗方法：紙層析法3、實驗程序提取色素→制濾紙條→濾液劃線→層析→觀察結(jié)果三、“葉綠體中色素的提取和分離”實驗54、實驗中幾種化學(xué)物質(zhì)的作用：①無水酒精：作為提取液可溶解葉綠體中的色素；②層析液（主要成分為石油醚）：用于分離色素；③二氧化硅：使研磨充分；④碳酸鈣：可防止研磨過程中葉綠素被破壞。5、實驗的關(guān)鍵之處：①研磨要迅速、充分：減少研磨過程葉綠素的分解，減少有毒性的丙酮揮發(fā)。②干燥的濾紙的一端剪去二個角的目的：使層析液同時到達濾液細線，層析時，色素分離效果好。③濾液細線越細、越齊的目的：防止色素帶之間部分重疊。④濾液細線不能觸到層析液：防止色素溶解在層析液中，影響實驗結(jié)果。⑤層析時需加塞密封：層析液中的苯、丙酮、石油醚易揮發(fā)。4、實驗中幾種化學(xué)物質(zhì)的作用：6思考1：色素提取液顏色淡的原因有哪些？（研磨不充分，色素未能充分提取出來；未加CaC03，葉綠素分子被破壞；剪取葉片太少或加入丙酮太多，色素提取液濃度過低。）思考2：變黃的葉片提取色素層析的可以觀察哪些色素帶？（2條）思考1：色素提取液顏色淡的原因有哪些？7（三）光合作用的過程1、光合作用的反應(yīng)式：CO2+2H2O*→（CH2O）+O*26CO2+12H2O→C6H12O6+6H2O+6O2葉綠體光能光能葉綠體（三）光合作用的過程葉綠體光能光能葉綠體82、過程2、過程9（1）光反應(yīng)思考1：H+和e的來源是什么？（H2O）；H+和e的去向是哪里？（NADPH）思考2：活躍化學(xué)能儲存在哪里？（主要在ATP、部分在NADPH）；ATP中的活躍化學(xué)能來自何處？（類囊體膜兩側(cè)H+的濃度差所形成的電勢能）思考3：H+通過什么結(jié)構(gòu)從類囊體腔擴散到葉綠體基質(zhì)中？(類囊體膜上的ATP合成酶)思考4：光照增強類囊體腔中pH發(fā)生什么變化？（下降，水的光解增強，產(chǎn)生的H+增多）思考5：光合作用產(chǎn)生的O2擴散到細胞外至少穿越幾層膜？（4層，包括細胞膜1層、葉綠體膜2層、類囊體膜1層）（1）光反應(yīng)10（2）暗反應(yīng)思考1：合成1分子葡萄糖需還原多少C3？（12分子）思考2：NADPH（H+）的作用？（還原C3）；思考3：CO2同化為糖類的途徑？（CO2→C3→(CH2O)）思考4：光合作用合成的糖類去向？（小部分在葉綠體中合成為淀粉儲存、大部分轉(zhuǎn)變?yōu)檎崽沁\輸?shù)街参锲渌课弧⒉糠謪⑴c脂肪、蛋白質(zhì)的合成）。（2）暗反應(yīng)11（3）光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別和聯(lián)系比較項目光反應(yīng)暗反應(yīng)反應(yīng)場所類囊體葉綠體基質(zhì)能量變化光能→電能→活躍的化學(xué)能活躍的化學(xué)能→穩(wěn)定的化學(xué)能物質(zhì)變化2H2O→

4H+

＋O2＋4eNADP+＋H+＋2e

→

NADPHADP＋Pi＋能量

→

ATPCO2＋C5→2C32C3

→

(CH2O)+C5反應(yīng)條件光、色素、酶不需光、酶、ATP、NADPH反應(yīng)性質(zhì)光化學(xué)反應(yīng)（快）酶促反應(yīng)（慢）聯(lián)系光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi。（3）光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別和聯(lián)系比較項目光反應(yīng)暗反應(yīng)反應(yīng)場所12（4）環(huán)境因素突然變化對細胞內(nèi)相應(yīng)物質(zhì)的瞬時影響改變條件C3含量C5含量[H]和ATP含量(CH2O)合成量光照突然減弱增加減少減少減少光照突然增強減少增加增加增加CO2供應(yīng)突然減少減少增加相對增加減少或沒有CO2供應(yīng)突然增加增加減少減少增加(CH2O)運輸受阻增加減少增加減少（4）環(huán)境因素突然變化對細胞內(nèi)相應(yīng)物質(zhì)的瞬時影響改變條件C313光合作用總結(jié)ppt課件14[特別提醒]：(1)在以上各物質(zhì)的含量變化中：C3和C5含量的變化是相反的，即C3增加，則C5減少；[H]和ATP的含量變化是一致的，都增加，或都減少。(2)以上分析只表示條件改變后短時間內(nèi)各物質(zhì)相對量的變化，而非長時間。

（四）光合作用的影響因素

CO2+2H2O*→（CH2O）+O*2光能葉綠體氣體反應(yīng)物↑光照強度、光質(zhì)、光照時間↑①作為反應(yīng)物和反應(yīng)的媒介；②水分→氣孔關(guān)閉→CO2供應(yīng)↓↓色素、酶①Mg、N等礦質(zhì)元素；②酶的活性[特別提醒]：(1)在以上各物質(zhì)的含量變化中：C3和C5含量15光合速率通常是指單位時間、單位葉面積的CO2吸收量或O2的釋放量，也可用單位時間、單位葉面積上的干物質(zhì)積累量來表示。由于測量時的實際情況，光合作用速率又分為凈光合速率和真正光合速率。（凈光合速率=真正（實際）光合速率－呼吸速率）一、內(nèi)在因素：如植物種類不同、同一植物在不同的生長發(fā)育階段、葉齡、光合產(chǎn)物的輸出等。1、同一植物的不同生長發(fā)育階段：幼苗期<營養(yǎng)生長期<開花期光合速率通常是指單位時間、單位葉面積的CO2吸收量或O2的釋162、葉齡：光合速率隨葉齡增長出現(xiàn)“低—高—低”的規(guī)律①隨幼葉不斷生長，葉面積不斷增大，葉內(nèi)葉綠體不斷增多,葉綠素含量不斷增加，光合速率不斷增加（OA段）。②壯葉時，葉面積、葉綠體、葉綠素都處于穩(wěn)定狀態(tài)，光合速率基本穩(wěn)定（AB段）③老葉時，隨葉齡增加，葉內(nèi)葉綠素被破壞，光合速率下降（BC段）。2、葉齡：光合速率隨葉齡增長出現(xiàn)“低—高—低”的規(guī)律173、葉面積指數(shù)（光合面積）OA段——隨葉面積的增大，實際光合作用不斷增大，A點為光合作用面積的飽和點。超過A點，光合作用不再增強，原因是有很多葉被遮擋在光補償點以下。OB段——干物質(zhì)量隨光合作用增強而增加。B點以后干物質(zhì)的量下降，原因是光合總量不變，但呼吸消耗量增大，所以干物質(zhì)積累量不斷降低如BC段。應(yīng)用：如合理密植、間作和套種3、葉面積指數(shù)（光合面積）184、光合產(chǎn)物(蔗糖)的輸出：光合產(chǎn)物(蔗糖)的輸出的速率會影響葉片的光合速率。例如，摘去花、果實等都會暫時阻礙光合產(chǎn)物輸出，降低葉片特別是鄰近葉的光合速率；反之，摘除其他葉片，只留一張葉片與所有花果，留下葉的光合速率會急劇增加。對蘋果等果樹枝條環(huán)割，由于光合產(chǎn)物不能外運，會使環(huán)割上方枝條上的葉片光合速率明顯下降。5、植物的種類：與植物自身的遺傳性有關(guān)，如陰生植物、陽生植物4、光合產(chǎn)物(蔗糖)的輸出：19二、環(huán)境因素1、光照強度原理：影響光反應(yīng)階段ATP、[H]的產(chǎn)生。光補償點：指在一定光強范圍內(nèi)，光合過程中吸收的CO2與呼吸過程中放出的CO2等量的光照強度。光飽和點：指當達到某一光強時，光合速率就不再增加時的光強。思考：P點（光飽和點）的限制因素？（外因：CO2濃度、溫度內(nèi)因：葉綠體數(shù)量、色素含量、酶的數(shù)量等）應(yīng)用：陰雨天應(yīng)補充光照，把光強控制在光飽和點。二、環(huán)境因素202、光質(zhì)(光的波長)白光﹥藍紫光﹥紅光﹥綠光原理：受色素的吸收光譜影響。3、CO2濃度原理：影響暗反應(yīng)階段C3的生成。2、光質(zhì)(光的波長)21CO2飽和點(B、F點）：當CO2達到一定濃度時，再增加CO2濃度，光合速率也不再增加；CO2補償點（E點）：植物光合速率和呼吸速率相等時的CO2濃度稱為CO2補償點（E點）；A、D點進行光合作用所需CO2的最低濃度。思考：P點（CO2飽和點）時光合速率的限制因素？（外因：光照強度、溫度內(nèi)因：色素含量、酶的數(shù)量等）應(yīng)用：溫室可通過放干冰；大田中：①控制農(nóng)作物的密度（合理密植）保證通風(fēng)良好、②增施有機肥，使土壤微生物分解有機物增多，放出CO2增多；CO2飽和點(B、F點）：當CO2達到一定濃度時，再增加CO224、溫度原理：主要通過影響（暗反應(yīng)）酶的活性來影響光合速率。間接影響（植物“午休”現(xiàn)象）：當溫度過高時，為減少水分的散失，氣孔關(guān)閉，會導(dǎo)致CO2吸收減少，從而暗反應(yīng)受阻，光合速率下降。應(yīng)用：大田中適時播種、溫室白天調(diào)到最適溫度或適當升溫，晚上適當降溫，提高晝夜溫差；陰雨天白天適當降溫，維持晝夜溫差（原因：降低呼吸作用消耗）。4、溫度23思考：判斷圖中曲線哪條代表最適植物生長的溫度？(T1)5、水原理：①水分既是光合作用的原料，又是化學(xué)反應(yīng)的媒介；②影響氣孔的開閉。(缺水→氣孔關(guān)閉→CO2進入受阻→間接影響光合作用)6、礦質(zhì)元素N：酶及ATP的重要組分；P：NADPH、ATP的重要組分；Mg：葉綠素的重要組分思考：判斷圖中曲線哪條代表最適植物生長的溫度？(T1)24三、多因素對光合速率的綜合影響分析：P點時，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標所表示的因子，隨該因子的不斷加強，光合速率不斷提高。當?shù)絈點時，橫坐標所表示的因子不再是影響光合速率的因子，要想提高光合速率，可適當提高圖示的其他因子。不同的光質(zhì)影響光反應(yīng)，因此最初光合強度就有差異，但隨光強度的增強，最終都能達到光的飽和點。三、多因素對光合速率的綜合影響25四、光合作用坐標圖上“補償點”和“飽和點”的移動問題歸納

1、光（CO2）補償點移動規(guī)律：①若呼吸速率增加，補償點應(yīng)右移，反之則左移。②若呼吸速率基本不變，條件的改變使光合速率下降時，補償點應(yīng)右移，反之應(yīng)左移。2、光（CO2）飽和點移動規(guī)律：①適當提高溫度或增加CO2濃度，光飽和點增大右移。②陰生植物的呼吸速率、補償點、飽和點一般比陽生植物低。四、光合作用坐標圖上“補償點”和“飽和點”的移動問題歸納

26思考1：已知某植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別是25℃、30℃，如圖曲線表示該植物在25℃時光合作用強度與光照強度的關(guān)系。若將溫度調(diào)節(jié)到30℃的條件下（原光照強度和CO2濃度不變），從理論上講，圖中相應(yīng)點的移動分別是？（a點下移，b點右移，m值下降）。當土壤或培養(yǎng)液中缺乏Mg時，圖中相應(yīng)點的移動分別是？（a點不變，b點右移，m值下降）思考1：已知某植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別是25℃、27思考2：如果光照強度增加，a、b兩點如何移動？（光照強度適當增強，光合作用增強（呼吸作用不變），a點左移；光照增強，光反應(yīng)增大，產(chǎn)生更多的[H]和ATP，促進了暗反應(yīng)的進行，所以吸收的CO2量增多，b點右移。）思考2：如果光照強度增加，a、b兩點如何移動？（光照強度適當28五、光合作用的日變化圖像分析

圖1：溫暖、晴朗、水分供應(yīng)充足時，光合速率日變化呈單峰曲線。日出后光合速率逐漸提高，中午前后達到高峰，之后降低，日落后凈光合速率出現(xiàn)負值。

圖