2019_20学年高中生物4.2光合作用课件苏教版必修.pptx

第二节 光合作用,一,二,三,四,五,一、回眸历史,解开光合作用之谜,一,二,三,四,五,一,二,三,四,五,一,二,三,四,五,二、恩吉尔曼的实验和色素对光能的捕获 1.恩吉尔曼实验分析 (1)选材:水绵和好氧细菌。 (2)原理:用不同波长的光照射水绵,观察好氧细菌的分布。 (3)现象:好氧细菌主要集中在红光区和蓝光区。,一,二,三,四,五,2.色素对光的吸收 (1)捕获光能的色素 绿叶中的色素有四种。,(2)色素的功能:吸收、传递和转换光能。 (3)吸收光谱:不同波长的光波吸收的情况:叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝光;胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。,一,二,三,四,五,三、光合作用的过程 1.场所:叶绿体。 2.过程,(1)光反应 场所:叶绿体的类囊体膜上。 是否需要光:是。 物质变化:将水分解为O2和H,将ADP和Pi合成ATP。反应式为2H2O 4H+O2。 能量变化:光能转变为ATP中活跃的化学能。,一,二,三,四,五,(2)暗反应 场所:叶绿体的基质中。 是否需要光:有光无光均可。 物质变化 a.CO2的固定:一分子二氧化碳与一分子五碳化合物结合形成二分子三碳化合物。 b.C3的还原:三碳化合物被还原为有机物,储存能量。 能量变化:ATP中活跃的化学能转变为有机物中稳定的化学能。,一,二,三,四,五,自主思考 结合光合作用的光反应和暗反应两个过程的条件分析,黑暗条件下植物能进行光合作用吗?延长光照时间能提高农作物产量吗? 提示:黑暗条件下,暗反应也不能正常进行,因为暗反应需要光反应为其提供H和ATP;延长光照时间,光合作用能顺利进行,可以提高农作物的产量。,一,二,三,四,五,3.总反应式,4.概念:绿色植物通过叶绿体吸收光能,将CO2和H2O合成为有机物并释放出O2,同时也将光能转化为化学能储存在有机物中,这一过程称为光合作用。 5.实质:合成有机物,储存能量。,一,二,三,四,五,四、影响光合作用的环境因素 1.光照强度 (1)在一定范围内,随着光照强度的增加,光合速率也相应地变大。 (2)光照强度超过某一定值时,光合速率不再增加。 2.CO2 (1)在一定范围内,随着CO2浓度的增加,光合速率增加。 (2)达到某一定值后,随着CO2浓度增大,光合速率不再增加。 3.温度 (1)植物光合作用有一定的温度适应范围,在此范围内有最适温度,此时光合作用最强。 (2)低于或者高于最适温度,光合作用强度减弱。 4.农业生产中常用的提高光能利用率的方法 主要通过合理密植、延长光照时间和增强光合作用速率等途径。,一,二,三,四,五,五、绿叶中色素的提取和分离 1.原理:绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度大的随层析液在滤纸上扩散快,反之则慢。 2.实验中一些材料的用途 (1)无水乙醇:溶解色素。 (2)二氧化硅:有助于充分研磨。 (3)碳酸钙:防止色素被破坏。 (4)层析液:分离色素。,一,二,三,四,五,3.结果,探究点,实验设计,当堂检测,一,二,易错点排查,光合作用的过程 问题导引 当光合作用的光反应过程被人为阻断,你认为暗反应会停止吗?反过来,当暗反应过程被人为阻断,你认为光反应会怎样变化? 提示:光合作用的光反应与暗反应是相互联系的,而它们之间的联系纽带是ATP和H。当光反应停止时(如植物在黑暗条件下),暗反应所需的ATP和H的来源被阻断,暗反应会停止;暗反应停止,光反应也会随之停止,因为暗反应停止,光反应的产物积累,抑制了光反应的进行。,探究点,实验设计,当堂检测,一,二,易错点排查,名师精讲 1.图解,探究点,实验设计,当堂检测,一,二,易错点排查,2.光反应与暗反应的比较,探究点,实验设计,当堂检测,一,二,易错点排查,3.光合作用过程中的物质变化分析,探究点,实验设计,当堂检测,一,二,易错点排查,4.光合作用过程中原子转移途径,探究点,实验设计,当堂检测,一,二,易错点排查,典例剖析 【例题1】下图是某植物体内进行的某种活动,据图完成问题。,探究点,实验设计,当堂检测,一,二,易错点排查,(1)该生理活动的名称是_。 (2)该生理活动是在叶肉细胞内被称为_的细胞器中进行的。 (3)写出图中字母A、B、C各自所代表的物质的名称:A_;B_;C_。 (4)需要消耗物质A和B的生理过程的名称是_。 (5)图中编号所表示的生理过程是_。 (6)若用14C标记CO2中的C,则被标记的C存在于_中。 (7)色素吸收的_能,在这一生理活动过程的_阶段部分被转移到_中,转变为活跃的化学能,再经过这一生理过程的_阶段,转变为_化学能。 (8)将CO2浓度(体积分数)从1%迅速降低到0.003%后,物质B的浓度将_,试分析其原因:_。,探究点,实验设计,当堂检测,一,二,易错点排查,解析:图中所示生理过程为光合作用,其中为光反应,为暗反应,A为ATP,B为H,C为(CH2O),为水的光解,为CO2的固定,为C3的还原;CO2浓度下降后,C3的生成量减少,H和ATP的消耗量减少,生成量不变,因此H和ATP的浓度会升高。 答案:(1)光合作用 (2)叶绿体 (3)ATP H (CH2O) (4)C3的还原 (5)水的光解 (6)C3、(CH2O)和C5 (7)光 (光反应) ATP (暗反应) 稳定的 (8)升高 C3的浓度下降,H的消耗量减少,生成量不变,探究点,实验设计,当堂检测,一,二,易错点排查,典型方法光合作用中C3、C5、ATP和H含量的变化规律 (1)方法总结:若改变的条件为光照,则从分析光反应阶段入手,分析H和ATP的浓度变化,再分析暗反应过程中C3和C5的浓度变化;若改变条件为CO2浓度,则从分析暗反应阶段入手,分析C3和C5的浓度改变,再分析C3或C5浓度的改变对H和ATP的浓度改变有何影响。 分析四种物质中任何一种物质浓度改变都要从生成量与消耗量两个角度进行。,探究点,实验设计,当堂检测,一,二,易错点排查,(2)举例分析 突然停止光照,首先分析对光反应的影响:,再分析光反应改变后对暗反应的影响:,探究点,实验设计,当堂检测,一,二,易错点排查,突然停止CO2供应,首先分析对暗反应的影响:,再分析对光反应的影响:,变式训练1 下图是光合作用过程的图解,下列分析不正确的是( ) A.若突然停止光照,则短时间内C3的含量增加 B.图中为O2;为ATP,可用于暗反应阶段C3的还原 C.若用3H标记的H2O进行示踪,可发现H原子的转移途径为H2OC3糖类 D.图示植物通过光合作用制造有机物并释放O2的过程必须在有光条件下进行 解析:H原子的转移途径为H2OH糖类。 答案:C,探究点,实验设计,当堂检测,一,二,易错点排查,探究点,一,二,实验设计,当堂检测,易错点排查,影响光合作用的因素及应用 问题导引 光合作用过程一般与太阳辐射进程相符合:从早晨开始,光合作用逐渐加强,中午达到高峰,以后逐渐降低,到日落后停止,成为单峰曲线。但晴天无云而太阳光照强烈时,则形成双峰曲线,呈现“午休”现象。请分析出现这种现象的原因。 提示:出现这种现象的原因:第一,水分在中午供应不足,气孔关闭;第二,二氧化碳供应不足等。,探究点,一,二,实验设计,当堂检测,易错点排查,名师精讲 1.外部因素(单因子),探究点,一,二,实验设计,当堂检测,易错点排查,探究点,一,二,实验设计,当堂检测,易错点排查,探究点,一,二,实验设计,当堂检测,易错点排查,探究点,一,二,实验设计,当堂检测,易错点排查,2.多因子对光合作用速率的影响,探究点,一,二,实验设计,当堂检测,易错点排查,(1)曲线分析:P点时限制光合速率的因素应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。当到Q点时,横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子,要想提高光合速率,可适当提高图示中的其他因子。 (2)应用: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CO2,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CO2浓度以提高光合速率。,探究点,一,二,实验设计,当堂检测,易错点排查,【例题2】 下图表示环境因素对绿色植物光合作用速率的影响,据图分析,下列叙述不正确的是( ) A.当处于A点或B点时,叶肉细胞中的叶绿体中均伴随ATP的合成与水解 B.当所处环境中缺镁时,在CO2含量不变的情况下,A点可能降到B点 C.比较图中两条曲线可知,适当增加CO2浓度可提高光合速率,增加产量 D.A点与B点光合作用速率存在差异的原因是光照强度和CO2浓度的不同,探究点,一,二,实验设计,当堂检测,易错点排查,解析:A点与B点所处条件为光照强度相同、CO2浓度不同,因此光合速率存在差异的原因是CO2的浓度不同。 答案:D,探究点,一,二,实验设计,当堂检测,易错点排查,变式训练2 导学号36724050图甲和图乙表示某植物在一定的CO2浓度条件下,光合作用速率与环境因素之间的关系,下列相关叙述错误的是( ),探究点,一,二,实验设计,当堂检测,易错点排查,A.图甲中,A点限制光合作用速率的主要因素是光照强度,B点限制光合作用速率的主要因素是温度或CO2浓度 B.从图乙可以看出,当超过一定温度后,光合作用速率会随着温度的升高而降低 C.温度主要通过影响酶的活性来影响光合作用速率 D.若光照强度突然由A变为B,短时间内叶肉细胞中C3的含量会增加,探究点,一,二,实验设计,当堂检测,易错点排查,解析:图甲表示光照强度和温度对光合作用速率的影响,图乙表示温度对光合作用速率的影响。分析图甲中某点上的限制因素时,要看曲线是否达到饱和点。如果没有达到饱和点(如A点),则限制因素主要为横坐标表示的因素,即光照强度;当达到饱和点以后(如B点),则限制因素为横坐标表示的因素以外的其他因素,如温度或CO2浓度。当光照强度突然增强时,光反应速率加快,产生更多的H和ATP,所以C3的还原速率加快,短时间内叶肉细胞中C3的含量会减少。 答案:D,探究点,易错点排查,实验设计,当堂检测,判断正误(正确的画“”,错误的画“”)。 1.叶绿体中的色素分布在基质中。( ) 提示: 叶绿体中的色素分布在类囊体膜上。 2.光合作用需要的酶只分布在叶绿体基质中。( ) 提示: 类囊体的膜上和叶绿体基质中都有。 3.植物处在干旱环境中,光合作用不能正常进行,主要影响光反应水的光解。( ) 提示: 植物缺水,则气孔关闭,CO2供应不足,影响暗反应,水的光解只需很少H2O就能进行。 4.暗反应必须在无光条件下进行。( ) 提示: 暗反应有光、无光条件下均可以进行。,探究点,易错点排查,实验设计,当堂检测,5.叶绿体和液泡中都有色素,但只有叶绿体中的色素参与光能的捕获。( ) 提示: 6.光合作用光反应产生的ATP只用于暗反应阶段,不能用于其他生命活动。( ) 提示: 7.温度改变只影响光合作用光反应过程。( ) 提示: 温度改变时,不管是光反应还是暗反应均会受到影响。 8.叶绿体中ATP的合成发生在类囊体膜上,ATP的水解发生在叶绿体基质。( ) 提示:,探究点,易错点排查,实验设计,当堂检测,9.植物生长过程中,叶绿体内各种色素的比例保持不变。( ) 提示: 植物生长过程中,叶绿体中色素的比例会随植物生长期、光照、温度等的变化而变化。 10.随CO2浓度的增大,植物体光合速率增强。( ) 提示: 在其他条件一定的情况下,随CO2浓度的增大,叶绿体的光合速率逐渐增强,当CO2浓度增大到一定值后,光合速率不再随CO2浓度的增大而增强。,探究点,实验设计,当堂检测,易错点排查,提取和分离叶绿体中的光合色素 【实验指导】 1.实验原理 提取:各种色素能溶解在有机溶剂(无水乙醇等)中形成溶液,使色素从生物组织中脱离出来。 分离:各种色素都能溶解在层析液中,但在层析液中的溶解度不同,因而在滤纸上的扩散速度也有差异。,探究点,实验设计,当堂检测,易错点排查,2.实验步骤、方法及原因分析,探究点,实验设计,当堂检测,易错点排查,探究点,实验设计,当堂检测,易错点排查,探究点,实验设计,当堂检测,易错点排查,3.实验结果分析 (1)色素带的条数与色素种类有关,四条色素带说明有四种色素。 (2)色素带的宽窄与色素含量有关,色素带越宽说明此种色素含量越多。 色素带最宽的是叶绿素a,最窄的是胡萝卜素,叶绿素b比叶黄素稍宽。 (3)色素带在滤纸条上的位置与色素的扩散速度和在层析液中的溶解度有关。胡萝卜素位于滤纸条的最上端,说明其扩散速度最快,在层析液中的溶解度最大,其次是叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。,探究点,实验设计,当堂检测,易错点排查,特别提醒实验中应注意的问题 选材:选材时应注意选取鲜嫩、色浓绿、少浆汁的叶片,如菠菜叶、棉花叶等。 画滤液细线:用滤液沿铅笔线画线时,应以细、直、颜色浓绿为标准;重复画线时,必须在前一次画的线干燥后再进行,否则会造成滤液细线过粗,不能将色素分开;重复若干次。 滤纸条上四种色素从上往下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。,探究点,实验设计,当堂检测,易错点排查,【设计体验】 下图表示绿叶中色素的提取和分离实验的部分材料和用具,有关叙述错误的是( ),A.图加入研钵内的物质有无水乙醇、二氧化硅、碳酸钙 B.将研磨液倒入中,漏斗基部应放一块单层尼龙布 C.画滤液细线的要求是细、齐、直 D.层析结果色素带最宽的是叶绿素b,扩散最快的是叶黄素,探究点,实验设计,当堂检测,易错点排查,解析:色素提取时加入无水乙醇的目的是溶解色素,加入二氧化硅的目的是使研磨充分,加入碳酸钙的目的是防止研磨时对色素造成破坏;在过滤时,漏斗的基部应放一块单层尼龙布;层析的结果:色素带最宽的是叶绿素a,扩散最快的是胡萝卜素。 答案:D,1,2,3,4,5,探究点,实验设计,当堂检测,易错点排查,1.如右图所示,某植物上的绿叶在阳光照射一段时间后,经脱色并用碘液处理,结果有锡箔覆盖的部位不呈蓝色,而没有锡箔覆盖的部位呈蓝色。本实验证明( ) 光合作用需要二氧化碳 光合作用需要光 光合作用需要叶绿素 光合作用放出氧气 光合作用制造淀粉 A. B. C. D.,1,2,3,4,5,探究点,实验设计,当堂检测,易错点排查,解析:光合作用需要光、CO2和叶绿素,光合作用能放出O2,即本身的叙述是正确的。但从题干条件看,本实验是有光和无光的对照实验,只能证明,不能证明。 答案:C,1,2,3,4,5,探究点,实验设计,当堂检测,易错点