高考生物——绿色植物的光合作用课件

第三讲 :绿色植物的光合作用光合作用影响因素场所光合色素提高光能利用率 实验设计与探究与其他代谢关系过程内部因素环境因素光反应暗反应1771年，英， 普里斯特利 的 实验1864年，德， 萨克斯 的实验1880年，美， 恩格尔曼 的实验20世纪 30年代，美， 鲁宾 和 卡门 的实验一、光合作用的发现普里斯特利 (英 )的实验实验简单过程：蜡烛 ,小老鼠 分别与绿色植物放在一起用玻璃钟罩住 .实验现象：蜡烛不易熄灭，小老鼠也不易死亡 .结论：绿色植物可以更新空气分别萨克斯 (德 )的实验（置于暗处几小时）思考： 目的是什么？一半遮光一半曝光思考1:萨克斯将绿色叶片放在暗处几小时的目的是什么 ?2:萨克斯对这个实验设计在逻辑上很强的严密性具体体现在A.没有对照实验B.本实验不需要设置对照实验C.暴光处作为对照实验D.遮光处作为对照将叶片原有的淀粉消耗掉3.该实验中若暴光时间过长 ,遮光处理的部分用碘蒸汽处理后也呈现蓝色其原因是什么 ?4.该实验中叶片内含有的叶绿素等色素 ,会对碘蒸汽处理后表现的蓝色造成干扰 ,影响实验效果为增强实验效果对叶片应作怎样的处理 ?有机物在植物体内能够转移热酒精溶液脱色5.该实验除了能证明光合作用产生了外淀粉还能证明什么 ? 光合作用需要光恩格尔曼的实验隔绝空气黑暗，用极细光束照射 完全暴露在光下水绵和好氧细菌的装片结论：氧是由 叶绿体 释放出来的， 叶绿体 是光合作用的场所。光合作用需要 光照1.恩格尔曼的实验选择水绵做研究材料的优点是什么 ?好氧性细菌的作用 ?2.三棱镜的光线射水绵临时装片 ,大量好氧性细菌集中在红光和蓝紫光区从这一实验能够得处什么结论 ?叶绿体带状大而明显便于观察好氧性细菌的作用 :指示氧气放处的部位叶绿体主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用放出氧气20世纪 30年代， 鲁宾和卡门 （美）的 同位素标记实验，如下图所示：光合作用产生的氧气（产物）全部来自水（原料），而不是来自 CO2这一实验证 明 ：验证 CO2是光合作用原料如何设计？验证叶绿体是场所如何设计？思考：二、叶绿体中的色素胡萝卜素叶黄素叶绿素 a叶绿素 b叶绿体中的色素叶绿素中的吸收光谱0 400 500 600 700 nm 50100 叶绿素 b叶绿素 a1:光合色素种类与功能叶绿素叶绿素 a叶绿素 b少数特殊状态：吸收、转化光能多数：吸收、传递光能类胡萝卜素：叶 黄 素胡萝卜素吸收、传递光能主要吸收红橙光和蓝紫光吸收、传递光能主要吸收蓝紫光色素种 类 叶 绿 素 a 叶 绿 素 b 胡 萝 卜素 叶黄素吸收光 谱 主要吸收 红 光和 蓝 紫光 主要吸收 蓝 紫光化学性 质 四种色素都不溶于水易溶于酒精丙 酮 等有机溶 剂 叶 绿 素的化学性 质 没有 类 胡 萝 卜素 稳 定，叶 绿 素的合成易受 光照温度和 矿质 元素 的影响 这 些条件 对类 胡 萝卜素的影响 较 小植物叶色正常绿 色正常叶子的叶 绿 素和 类 胡 萝 卜素的数量比 3： 1所以正常叶片 总 是 绿 色叶色变 黄叶 绿 素分子被破坏 类 胡 萝 卜素 较稳 定 显 示出 类 胡 萝 卜素的 颜 色，叶子呈黄色。叶色变 红秋天降温植物体内 积 累了 较 多的可溶性糖有利于形成液泡中的花青素 ,而叶 绿 素因寒冷降解 ,叶子呈 红 色。2:色素与叶色3:光合作用的 过程(1)光反应能量变化条件物质变化部位(2)暗反应部位条件物质变化能量变化H2O H+O2 +e光解光能 电能 活跃的化学能CO2的固定CO2的还原C3植物 C4植物区别活跃的化学 能稳定的化学能基质色素分子光能酶供能ATPADP+Pi光反应 暗反应水在光下分解H2O O2供 H酶H C52C3还 多种酶催化固定CH2OCO2原光能转变成电能中色素的作用：聚光色素作用中心色素 绝大多数叶绿素 a ,全部叶绿素 b，胡萝卜素，叶黄素 (吸收 、 传递 光能 ) 少数处于特殊状态下叶绿素 a （ 吸收 、把光能 转换 成电能）C4植物植物 常见 : 玉米 、 甘蔗 、 高粱 、 苋菜 等热带植物。C3植物常见植物常见 : 小麦、水稻、大麦、大豆、马铃薯、菜豆和菠菜等温带植物。C3植物和植物和 C4植物植物C3植物和植物和 C4植物叶片结构特点植物叶片结构特点C3植物植物 C4植物植物维管束鞘细胞维管束鞘细胞 叶肉细胞叶肉细胞细胞细胞大小大小是否是否含叶绿体含叶绿体 排列排列是否是否含叶绿体含叶绿体C3植植物物C4植植物物小 栅栏组织栅栏组织海绵组织海绵组织“花环状花环状 ”地围地围绕在维管束鞘绕在维管束鞘细胞的外面细胞的外面不含大含含 没有基粒的叶没有基粒的叶绿体绿体 ，叶绿体数，叶绿体数多、个体大多、个体大含有含有C3植物和植物和 C4植物叶片结构特点植物叶片结构特点叶肉细胞叶肉细胞中的叶绿体中的叶绿体维管束鞘细胞维管束鞘细胞中的叶绿体中的叶绿体C4植物光合作用特点示意图植物光合作用特点示意图CO2NADPHNADP+ATPADP+Pi（ CH2O）多种酶多种酶参加催化参加催化C52C3CO2 C4C3(PEP)（丙酮酸）（丙酮酸）C4ADP+Pi ATPC3酶酶大气中的大气中的二氧化碳二氧化碳低浓度的低浓度的二氧化碳二氧化碳高浓度的高浓度的二氧化碳二氧化碳C4途径途径 C3途径途径 产物产物能量能量 能量能量C4植物中的植物中的 “ 二氧化碳泵二氧化碳泵 ”“二氧化碳泵二氧化碳泵 ” C4植物和植物和 C3植物植物 CO2固定的途径分别有几条？固定的途径分别有几条？C4植物有两条：植物有两条： C4途径和途径和 C3途径途径C3植物有一条：植物有一条： C3途径途径 上述途径分别发生在什么细胞内？上述途径分别发生在什么细胞内？C4植物的植物的 C4途径发生在：叶肉细胞的叶绿体内途径发生在：叶肉细胞的叶绿体内C4植物的植物的 C3途径发生在：维管束鞘细胞的叶绿体内途径发生在：维管束鞘细胞的叶绿体内C3植物的植物的 C3途径发生在：叶肉细胞的叶绿体内途径发生在：叶肉细胞的叶绿体内CO2的的受体受体CO2固定固定后的产物后的产物CO2固定固定的场所的场所C3还原还原的场所的场所ATP和和NADPH的的作用对象作用对象暗反应暗反应途径途径C3植物植物C4植物植物C3PEPC5C3 C3途径C3 C4途径C3途径C4C3C5 叶肉细胞叶肉细胞的叶绿体的叶绿体叶肉细胞叶肉细胞的叶绿体的叶绿体维管束鞘维管束鞘细胞的叶细胞的叶绿体绿体叶肉细胞叶肉细胞的叶绿体的叶绿体维管束鞘维管束鞘细胞的叶细胞的叶绿体绿体C3植物和植物和 C4植物光合作用比较植物光合作用比较讨论：光合作用中1、能量的转换过程：光能 电能 ATP中的化学能 有机物中稳定的化学能 4、当条件改变时，C3、 C5含量如何变化？光照由强 弱CO2浓度降低2、 H的转移： H2O H C6H12O63、 C的转移： CO2 C3 糖类三、光反应阶段和暗反应阶段的比较光反应阶段 暗反应阶段进行部位条件物质变化能量变化联系叶绿体基粒囊状结构中 叶绿体基质中光、色素和酶 ATP NADPH 多种酶催化光能转换成电能再变成活跃的化学能（ ATP、 NADPH中）活跃的化学能变成稳定的化学能 光反应为暗反应提供 NADPH和 ATP暗反应产生的 ADP和 Pi为光反应合成 ATP提供原料水的光解 H2O2H+1/2O 2合成 ATP ADP+Pi +E ATP光酶光能CO2的固定 CO2+C5 2C 3三碳的还原 2C3 C 6H12O6酶酶ATP H光合作用的实质：光合作用的意义