高二生物：3.5《光合作用》课件（浙科版必修1）.ppt

光合作用 1 光合作用与呼吸作用的关系 1 物质变化 细胞呼吸是将葡萄糖中的碳氧化成二氧化碳 游离的氧气 则被还原成水中的氧 c6h12o6 6o26co2 6h2o 氧化 还原 光合作用刚好相反 是将co2还原为糖 将h2o中的o氧化为o2 6co2 6h2oc6h12o6 6o2 氧化 还原 光合作用和呼吸作用都是氧化 还原过程 2 能量变化 细胞呼吸是一个放能反应 它将贮存在葡萄糖中的化学能释放出来 供细胞利用 光合作用是一个吸能反应 它利用太阳能将二氧化碳转变为糖 将能量贮存在糖分子内 3 反应场所 细胞呼吸主要在线粒体中进行 光合作用全部在叶绿体中进行 2 叶绿体结构 外膜 内膜 基粒 基质 基粒上有许多类囊体 含有光合作用的色素 称光合膜 分布 主要存在绿色植物的叶肉细胞里以及幼嫩茎秆的皮层细胞里 功能 绿色植物进行光合作用的细胞器 鲁宾和卡门实验 同位素标记法 放射性同位素可用于追踪物质的运行和变化规律 用放射性同位素标记的化合物 化学性质不会改变 科学家通过追踪放射性同位素标记的化合物 可以弄清化学反应的详细过程 这种方法叫做同位素标记法 6co2 12h218oc6h12o6 618o2 6h2o 同位素示踪法 6c18o2 12h2oc6h1218o6 6o2 6h218o 5 光合作用过程 两个阶段 第一阶段 第二阶段 称光反应 直接需要光的 称碳反应 是二氧化碳转变成糖的过程 光反应只有有光的时候才能反应 而碳反应不需要光 所以前称暗反应 这是不准的 因为在黑暗中 暗反应只能进行很短的时间 少了光反应为其提供的有关物质 所以光反应和碳反应的关系为相辅相承的 光反应是在叶绿体类囊体膜中发生的的 利用光能使水氧化成氧气 同时产生atp和nadph 暗反应是在叶绿体基质中进行的 利用光反应产生的atp和nadph 将co2转变成糖类等有机物 4 光合作用总反应式 6co2 12h2oc6h12o6 6o2 6h2o 绿色植物通过叶绿体 利用光能 将二氧化碳和水 转变成糖类等有机物 同时释放氧气并储存能量的过程 原料 条件 场所 产物 实质 合成有机物 储存能量 三 叶绿素的提取与分离 原理 绿叶中的色素不溶于水 易溶于有机溶剂 如无水乙醇 丙酮 石油醚等 绿叶中的色素不止一种 它们都溶于层析液中 且溶解度不同 在滤纸上扩散速度不同 溶解度大 扩散速度快 提取原理 分离原理 材料用具 新鲜的绿色叶片 干燥的定性滤纸 95 乙醇 层析液 二氧化硅 碳酸钙 研钵 小玻璃漏斗 尼龙布 毛细吸管 剪刀 试管 药匙 量筒 天平 实验过程 1 提取色素 取适量菠菜叶 加95 乙醇 再加少许二氧化硅和碳酸钙 迅速研磨成匀浆 二氧化硅作用 碳酸钙作用 研磨充分 防止色素破坏 2 过滤 在一小玻璃漏斗基部放一块单层尼龙布 将研磨液迅速倒入漏斗中 收集滤液到一个试管中 及时用棉塞将试管中塞紧 防止挥发 3 制备滤纸条并画线 4 点样 用毛细吸管吸取少量滤液 沿铅笔画的横线均匀画出一条细而直的滤液细线 待滤液干后再画一次 共画3 4次 重复画几次是使后来的色素带清晰 画线要细 直 齐 使色素带平整 不重叠 5 层析 层析液不能触及滤线 层析液沿着干燥的滤纸由下而上扩散 当扩散到细线时 色素便溶解在层析液中 并随着层析液一起向上扩散 而不同的色素溶解不同 扩散速度也不同 所以将不同色素分离开 6 观察实验结果 色素种类色素颜色色素含量溶解度扩散速度 胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b 橙黄色黄色蓝绿色黄绿色 最少较少最多较多 最高较高较低最低 最快较快较慢最慢 类胡萝卜素 叶绿素b 叶黄素 蓝绿色 黄绿色 橙黄色 黄色 含量占3 4 含量占1 4 叶绿体中的色素 叶绿体结构模式图 色素 功能 吸收传递转化光能 用于光合作用 光合作用的场所 叶绿体 色素的吸收光谱 叶绿体中的色素主要吸收红橙光和蓝紫光 叶绿素色素 吸收可见的太阳光 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光 树片的颜色 为什么植物叶片一般呈绿色 为什么秋天叶片发黄 为什么有的叶片呈其他颜色 如红色等 四 光合作用的过程 光反应阶段 碳反应阶段 一 光反应 场所 类囊体膜上 光系统 叶绿素 类胡萝卜素蛋白质复合体 光能 叶绿素中低能电子激发并呈高能状态 色素缺失电子 失能电子进入光系统 atp 水分解供电子 adp pi 获能 叶绿素 类胡萝卜素蛋白质复合体 光能 叶绿素中低能电子被激发并呈高能状态 色素缺失电子 nadp 与h 接受2个高能电子生成nadph 光系统 提供电子 光系统 光反应中物质变化 2h2o4h 4e o2 酶 光反应中能量变化 光能 电能 活跃的化学能 光反应产物 atp nadph o2 碳反应阶段 发生在叶绿体基质中 是将二氧化碳还原为糖的过程 此过程又称卡尔文循环 碳反应阶段 c pcccc p co2 c p2cc c pcc rubp五碳糖 核酮糖二磷酸 3 磷酸甘油酸 atpadp nadphnadp c pcc 三碳糖 叶绿体基质中进行 三碳糖转移到叶绿体外 co2 核酮糖二磷酸 酶 c6 酶 2c3 三碳分子 c3 三碳分子 atp adp pi nadph nadp h 三碳糖磷酸 如何再生核酮糖二磷酸 rubp 生成一个c6h12o6要经过几次卡尔文循环 3个co2 6个三碳糖磷酸 1个保持用于糖的生成或其他 5个经一系列变化再生为3个rubp c pcc 从叶绿体中转移出来的三碳糖 蔗糖 细胞呼吸 其他代谢 碳反应中的产物三碳糖 在叶绿体内能作为合成淀粉 蛋白质 和脂质的原料 但大部分的是运至叶绿体外 并且转变成蔗糖 供植物体所有细胞利用 色素分子 可见光 3rubp 6个三碳分子 adp pi atp 2h2o o2 nadph 多种酶 酶 3co2 吸收 光解 能 固定 还原 酶 光反应 碳反应 光合作用的过程 光合作用怎样进行 碳反应的物质变化 3co2 3rubp6c3 三碳分子 c3 atp nadph三碳糖 adp nadp 5c33rubp 碳反应的能量变化 活跃的化学能稳定的化学能 atp中三碳糖中 光反应和碳反应之间的联系 光反应是碳反应的基础 为碳反应提供nadph和atp 光反应停止 碳反应也随即终止 同时 如果碳反应受阻 光反应也会因产物积累而不能正常进行 整个光合作用过程中的物质变化和能量变化分别是什么 物质变化 把简单的无机物转变为复杂的有机物 能量变化 把光能转变成储存在有机物中的化学能 1 光合作用中光反应阶段为碳反应阶段提供了 a o2和三碳分子b 叶绿体色素c h20和o2d nadph和atp d 练一练 2 在光合作用的碳反应过程中 没有被消耗掉的是 a nadphb rubpc atpd 二氧化碳 b 五 影响光合作用因素 1 光合速率 又称光合强度 是指一定量的植物 如一定的叶面积 在单位时间内进行多少光合作用 如释放多少氧气 消耗多少二氧化碳 如在某温度某光照强度下 每100平方厘米叶片吸收的二氧化碳为44mg 则光合作用强度可表示为44mgco2 100cm2 小时 表观光合速率 真正光合速率 人们测得从外界吸收的co2的量 植物从外界吸收co2的量 加上呼吸作用释放的co2量 真正光合速率 表观光合速率 净光合速率 呼吸作用 2 影响光合作用因素 主要是光强度 温度和二氧化碳浓度 光强度 a点含义 没有光 只进行呼吸作用 b点含义 co2吸收等于放出 即光合作用等于呼吸作用 此时没有有机物的积累 光补偿点 c点含义 此时光合作用强度达最大值 不再随光照强度增大而增强 光饱和点 光饱和点 光补偿点 呼吸作用 表观光合作用 净光合作用 真正光合作用 实际光合作用 如果植物长期处于b点 没有有机物积累 植物不能生长 植物呼吸作用产生的co2也用于光合作用 制造的有机物刚好又用来进行呼吸 光强度 温度 温度主要影响酶的活性 光合作用有最适温度 且一般比呼吸作用的最适温度高 一般温带植物的最适温度在25 c ab段随温度的升高光合作用速率加强 b点光合作用速率达到最大 bc段表示随温度的升高 光合速率快速下降 直至光合作用完全停止 timeofday h a 一天之中 光合作用强度先增加 到中午时有个短暂下降的过程 如图中a点 光合午休 光合作用速率 光合速率的日变化 温度 原因是中午温度过高 气孔关闭 co2进不了叶肉细胞 所以光合速率反而下降 co2浓度 空气中二氧化碳浓度增加会使光合作用加快 低温 高温 高co2百分含量 低co2百分含量 如图在温度较高的或co2浓度较高的情况下 光强度对光合速率的影响比较显著 而任何一个因素的减弱都可能限制光合作用 如在气候寒冷时 时光再强 植物也不能以最快的速率生长 因为低温影响了酶的活性 仙人掌不能在森林中生长 因为它们需要大量的光 例2 在叶绿体中的色素提取得分离实验中 结合所做实验回答 1 研磨时为了研磨充分要加 加碳酸钙的目的是 2 滤纸条剪去两角是为了在层析过程中 3 画滤液细线要求一是二是 4 分离色素时要注意滤纸条要烧怀壁 一定不是要让层析液没及 二氧化硅 保护叶绿素分子不被破坏 层析液同步