高一生物光合作用课件

第四节光合作用第5章细胞的能量供应和利用提取原理：•叶绿体中的色素溶解于有机溶剂无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取叶绿体中色素。1.绿叶中色素的提取与分离分离原理：四种色素在层析液中溶解度不同，因而随层析液在滤纸上扩散速度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，据此原理可使各色素分离开来。方法与步骤４．分离色素叶绿素a(蓝绿色)类胡萝卜素叶绿素胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶绿素b（黄绿色）1/43/4色素的种类色素的吸收光谱能得出什么结论？•①叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。•②类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。•叶片为什么呈绿色？秋天叶片变黄的原因？温度降低，叶绿素分解，类胡萝卜素比较稳定，表现出类胡萝卜素颜色。秋天叶片变红的原因？叶绿素因低温而分解，液泡中红色的花青素含量增加。•叶绿素是类胡萝卜素的3倍；两类色素对绿光吸收的最少，绿光被大量反射出来。实验中黑暗处理消耗有机物时需在有光条件下操作，观察最好选用什么颜色的灯？•绿色，这样对实验影响最小。温室栽培用什么颜色的塑料大棚最好？无色。无色透明大棚各色光均能透过，两类色素除吸收红光和蓝紫光外，对其它色素也有不同程度的吸收。用什么颜色的塑料大棚光合效率最低？•绿色，有色大棚主要透过同色光,植物对绿光吸收最少。影响叶绿素合成的因素(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：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，因而叶子变黄。(3)矿质元素：叶绿素中含N、Mg等矿质元素，若缺乏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。叶绿体的结构外膜内膜基粒基质类囊体捕获光能的色素分布在___________类囊体的薄膜上叶绿体中的色素仅仅是吸收光能么？绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O转化成储存能量的有机物，并释放出O2的过程。反应物、条件、场所、生成物CO2＋H2O（CH2O）＋O2光能叶绿体糖类光合作用的具体过程可以分为几个阶段？三、光合作用的过程光反应暗反应CO2+2H2O*光能叶绿体(CH2O)+H2O+O2*CO2＋H2O（CH2O）＋O2光能叶绿体糖类呼吸作用：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量酶光反应暗反应条件场所物质变化能量变化产物原料速度联系光、色素、酶[H]、ATP、多种酶基粒（类囊体的薄膜）基质1.水的光解1.CO2的固定2.[H]、ATP的合成2.C3化合物的还原3.ATP水解光能→ATP中活跃ATP中活跃的化学能→的化学能有机物中稳定的化学能ATP、[H]、O2（CH2O）、ADP、Pi等H2OCO2快，以微秒计。较缓慢。光反应为暗反应提供了[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+，且暗反应是光反应的继续。四、光照、CO2浓度骤变对植物细胞内C3、C5、[H]、ATP、（CH2O）合成量影响五、化能合成作用自养生物利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。少数的细菌，如硝化细菌。光能自养生物化能自养生物2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量硝化细菌2HNO2+O2硝化细菌2HNO3+能量CO2+H2O（CH2O）+O2硝化细菌异养生物只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。例如人、动物、真菌及大多数的细菌。２．外部因素反应条件：光、温度、必需矿质元素反应原料：CO2浓度、水１．内部因素植物种类不同同一植物在不同的生长发育阶段同一植物在不同部位的叶片叶龄六、影响光合作用的因素叶龄OA段：AB段：BC段：幼叶，随幼叶的不断生长，叶面积不断增大，叶内叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合作用速率不断提高壮叶，叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率也基本稳定。老叶，叶片内叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。应用：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬菜及时换新叶，可降低其细胞呼吸消耗有机物。叶面积OA段：A点：OB段：BC段：OC段：…随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大光合作用面积的饱和点随叶面积的增大，光合作用不再增强，原因是有很多叶被遮挡，光照强度在光补偿点以下…干物质量随光合作用增强而增加随叶面积的不断增加，干物质积累量不断降低随叶面积的不断增加，呼吸量不断增加应用：适当间苗、修剪，合理密植。植物的光合作用与细胞呼吸同时进行时，存在如下关系：•(1)光合作用实际产氧量＝植物氧气释放量＋细胞呼吸耗氧量。•(2)光合作用实际CO2消耗量＝实测植物CO2消耗量＋细胞呼吸CO2释放量。•(3)光合作用葡萄糖积累量＝光合作用实际葡萄糖生产量－细胞呼吸葡萄糖消耗量。净光合速率的表示方法：单位时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量。真正（实际）光合速率的表示方法：单位时间内02产生量、C02固定量或有机物产生（制造）量。①光照强度1.光光合速率0光强A点B点AB段BC段应用：白天：适当增强光照阴雨天：适当补光间作套种时合理搭配农作物的种类。②光质白光红光、蓝紫光……绿光⑴温室大棚塑料薄膜的颜色最好是：无色透明⑵绿色植物生理实验的安全灯颜色：绿色⑶水域植物（藻类—水深）的垂直分布：绿藻红藻褐藻不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光，即红藻反射出了红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄色的光。水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于对蓝、绿部分的吸收，即到达深水层的光线是相对富含短波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方。光合速率0CO2浓度ABCO2饱和点CO2补偿点？2.CO2浓度→C3的生成CO2浓度→暗反应C3还原→（CH20）光合速率0CO2浓度ABA点：AB段：B点：进行光合作用所需CO2的最低浓度在一定范围内，随C02浓度的提高，植物的光合速率加快表示C02的饱和点，CO2超过该浓度，光合速率达到最大不再提高。→C3的生成CO2浓度→暗反应C3还原→（CH20）光合速率0CO2浓度AB思考：1、在温度适宜、CO2含量超过B点对应的浓度的条件下，如何进一步提高光合效率？2、若光照充足、温度适宜，造成B点的原因是什么？3、若再绘另一光照更弱条件下的该曲线，则图中A点向什么方向移动。应用：农作物增产措施（2）温室栽培，晴天适当增加CO2浓度①施有机肥（农家肥）②施用NH4HCO3肥料（1）合理密植使农田通风良好“正其行，通其风”光合速率0CO2浓度AB③CO2发生器3.H2O含水量1、光合作用的原料；2、植物体内各种生化反应的介质；3、影响气孔的开闭。应用：根据作物需水规律合理灌溉；预防干旱洪涝OA段：在一定范围内，水越充足，光合作用速率越快4.矿质元素矿质元素矿质元素直接或间接影响光合作用。如可促进叶片面积增大，提高酶的合成速率，作为酶的激活剂等，提高光合作用速率。应用：根据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可提高农作物产量。5.温度→酶活性1、温度→NADPH、ATP生成量暗反应（CH20）生成量→光反应主次2、温度是影响气孔开闭的因素之一应用：农作物增产措施⑴晴天：白天适当升温，晚上适当降温以保持较高的昼夜温差⑵连续阴雨天：白天和晚上均降温1、适时播种；2、温室栽培：3、防止“午休”现象光合作用整套机构对温度比较敏感，温度过高时光合速率会减弱。光合作用的最适温度因植物种类而异。呼吸作用光合作用温度吸收或释放量CO20★多因子对光合作用速率的影响P点：Q点：限制光合速率的因素为横坐标所表示的因子，随该因子的不断加强，光合速率不断提高横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，若要提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法★多因子对光合作用速率的影响温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当充加C02，进一步提高光合速率。当温度适宜时，可适当增加光照强度和C02浓度以提高光合速率。总之，可根据具体情况，通过增加光照强度，调节温度或增加CO2浓度来充分提高光合速率，以达到增产的目的实验假设实验步骤实验结果实验结论在一定范围内随光照强度的增强，光合作用强度也增强案例：探究光照强弱对光合作用强度的影响实验假设实验步骤①取生长旺盛的绿叶，用打孔器打出小圆片30片。②将小圆形叶片置于注射器内，抽拉出小圆形叶片内的气体，重复几次。叶圆片实验假设实验步骤③将气体逸出的小圆形叶片，放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。④取3只小烧杯(培养皿)，分别倒入20mL富含CO2的清水。⑤分别向3只小烧杯中各放入10片小圆形叶片，然后分别对这3个实验装置进行强、中、弱三种光照。实验假设实验步骤30cm60cm90cm⑥观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量。实验假设实验步骤30cm60cm90cm实验结果实验结论A中上浮叶圆片最多，其次是B，C中最少。光合作用的强度受光照强度的影响，在一定光照强度范围内，随光照强度升高光合作用速率逐渐增强。相同不同（物质）实例异养生物自养生物都能合成物质储存能量无机物↓有机物人、动物、真菌、大多数细菌有机物↓有机物能否将无机物合成有机物绿色植物硝化细菌硫细菌、铁细菌等1、异养生物与自养生物比较2、化能合成作用与光合作用比较3、同化作用、异化作用与新陈代谢类型3、同化作用、异化作用与新陈代谢类型考点1光合作用与细胞呼吸的关系1．光合作用和细胞呼吸的关系图场所：叶绿体场所：细胞质基质、线粒体光合作用反应方程式：CO2＋H2O(CH2O)＋O2呼吸作用反应方程式：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量2．光合作用和细胞呼吸中物质和能量的变化关系(1)物质变化：思考：(1)产生ATP最多的阶段是什么阶段？答案：光反应阶段。(2)为各种生命活动提供的ATP最多的阶段是什么阶段？答案：细胞有氧呼吸阶段Ⅲ。3．以气体变化探究光合作用与呼吸作用的关系(1)不同状态下植物的代谢特点及相对强度的关系光照情况代谢特点图示气体交换特征黑暗只进行细胞呼吸，不进行光合作用从外界吸收O2放出CO2细胞呼吸速率大于光合作用速率从外界吸收O2放出少量CO2弱光细胞呼吸速率等于光合作用速率植物与外界不进行气体交换，即没有O2和CO2的吸收与释放强光同时进行光合作用和细胞呼吸，且光合作用速率大于细胞呼吸速率植物光合作用所利用的CO2：N＝N1＋N2；植物光合作用产生的氧气：m＝m1＋m2(2)光合速率与呼吸速率的关系①绿色植物在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率。②绿色植物组织在光下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。③真正光合速率、净光合速率、呼吸速率的关系：真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率④三者的常用表示方法：真正光合速率O2产生(生成)速率CO2固定速率有机物产生(制造、生成)速率净光合速率O2释放速率CO2吸收速率有机物积累速率呼吸速率黑暗中O2吸收速率黑暗中CO2释放速率有机物消耗速率总结：影响光合作用和呼吸作用因素的图象分析1．影响细胞呼吸的外部因素及应用外界因素图示原理应用温度细胞呼吸是由酶催化的一系列反应过程。在一定范围内，细胞呼吸随温度的升高而加快，但超过最适温度后，细胞呼吸将逐渐减弱，直至停止大棚蔬菜的种植，保持一定的昼夜温差，或阴天适当降温，有利于增产氧气在一定范围内有氧呼吸强度随氧气浓度升高而增大；氧气对无氧呼吸有抑制作用作物栽培中，采取中耕松土等措施防止板结，保证根细胞正常呼吸，以促进其对矿质元素的吸收、利用CO2从化学平衡角度分析，CO2浓度增大，呼吸速率下降在果蔬保存中，如增加CO2浓度，减弱细胞呼吸，降低其代谢强度，达到保鲜目的含水量在一定范围内，细胞呼吸强度随含水量的升高而加强，随含水量的减少而减弱作物种子的储藏，需风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗2.影响光合作用的因素及应用(1)内部因素内部因素图示应用阳生植物与阴生植物的光能利用能力由图示看出，阴生植物光补偿点与光