生物光合作用浙科必修

1、会计学1生物光合作用浙科必修生物光合作用浙科必修p 光和作用探究过程p 光和色素的提取和分离实验p 光和作用概述p 光和作用的意义p 举例：植物、藻类、蓝藻、光合细菌、硫细菌、 铁细菌等p举例：人、动物、真菌和大部分细菌一、光合作用概述： 1、概念：光合作用是指以CO2和H2O为原料，通过 叶绿体，利用光能合成糖类等有机物质， 同时释放O2。2、总反应式：6CO2+12H2O C6H12O6+6H2O+6O2光能叶绿体（1）分布： 叶肉细胞（主要） 保卫细胞 幼嫩茎的皮层细胞 某些果实的表皮细胞等（2）形态：扁平的椭圆形或球形外膜内膜叶绿体基质基粒含有多种与光合作用有关的酶和少量的DNA由类囊

2、体堆叠而成，在类囊体薄膜上存在着与光合作用有关的酶和色素（3）结构:色素 酶光合作用的具体过程是如何被人们认识和发现的哪？一、普利斯特利实验二、萨克斯的实验四、鲁宾和卡门的实验（同位素示踪法）三、恩格尔曼的实验结论：植物可以更新空气普利斯特利实验放在暗处几小时，目的是什么？结论： 产物淀粉 条件光照隔绝空气黑暗，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。三、光合作用的意义（1）为生物生存提供了物质来源 （2）为生物生存提供了能量来源（3）维持了大气中

3、O2和CO2的相对稳定 ( 4 ) 对生物的进化有直接意义。为什么有些植物叶片在不同时期颜色不同呢？思考:由于叶绿素的含量大大超过类胡罗卜素，而使类胡罗卜素的颜色被掩盖，只显示出叶绿素的绿色由于叶绿素比类胡罗卜素易受到低温的破坏，秋季低温使叶绿素大量破坏，而使类胡罗卜素的颜色显示出来1、实验原理提取：色素能溶解在无水乙醇（丙酮）中分离：色素在层析液中溶解度不同，使四种 色素随层析液在滤纸上扩散的速度不同而分离2、叶绿体中的色素插滤纸条层析液培养皿胡萝卜素(橙黄色)叶黄素（黄色）叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）实验：叶绿素的提取和分离实验结果分析胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b叶绿体中的色素种

4、类及含量色素叶绿素类胡萝卜素叶绿素a （蓝绿色）叶绿素b （黄绿色）叶黄素（黄色）胡萝卜素(橙黄色)3/41/4 叶绿体中色素的含量曲线图： 叶绿素（镁元素） 类胡萝卜素类胡萝卜素主要吸收蓝紫光色素吸收、传递、转换光能400500600700波长/nm叶绿体色素吸收光谱叶绿素a叶绿素b类胡萝卜素小结： 1、叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述正确的是( ) A.叶绿体中的色素都分布在类囊体的膜上 B.叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上 C.光合作用的酶只分布在叶绿体基质中 D.光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上A 2 、把叶绿体色素溶液放在自然光源和三棱镜之间，从镜的另一侧

5、观察连续光谱中变暗的主要区域（ ） A红光和蓝紫光区域 B黄光和蓝紫光区域 C绿光和红光区域 D黄光和绿光区域A 3、光合作用过程中，不在叶绿体基粒的类囊体薄膜上进行的是（ ） A. 低能电子被光激发到高能状态 B. O2的产生 C. ATP变成ADP D. 还原氢的产生C练一练DC不应用完整叶片而应剪碎 不应连续迅速重复画线，而应干后重复画线 不应摇晃，以免层析液没及滤液细线光和作用（第二课时）叶绿体中的色素H2ONADPHATPADP + Pi水的光解O22C3C5三碳糖多种酶参加催化CO2还 原固 定C5的再生五、光合作用的过程： 1、定义： 光反应包括许多反应，其中最重要的是发生在两种

6、叶绿素蛋白质复合体（称为光系统I和光系统II）中的电子被光激发的反应。一、光反应2、场所：类囊体薄膜上2e-高能电子低能电子e-光系统+ H+ + NADP+NADPH（强还原剂）ADP+Pi ATP能量光系统低能电子e-高能电子e-叶绿素、类胡萝卜素复合体 O2 + 2H+H2O2e-3、光反应过程图一、光反应光系统：叶绿素蛋白质复合体中的低能电子日光激发高能电子低能电子ADP+PiATP进入光系统失去的电子由H2O的裂解补充：H2O 2H+2e- +1/2O2光系统：叶绿素蛋白质复合体中的低能电子日光激发高能电子（e-）+H+NADP+NADPH简称还原氢H 来自于光系统光反应小结进行部位

7、进行部位条条 件件物物质质变变化化能量变化能量变化基粒类囊体薄膜上光、H2O、色素、酶水的光解： 2H2O 4H+O2+2e-ATP合成： ADP+Pi ATP还原氢的生成：H+e-+NADP+ NADPH光 酶光能光能电能成活跃的化学能 酶核酮糖二磷酸三碳糖磷酸二、碳反应多种酶参加催化1个CO2 CO2的固定； C3的还原。提供NADPH提供ATP还 原2个三碳糖磷酸三碳糖离开卡尔文循环三碳糖再生为3个RuBP2个磷酸甘油酸1个RuBP固 定（C5）（C3）二、碳反应1、物质转化：2、能量转变：3、条件：4、场所：叶绿体基质二、碳反应碳反应总结：CO2的固定：CO2C5 2C3酶C3的还原：

8、ATP 、ADP+Pi条件：场所：物质变化：能量变化：叶绿体的基质中多种酶、 ATP和NADPH中活跃的化学能转变为糖类等 有机物中稳定的化学能2C3 三碳糖 （或糖类）酶NADPH 、ATPC5的再生：2C3 C5 酶 、ATP ADP+Pi光反应阶段光反应阶段碳反应阶段碳反应阶段进行进行部位部位条件条件物质物质变化变化能量变能量变化化联系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 光反应为碳反应提供NADPH和ATP碳反应为光反应提供NADP+和ADP和PiCO2的固定

9、：CO2C5 2C3酶ADP+Pi2C3 C5 酶ADP+Pi2C3 三碳糖C3的还原：ATP 、C5的再生： 、ATP酶 碳反应的产物又是如何被植物体利用的呢？叶绿体中的色素H2ONADPHATPADP + Pi水的光解O22C3C5三碳糖多种酶参加催化CO2还 原固 定C5的再生五、光合作用的过程：（小结） 叶绿体处不同条件下，C3、C5、NADPH、ATP以及(CH2O)合成量的动态变化条件条件C C3 3C C5 5NADPHNADPH和和ATPATP(CH(CH2 2O)O)合成量合成量停止光照停止光照COCO2 2供应不变供应不变增增加加下下降降减少或减少或没有没有减少或没有减少或

10、没有突然光照突然光照COCO2 2供应不变供应不变减减少少增增加加增加增加增加增加光照不变光照不变停止停止COCO2 2供应供应减减少少 增增加加增加增加减少或没有减少或没有光照不变光照不变COCO2 2供应增加供应增加增增加加减减少少减少减少增加增加光照、光照、COCO2 2供应不供应不变、变、(CH(CH2 2O)O)运输运输受阻受阻增增加加减减少少增加增加减少减少.下图是小球藻进行光合作用示意图，图中物质A与物质B的分子量之比是（ ）C18O2AH2OCO2BH218O光照射下的小球藻 A. ： B. ： C. ： D. ：练一练 2、如果要测定藻类植物是否完成了光反应，最好是检测其（

11、） A. 葡萄糖的形成 B. 淀粉的形成 C. O2的释放 D. CO2的吸收量C练一练3.下 图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：图中B是， 它来自于的分解。图中C是，它被传递到叶绿体的 部位，用于 。图中D是，在叶绿体中合成D所需的能量来自 图中的H表示， H为I提供光H2OBACDE+PiFGCO2JHI2水H基质C3的还原ATP色素吸收的光能光反应H和ATP练一练4.为证实“光是进行光合作用必需条件”，某同学制订了下列实验方案：(1)实验目的：(略) (2)实验材料和用具：(略) (3)实验方法和步骤：取一株生长正常的盆栽绿色植物，将其放暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。暗

12、室内装有红色安全灯。饥饿一段时间后，自暗室内取出，光照2小时，使其充分进行光合作用。取一叶片，放入盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿素溶于酒精中。将已脱绿的叶片取出，平铺在培养皿中，用碘碘化钾溶液，检测有无葡萄糖的特异颜色反应出现。该实验方案有几项明显错误，请指出并改正。 【解析】这位同学的实验方案有三处错误： 1、在步骤中，暗室用红色安全灯是错误的，因为植物能够吸收红光进行光合作用，从而使叶片内贮藏的有机物消耗掉的方案失败； 2、葡萄糖与碘酒没有特异的颜色反应，步骤中检测的应该是淀粉； 3、这一实验方案最大的缺陷是设计不严密，没有对照组，因此在步骤中，应选择两株生长状况相同的植物，一株遮光一

13、株曝光，其他实验步骤相同。 （第三课时）光合速率(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O2、消耗多少CO2、合成多少淀粉）表观（净）光合速率、真正（总）光合速率表观光合速率 = 真正光合速率呼吸速率六、影响光合速率的环境因素六、影响光合速率的环境因素 6CO2 + 12H2O光能叶绿体C6H12O6+ 6H2O + 6O2原料条件产物怎样才能提高光合速率？ CO2浓度 水 分 光 照 矿质元素 温 度光合作用的影响因素及其应用：光照强度温度CO2浓度矿质元素水光反应ATPNADPH光合作用酶的活性暗反应C3的量酶色素ATP膜光反应反应介质1、光

14、白光红光绿光最强：次之：最弱：（1）光质 不同波长的光红光区 蓝紫光区不同光质对光合速率的影响例：用下述容积相同的玻璃罩分别罩住大小、生长状况相同的天竺葵，光照相同的时间后，罩内O2最少的是A绿色罩 B红色罩C蓝色罩 D紫色罩自然光 蓝紫光 红光 黄光 绿光 （2）光强度 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CO2O2AB段：弱光下，光合作用小于细胞呼吸O2CO2CO2O2B点：光补偿点，光合作用等于细胞呼吸O2CO2BC1段：强光下，光合作用大于细胞呼吸O2CO2CO2O2光合速率与光强度的关系1. 对植物而言，光照越强越好吗?2. 请在图上画出阴生植物胡

15、椒光合速率的曲线? 10 2010 5 0 5-放出吸收 O2(mg/dm2h)光照强度 (klx) ABC DE光合速率光照强度 (klx) ABCD知识探究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 将生长状况相同的水稻幼苗分成若干组，分别置于不同日温和夜温下生长，其他条件相同且适宜。一段时间后测定统计每组幼苗的平均高度，结果如下：日温日温() () 夜温夜温()()111117172323303033.2cm33.2cm19.9cm19.9cm232330.7

16、cm30.7cm24.9cm24.9cm15.8cm15.8cm171716.8cm16.8cm10.9cm10.9cm 温室栽培中，白天可适当提高温度，夜间适当降低温度，适当提高昼夜温差，从而提高作物产量（有机物积累量）。b:CO2的补偿点c:CO2的饱和点acbde 3、影响光合作用的因素CO21. 如何提高大田和温室中的CO2含量? CO2浓度在1%以内时，光合速率会随CO2浓度的增高而增高。 农田里的农作物应确保良好的通风透光和增施有机肥。温室中可增施有机肥或使用CO2发生器等。2. 请在图上画出更弱光强度下光合速率的曲线?CO2浓度光合速率 0AB1710时的光照不断增强，所以光合作

17、用强度不断增强。212时左右的温度很高，蒸腾作用很强，气孔关闭，二氧化碳供应减少，所以光合作用强度明显减弱。31417时的光照不断减弱，所以光合作用强度不断减弱。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、影响光合作用的因素H2ON：P：磷脂、K：Mg： 5、矿质元素：综合因素和主要因素： 光照强度、温度和CO2浓度对光合作用的影响是综合性的，但在某些情况下会有一个起限制性的主要因素。 如：夏季早晨和正午光合作用下降，主要因素分别是光照强度、CO2等。温度、光照强度、 CO2的含量、水分、矿质元素等影响光合作用的主要外

18、界因素（应用）小结D 1、若白天光照充足，下列哪种条件对农作物增产有利 A.昼夜恒温25 B.白天温度25，夜间温度15 C.昼夜恒温15 D.白天温度30，夜间温度15 D练一练AA练一练4、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、ATP D、CO2B5、与光合作用光反应有关的是（ ）H2O ATP ADP CO2A. B. C. D.A练一练C练一练7、某科学家用含有14C的CO2来追踪光合作用中的C原子，14C的转移途径是（ ） A、CO2 叶绿体 ATP B、CO2 叶绿素 ATP C、CO2 乙醇 糖类 D、CO2 三碳化合物 糖类D8、在光合作

19、用过程中，能量的转移途径是A、光能 ATP 叶绿素 葡萄糖 B、光能 叶绿素 ATP 葡萄糖 C、光能 叶绿素 CO2 葡萄糖D、光能 ATP CO2 葡萄糖 B练一练（第四课时）光合作用七、提高农作物产量的措施：延长光合作用时间：增加光合作用面积：增加光能利用率提高光合作用效率控制光照强弱控制光质控制CO2供应控制必需矿质元素供应适时适量施肥提高复种指数温室中人工光照合理密植间作套种通风透光在温室中施有机肥，使用CO2发生器阴生植物阳生植物七、影响光合作用的因素 及其在农业生产实践中的应用因因 素素对光合作用的影响对光合作用的影响应应 用用温温度度温度低，酶促反应慢，光合速率低。随温度 升高

20、、光合速率加快，温度过高时会影响酶的活性，光合速率降低。温室栽培时，冬天适当升温，夏天适当降温；白天升至光合最适温度，晚上降低室温，减慢呼吸，积累有机物。CO2、水水和和矿矿质质元元素素C02和水是光合作用的原料，矿质元素直接或间接影响光合作用，在一定范围内CO2、H2O和矿质元素越多，光合作用速率越快，但当达到各自的饱和值时，就不再增加因因 素素对光合作用的影响对光合作用的影响应应 用用光光光光照照强强度度（1）一般情况下，光合作用与光照强度呈正相关，光照强度在光补偿点以上，植物才能正常生长。（2）光照强度达到一定程度(光合作用的饱和点)，光合作用速率不再增加。（1）阴生植物的光补偿点和光饱

21、和点较低，注重间作套种，合理采伐；（2）适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长，封行过早；（3）合理密植，增加光合作用面积；（4）注重轮作，延长光合作用时间；（5）注重处理营养生长。波波长长通常情况下，在红光下光合作用最快，蓝紫光次之，绿光最差，但白光最理想。光光照照面面积积（1）一般情况下，光合作用实际量与叶面积呈正相关；（2）当达到面积饱和点后，因很多叶被挡在光补偿点以下，光合作用不再增加，但呼吸加强，因此干物质的积累量不断降低。提高农作物光合强度的措施： 注意多用一些适当、适量、合理等字眼1、适当提高光照强度、延长光照时间3、适当提高CO2浓度4、适当提高温度5、适当增加植物体内的含水

22、量6、适当增加矿质元素的含量2、合理密植八、光合作用和需氧呼吸的比较：光合作用光合作用需氧呼吸需氧呼吸区区别别代谢类型代谢类型同化作用同化作用异化作用异化作用与光的关系与光的关系在光下才能进行在光下才能进行与光无关，每时每刻进行与光无关，每时每刻进行条件条件光光、酶、酶、色素色素酶、酶、O O2 2进行的时间进行的时间绿色植物在光下进绿色植物在光下进行行只要是只要是活细胞活细胞时刻在进行时刻在进行反应部位反应部位叶绿体叶绿体细胞溶胶、线粒体细胞溶胶、线粒体物质变化物质变化COCO2 2+H+H2 2O O转变成有机转变成有机物物有机物分解成有机物分解成COCO2 2+H+H2 2O O能量转换

23、能量转换光能光能 电能电能 化学能化学能有机物中稳定的化学能有机物中稳定的化学能 ATPATP中活跃的化学能中活跃的化学能联系联系光合作用为所有生物提供光合作用为所有生物提供有机物和有机物和O O2 2，需氧呼吸，需氧呼吸为光合作用提供为光合作用提供COCO2 2和水和水光合作用实际产O2量光合作用实际CO2消耗量光合作用C6H12O6净生产量光合速率，通常以吸收CO2mg/h*cm2表示真正光合速率= 净(表观)光合速率+呼吸速率九、光合作用的计算：CO2O2abdcfehgO2的产生量CO2的消耗量光合作用C6H12O6产生量光合速率，通常以吸收CO2mg/h*cm2表示真正光合速率= 净(表观)光合速率+呼吸速率九、光合作用的计算： 1、测定植物光合作