光合作用一轮复习.ppt

5 4光合作用 考纲要求 1 光合作用的基本过程 2 影响光合作用速率的环境因素 一 捕获光能的色素和结构 对大多数生物 活细胞所需能量的最终源头是 太阳能 一 光合色素 提取与分离种类功能分布影响叶绿素合成的因素 分布 功能 吸收 传递 转化光能 实验 绿叶中色素的提取和分离 1 实验原理提取 分离 色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中 不同色素在层析液中溶解度不同 随层析液在滤纸上的扩散速度不同 溶解度大 在滤纸条上扩散速度快 溶解度小 在滤纸条上扩散速度慢 1 提取绿叶中的色素 2 制备滤纸条 3 画滤液细线 4 分离绿叶中的色素 5 观察与记录 1 提取绿叶中的色素 2 制备滤纸条 3 画滤液细线 4 分离绿叶中的色素 5 观察与记录 1 提取绿叶中的色素 2 制备滤纸条 3 画滤液细线 4 分离绿叶中的色素 5 观察与记录 实验结果 最宽 叶绿素a 最窄 叶绿素b 相邻色素带最近 叶绿素a和叶绿素b 相邻色素带最远 胡萝卜素和叶黄素 1 二氧化硅的作用 2 碳酸钙的作用 3 加无水乙醇的目的 使研磨更加充分 防止色素被分解 提取色素 称取 剪碎 研磨 过滤 单层尼龙布 溶解色素 归纳总结 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 老叶先变黄 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 幼叶先变黄 某同学在做提取叶绿体色素的实验时 收集到的色素提取液为淡绿色 分析产生该结果的可能原因是 研磨不充分 色素未能充分提取出来 乙醇加入量太多 稀释了色素提取液 乙醇加入量太少 色素未提取出来 未加碳酸钙粉末 叶绿素分子已被破坏A B C D 答案 A 考点1 实验实验过程 某同学提取得到叶绿体色素溶液后 取一圆形滤纸 在滤纸中央滴一滴色素提取液 再滴一滴层析液 色素随层析液扩散得到下图结果 则1 2 3 4四条色带依次表示A 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素bB 叶黄素 胡萝卜素 叶绿素a 叶绿素bC 叶绿素a 叶绿素b 胡萝卜素 叶黄素D 叶绿素b 叶绿素a 胡萝卜素 叶黄素 答案 A 考点1 实验实验结果 上海右图中 代表新鲜菠菜叶的光合色素纸层析结果 则右图 所示结果最有可能来自于A 水培的洋葱叶B 生长的柳树幼叶C 培养的衣藻D 秋冬的银杏落叶 答案 D 绿叶衰老时会变黄 一位同学推测其原因 可能是叶绿素被破坏 另一位同学则认为 可能是叶黄素含量增多导致叶片变黄 请你设计实验证明他们的说法是否正确 考点1 实验实验设计 A 考点2 有关吸收光谱曲线 光质对光合作用的影响影响产物产量 温室大棚增产措施 薄膜颜色 补充光源影响海洋植物分层 绿藻分布在浅层红藻分布在深层 考点3 有关吸收光谱应用 二 光合作用的探究历程 光合作用的定义 绿色植物通过 利用 把 转化成储存能量的 并释放出 的过程 光能 叶绿体 O2 有机物 CO2和H2O 总结光合作用的反应式 糖类 光合作用的具体过程是如何被人们认识和发现的哪 结论 植物可以更新空气 有人重复了普利斯特利的实验 得到相反的结果 所以有人认为植物也能使空气变污浊 1779年 荷兰的英格豪斯 普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功 植物体只有绿叶才能更新空气 到1785年 发现了空气的组成 人们才明确绿叶在光下放出的是O2 吸收的是CO2 光能 化学能 储存在什么物质中 德国梅耶 1864年德国萨克斯实验 让一张叶片一半曝光一半遮光 除去叶绿素 酒精 水 证明绿叶在光下制造淀粉 滴加碘酒后 或者用碘蒸气处理这片叶 发现曝光的一半呈深蓝色 遮光的一半则没有颜色变化 萨克斯的实验 放在暗处几小时 目的是什么 结论 产物 淀粉条件 光照 1880年恩格尔曼的实验 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 证明叶绿体是光合作用的场所 光合作用的场所只能是叶绿体吗 蓝藻 光合细菌等没有叶绿体也能进行光合作用 1939年鲁宾和卡门的实验 同位素示踪法 结论 光合作用释放的氧全部来自水 美国卡尔文 用14C标记14CO2 供小球藻进行光合作用 探明了CO2中的C在光合作用转化成有机物中的碳的途径 这一途径称为卡尔文循环 答案B 2011上海 将等量甲 乙两种植物的不同器官在不同颜色的光下照8小时 测得的数据见右表 据表分析 决定光合作用是否发生的因素是A 植物种类B 光的颜色C 温度D 植物器官 答案 D 07年江苏生物 右图为探究CO2是否为植物光合作用原料的实验装置示意图 其中a为实验装置 b为对照装置 有关用塑料袋扎紧花盆的实验设计思路是A 确保植株与外界空气进一步隔绝B 排除土壤中微生物代谢活动的干扰C 防止NaOH溶液对植物根系的影响D 避免土壤中自养微生物光合作用形成淀粉 答案 B 11年广东 中国的饮食讲究 色香味 颜色会影响消费 小李同学拟研发 绿色 食用色素 他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验 I 提取叶绿素 II 探究pH对叶绿素稳定性的影响取一些叶绿素粗产品 配成一定浓度的溶液 于室温 约25 下进行实验 方法和结果如下表 11年广东 中国的饮食讲究 色香味 颜色会影响消费 小李同学拟研发 绿色 食用色素 他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验 1 提取食用叶绿素的X应该为 原因是 对人体无害的有机溶剂 食用酒精 叶绿素溶于有机溶剂 同时考虑对人体无害 11年广东 中国的饮食讲究 色香味 颜色会影响消费 小李同学拟研发 绿色 食用色素 他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验 II 探究pH对叶绿素稳定性的影响取一些叶绿素粗产品 配成一定浓度的溶液 于室温 约25 下进行实验 方法和结果如下表 2 表中Y应该为 原因是 3 若用作食品色素 天然叶绿素色素不适用于 食品 否则 8 0 以1 0作为pH梯度进行实验 pH小于6 0 叶绿素会由于酸性pH值而被破坏 4 小李想了解叶绿素产品中是否含有其他色素 请你提供监测方法并写出主要步骤 纸层析法 主要步骤是 制备滤纸条 画色素液细线 用层析液分离色素 观察色素带 光反应 暗反应 划分依据 反应过程是否需要光能 光反应在白天可以进行吗 夜间呢 暗反应在白天可以进行吗 夜间呢 有光才能反应 有光 无光都能反应 三 光合作用的过程 H2O 类囊体膜 酶 光反应阶段 光 色素 酶 水 叶绿体的类囊体薄膜上 水的光解 还原剂 ATP的合成 场所 条件 物质变化 能量变化 进入叶绿体基质 参与暗反应 供暗反应使用 条件 过程 场所 光反应总结 光 色素 酶 叶绿体的囊状结构 类囊体 薄膜 水的光解 NADPH的形成 ATP的形成 用于暗反应 活跃化学能 CO2 五碳化合物C5 CO2的固定 三碳化合物2C3 C3的还原 叶绿体基质多种酶 糖类 H2O 卡尔文循环 暗反应阶段 CO2的固定 C3的还原 叶绿体的基质中 H ATP 酶 CO2 场所 条件 物质变化 能量变化 CO2 五碳化合物C5 CO2的固定 三碳化合物2C3 叶绿体基质多种酶 糖类 H2O H 比较光反应 暗反应 光反应阶段 暗反应阶段 条件 场所 物质变化 能量变化 光 色素 酶 H2O CO2 多种酶 H ATP 叶绿体类囊体薄膜上 叶绿体基质中 水的光解 ATP的生成 CO2的固定 C3的还原 光反应是暗反应的基础 为暗反应提供 H 和ATP 暗反应为光反应提供ADP和Pi 叶绿体处不同条件下 C3 C5 NADPH ATP以及 CH2O 合成量的动态变化 能量上把光能转变成有机物中的化学能 光合作用的实质 H2O H O2 水的光解 ATP的合成 暗反应 总结 光反应 特别说明 光合作用的产物除糖类和氧外 还有氨基酸 脂肪等有机物 光反应 CO2的固定 CO2的还原 原料和产物的对应关系 CH2O C H O CO2 CO2 H2O O2 H2O 能量的转移途径 碳的转移途径 光能 ATP中活跃的化学能 CH2O 中稳定的化学能 CO2 C3 CH2O 光合作用过程图解 哪些外界条件会影响光合作用的进行 表观光合速率 四 影响光合速率的因素 真正光合速率 表观光合速率 呼吸速率 1 光强度 B 光补偿点 C2 光饱和点 光照强度 0 C2 b 总光合量 a 净光合量 c 呼吸作用 光补偿点 光合作用吸收的CO2和呼吸放出CO2相等时的光强度 光饱和点 光合作用达到最强时所需的最低的光强度 光照强度 A点 AB段 B点 BC段 C点 光照强度为0时只进行细胞呼吸 释放C02量代表此时的呼吸强度 随光照强度增强 光合作用逐渐增强 C02的释放量逐渐减少 因一部分用于光合作用 光补偿点 此时细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用 即光合作用速率 细胞呼吸速率 随光照强度不断增强 光合作用不断增强 光饱和点 光照强度达到一定值时 光合作用不再增强 净 A点 黑暗时 只进行细胞呼吸 区别植物体的吸收或释放与叶绿体的吸收和释放 AB段 弱光下 光合作用小于细胞呼吸 B点 光补偿点 光合作用等于细胞呼吸 BC1段 强光下 光合作用大于细胞呼吸 这株植物在光下1小时光合作用共产生克葡萄糖 该叶片在10 5000勒克斯的光照条件下 每小时光合作用所产生的氧气量是 mg 则1小时积累的葡萄糖是克 在25 条件下 这株植物在充分光照下1小时总共制造葡萄糖克 总光合速率 总光合速率 净光合速率 总光合速率 1 判断下列说法是净光合速率还是总光合速率 例 将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室 调节小室光照强度 在适宜CO2浓度下测定叶片光合作用的强度 测定结果如下图 下列相关叙述 正确的是 D 3 条件改变时相关点的移动 A 如果CO2浓度适当降低 a点左移 b点左移B 如果CO2浓度适当降低 a点左移 b点右移C 如果CO2浓度适当增强 a点右移 b点右移D 如果CO2浓度适当增强 a点左移 b点右移 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 2 温度 在一定范围内温度对光合作用的影响 2 温度 影响酶的活性 光合作用是在的催化下进行的 温度直接影响 B点表示 BC段表示 酶的活性 酶 此温度条件下 光合速率最高 超过最适温度 光合速率随温度升高而下降 b CO2的补偿点 c CO2的饱和点 a b CO2太低 农作物消耗光合产物 b c 随CO2的浓度增加 光合作用强度增强 c d CO2浓度再增加 光合作用强度保持不变 d e CO2深度超过一定限度 将引起原生质体中毒或气孔关闭 抑制光合作用 a c b d e 3 CO2浓度 有机物积累 思考1 北魏贾思勰 齐民要术 中提到种植农作物时要 正其行 通其风 你如何理解这句话 思考2 在呼吸作用强度一定的条件下 当外界光照强度适当升高时 图示中A点 B点如何移动 若光照强度适当降低呢 正其行 通其风 有利于空气流通 增大二氧化碳浓度 提高光合作用速率 进而提高农作物产量 当外界光照强度适当升高时 图示中A点向左移动 B点向右移动 当外界光照强度适当降低时 图示中A点向右移动 B点向左移动 当外界条件发生改变时 若有利于 如光照加强 二氧化碳浓度增加等 光合作用 补偿点向左移 饱和点向右移 若不利于 如光照减弱 二氧化碳浓度降低等 光合作用 补偿点向右移 饱和点向左移 在呼吸作用不变的前提下 补偿点 饱和点移动规律总结 光合速率的日变化 两个时间段为何光合速率不同 例 有关光合作用和呼吸作用关系的变化曲线图中 最典型的就是夏季的一天中CO2吸收和释放变化曲线图 如图1所示 a点 凌晨3时 4时 温度降低 呼吸作用减弱 CO2释放减少 b点 上午6时左右 太阳出来 开始进行光合作用 bc段 光合作用小于呼吸作用 c点 上午7时左右 光合作用等于呼吸作用 1 曲线的各点含义及形成原因分析 ce段 光合作用大于呼吸作用 d点 温度过高 部分气孔关闭 出现 午休 现象 e点 下午6时左右 光合作用等于呼吸作用 ef段 光合作用小于呼吸作用 fg段 太阳落山 停止光合作用 只进行呼吸作用 1 积累有机物时间段 ce段 2 制造有机物时间段 bf段 3 消耗有机物时间段 og段 4 一天中有机物积累最多的时间点 e点 5 一昼夜有机物的积累量表示 Sp SM SN 2 有关有机物情况的分析 典例1 1 下图表示的是一昼夜北方某作物植株CO2吸收量的变化 甲图为盛夏某一晴天 乙图为春季的某一晴天 对两图的相关原因分析不正确的是 A 甲图中有机物积累最多的是G点 两图中B点植株干重均低于A点时的干重B 植株有机物总积累可用横轴 上曲线围成的有关面积表示 适当提高温度可增加OA的绝对值C 两图中DE时间段叶绿体中三碳化合物含量均大大减少D 甲图中E点与G点相比 叶绿体中的ATP含量较多 C H2O是光合作用的原料 在一定范围内 H20越多 光合速率越快 但到A点时 即H2O达到饱和时 光合速率不再增加 4 水分 N 酶及NADPH和ATP的重要组分P 磷脂 NADPH和ATP的重要组分 维持叶绿体正常结构和功能K 促进光合产物向贮藏器官运输Mg 叶绿素的重要组分 5 矿质元素 矿质元素 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 概念 能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用 例如 硝化细菌 硫细菌 铁细菌等少数种类的细菌 化能合成作用 硝化细菌 化能合成作用 四 化能合成作用 硫细菌 铁细菌 硫细菌 能够氧化H2S 并把S累积在体内 若环境中缺少H2S 它们就把体内的S氧化成H2SO4 2H2S O2 2H2O S 能量2S 3O2 2H2O 2H2SO4 能量硫细菌能利用上述反应中释放的能量来合成有机物 铁细菌 是能氧化硫酸亚铁的一类细菌4FeSO4 2H2SO4 O2 2Fe2 SO4 3 2H2O 能量铁细菌能利用上述反应中释放的能量来合成有机物 O2的产生量CO2的固定量光合作用C6H12O6制造量 光合速率 通常以吸收CO2mg h cm2表示真正光合速率 净 表观 光合速率 呼吸速率 光合作用的计算 O2的释放量 呼吸作用O2吸收量 CO2吸收量 呼吸作用CO2的产生量 光合作用C6H12O6积累量 呼吸作用C6H12O6消耗量 光合作用和需氧呼吸的比较 1 测定植物光合作用的速率 最简单有效的方法是测定 A 植物体内葡萄糖的生成量B 植物体内叶绿体的含量C 二氧化碳的吸收量D 植物体内水的消耗量 课堂测试 2 在光合作用的暗反应过程中 没有被消耗掉的是 A H B C5化合物C ATPD CO2 B 3 与