高中生物 3.2.3 光能的捕获和利用同步教学课件 中图版必修1.ppt

第三节光能的捕获和利用 学习导航1 说出人们对光合作用的认识过程 重点 2 提取和分离叶绿体色素 重 难点 3 阐明光合作用中光反应和暗反应物质和能量转化的大致过程 重点 4 分析环境因素对光合作用速率的影响 重 难点 一 光合作用的概念分析 叶绿体 二 光合作用的早期研究1642年海尔蒙特 建造植物体的原料只是 水 绿色植物 英格豪斯证实 植物只有在 下 才能 净化 空气 光 淀粉 暗处放置 叶绿体 好氧细菌 叶绿体 三 叶绿体的结构1 叶绿体的形态高等植物细胞中叶绿体通常呈 数目较多 2 叶绿体与白色体或有色体的相互转变将叶绿体长时间置于暗处 叶绿体则转变成不含色素的白色体或只有类胡萝卜素的有色体 但光照后又可恢复为具有叶绿素的叶绿体 扁平的椭球 形或球形 3 叶绿体的亚显微结构 1 表面具有两层膜 2 基粒 内部有许多绿色柱状的基粒 每个基粒有数十个扁平囊状的类囊体 基粒间还有基质类囊体与基粒的类囊体相连 从而使各类囊体的腔彼此相通 与光反应有关的色素和酶都分布在 类囊体的膜上 3 基质 在基粒之间充满着基质 与暗反应有关的酶则分布在 中 在叶绿体中还含有少量的dna rna 4 叶绿体中的色素 基质 想一想叶片呈现绿色的原因是什么 提示 叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光 对绿光吸收最少 绿光被反射出来 四 光合作用过程1 图中 的名称是 的名称是 总称为光合作用 光反应 暗反应 2 进行的场所是 进行的场所是 中 3 图中的化学反应 1 中的化学反应 水的光解 水分解成 atp的合成 在有关酶的作用下 adp与pi转化成atp 能量变化 光能 电能 活跃的化学能 类囊体膜 叶绿体基质 o2和质子h 2 中的化学反应 co2的固定 co2与c5结合形成 c3的还原 c3接受atp的能量并被nadph还原 形成糖类和c5 能量变化 活跃的化学能 3 总反应方程式 两个c3 稳定化学能 判一判 1 叶绿素a在光能到电能的转换起重要作用 2 光反应形成的nadph和atp中都含有活跃的化学能 3 暗反应只在无光条件下进行 4 光反应 暗反应是两个独立的过程 五 影响光合作用的因素从光合作用的原料 条件分析 影响光合作用的因素有 co2浓度 温度 无机盐 水分 叶龄等 光照强度 由上述图解可以看出光合作用中光反应和暗反应的区别与联系 1 区别 2 联系 1 光反应为暗反应提供nadph和atp 暗反应为光反应提供adp和pi 即两个反应阶段相辅相成 密切联系 2 没有光反应 暗反应缺乏nadph和atp 无法进行 暗反应受阻 光反应因产物积累也不能正常进行 可见 二者相互制约 特别提醒 1 暗反应有光 无光都能进行 若光反应停止 暗反应可以持续一段时间内 但时间不长 故一般认为晚上只进行细胞呼吸 不进行暗反应 2 相同光照时间内 若光照和黑暗间隔处理比一直光照有机物积累多 因为间隔处理nadph atp基本不积累 利用充分 但一直光照会造成nadph atp的利用不充分而积累 2012 南昌高一检测 如图所示 图甲为叶绿体结构与功能示意图 图乙表示一株小麦叶片细胞内c3相对含量在一天24小时内的变化 请据图分析 1 图甲中a b c d分别表示参与光合作用或光合作用生成的物质 则a b c d依次为 2 在a中发生的过程称为光反应 a中参与此过程的物质是 光合作用全过程中能量转换过程是 3 图乙中ab段c3含量较高 其主要原因是 4 e点c3含量极少 其原因是 解析 1 水参与的是光反应 生成氧气 二氧化碳参与暗反应形成三碳化合物 三碳化合物被还原形成五碳化合物和糖类 2 光反应需要色素吸收光能 并转化成atp中活跃的化学能 同时atp的合成需要酶的参与 暗反应中能量是由活跃的化学能转化成稳定的化学能 3 无光条件下 不能进行光反应 所以暗反应中缺少nadph atp c3不能被还原 4 e点是在盛夏时 光照强烈 温度较高 蒸腾作用散失水分较多 导致气孔关闭 气体交换停止 答案 1 h2oco2c3 三碳化合物 c5 五碳化合物 2 色素和酶光能 活跃化学能 稳定化学能 3 无光不进行光反应 c3不能被还原 4 气孔关闭 叶肉细胞内co2含量低 co2固定下降 探规寻律 c3和c5的含量变化 1 停止光照c3含量上升 c5含量下降 原因是缺少nadph atp c3还原被阻断 而co2的固定仍在继续消耗c5 产生一定量的c3 2 停止co2的供应c3含量下降 c5的含量会上升 原因是合成c3的原料减少 不能合成c3 而光反应产生的nadph atp仍能还原c3 双重因素导致c3的含量降低 c5仍在产生 而c5的消耗减少 导致c5的含量上升 1 光照强度 直接影响光反应速率 光反应产物nadph与atp的数量多少会影响暗反应速率 这是最主要的因素 2 温度 影响光合作用过程 特别是暗反应中酶的催化效率 从而影响光合作用强度 3 co2浓度 co2是暗反应的原料 co2的浓度高低直接影响暗反应速率 4 矿质元素 例如mg是叶绿素的组成成分 n是光合酶的组成成分 p是atp分子的组成成分 5 水分 水分是光合作用的原料之一 缺少时可使光合作用强度下降 6 光合作用强度的日变化 影响光合作用的外界条件每天都在时时刻刻变化着 所以 光合作用强度在一天中也有变化 例如 当晴天无云而太阳光照强烈时 光合作用便形成两个高峰 一个是在上午 一个是在下午 中午前后光合作用强度下降 呈现 午休 现象 其原因有三点 第一 水分在中午供给不足 气孔关闭 第二 co2供应不足 第三 光合产物来不及运走 积累在叶肉细胞的细胞质中 阻碍细胞内co2的运输 2011 高考新课标全国卷 在光照等适宜条件下 将培养在co2浓度为1 环境中的某植物迅速转移到co2浓度为0 003 的环境中 其叶片暗反应中c3和c5化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图 回答问题 1 图中物质a是 c3化合物 c5化合物 2 在co2浓度为1 的环境中 物质b的浓度比a的低 原因是 将co2浓度从1 迅速降低到0 003 后 物质b浓度升高的原因是 3 若使该植物继续处于co2浓度为0 003 的环境中 暗反应中c3和c5化合物浓度达到稳定时 物质a的浓度将比b的 低 高 4 co2浓度为0 003 时 该植物光合速率最大时所需要的光照强度比co2浓度为1 时的 高 低 其原因 关键点 思路点拨 本题主要考查外界环境对光合作用的影响 解答本题的关键是 a b物质的名称 co2参与光合作用的暗反应过程 是与c5结合 光反应为暗反应提供nadph和atp 解析 1 co2浓度降低时 c3化合物产生减少而消耗继续 故c3化合物的浓度降低 所以物质a代表的是c3化合物 2 在正常情况下 1molco2与1molc5化合物结合形成2molc3化合物 即c3化合物的浓度是c5化合物浓度的2倍 co2浓度迅速下降到0 003 后 c5化合物的产生量不变而消耗量减少 故c5化合物的浓度升高 3 co2浓度继续处于0 003 时 因光反应产物nadph和atp的积累而抑制光反应过程 足量的nadph和atp引起暗反应中c5化合物的浓度又逐渐降低 而c3化合物的浓度逐渐升高 在达到相对稳定时 c3化合物的浓度仍是c5化合物浓度的2倍 4 co2浓度较低时 暗反应减弱 需要的nadph和atp量减少 故co2浓度为0 003 时 在较低的光照强度时就能达到最大光合速率 答案 1 c3化合物 2 暗反应速率在该环境中已达到稳定 即c3和c5化合物的含量稳定 根据暗反应的特点 此时c3化合物的分子数是c5化合物的2倍当co2浓度突然降低时 c5化合物的合成速率不变 消耗速率却减慢 导致c5化合物积累 3 高 4 低co2浓度低时 暗反应的强度低 所需atp和nadph少 变式训练 2011 高考新课标全国卷 番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后 与对照组相比 其叶片光合作用强度下降 原因是 a 光反应强度升高 暗反应强度降低b 光反应强度降低 暗反应强度降低c