第四讲 光合作用

第四讲光合作用第1页，共45页，2023年，2月20日，星期三一、场所：叶绿体、原核细胞的细胞膜二、叶绿体中色素的提取和分离实验1、提取液：95％的乙醇作用：溶解色素，提取色素2、层析液：一种脂溶性很强的有机溶剂作用：分离色素3、原理:叶绿体中的色素能溶解于，可用提取色素；色素在层析液中的不同，的随层析液在滤纸上扩散的快，的扩散的慢，色素在扩撒的过程中分离。95％的乙醇95％的乙醇溶解度溶解度高溶解度低4、步骤：第2页，共45页，2023年，2月20日，星期三⑴提取色素：加的目的：加的目的：加的目的：迅速研磨的目的：充分研磨的目的：SiO2研磨充分CaCO3调节PH，防止叶绿素被破坏95％的乙醇溶解色素，提取色素乙醇易挥发使色素更多的溶解⑵制备滤纸条：剪去两角的目的:画铅笔线的目的：防止色素带重叠便于画滤液细线⑶画滤液细线：细而直的目的：干燥后重复2－3次的目的：防止色素带重叠使更多的色素附着在滤纸条上第3页，共45页，2023年，2月20日，星期三⑷色素分离：方法：不能让滤液细线触及层析液的目的:纸层析法防止色素溶解于层析液⑸观察结果：待滤纸条干燥后观察5、结果胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）1／4类胡萝卜素3／4叶绿素主要吸收蓝紫光主要吸收红光和蓝紫光⑴从上到下：胡、叶、a、b⑵色素带最窄的：；最宽的：⑶相邻两色素带之间距离最大的：胡萝卜素叶绿素a胡萝卜素、叶黄素第4页，共45页，2023年，2月20日，星期三叶绿素b叶绿素a叶黄素胡萝卜素叶绿体中色素的吸收光谱第5页，共45页，2023年，2月20日，星期三（2012上海卷）例．图6表示叶绿体色素提取分离实验中纸层析的结果，据图判断用作实验材料的叶片颜色为A．红色B．黄色

C．绿色D．紫色B第6页，共45页，2023年，2月20日，星期三例、下图表示叶绿体中色素的吸收光谱（颜色深、浅分别表示吸收量多、少）．甲、乙两图分别是A．胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱B．叶绿素、胡萝卜素的吸收光谱C．叶黄素、叶绿素的吸收光谱D．叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱第7页，共45页，2023年，2月20日，星期三例.有甲、乙、丙、丁4盆长势均匀的植物置于阳光下，甲品红光照射；乙绿色光照射；丙添加品红色滤光片A；丁添加绿色滤光片B(如图)，经过一段时间，各盆中长势最旺的和长势最差的依次是下列哪一组（）A甲、乙B乙、丙C甲、丁D丙、丁C第8页，共45页，2023年，2月20日，星期三三、光合作用的过程1、总反应式：2、光反应：⑴场所：⑵条件：⑶物质变化：⑷能量变化：叶绿体类囊体膜（叶绿体基粒）光、H2O、色素分子和酶光能电能ATP、NADPH中活跃的化学能第9页，共45页，2023年，2月20日，星期三3、碳反应⑴场所：⑵条件：⑶物质变化：⑷能量变化：叶绿体基质酶、ATP、NADPHATP中活跃的化学能糖类等有机物中稳定的化学能第10页，共45页，2023年，2月20日，星期三⑸碳反应产物的利用CO2三碳糖淀粉脂质氨基酸蛋白质三碳糖其他代谢细胞呼吸蔗糖卡尔文循环（3轮）叶绿体细胞溶胶第11页，共45页，2023年，2月20日，星期三26．某课外兴趣小组的同学从菠菜叶中分离得到具有活性的叶绿体，制成叶绿体悬浮液。在提供叶绿体悬浮液必要的物质和适宜温度、光照强度下，测得光合作用强度与二氧化碳含量的关系如上图。针对上图的分析中错误的是（）二氧化碳浓度在a点时，叶绿体悬浮液能同时进行光合作用和呼吸作用，且两者速度相等。B.二氧化碳浓度在a～b时，光合作用强度随着二氧化碳浓度的增加而不断增强。C.二氧化碳浓度在b点时限制光合作用的内因有五碳化合物含量和酶的含量等D.如果增加叶绿体悬浮液中叶绿体的数量，c点将向右上方移A第12页，共45页，2023年，2月20日，星期三⑹．条件骤变时几种物质量的变化项目条件三碳酸RuBP(C5)NADPH和ATPCO2供应不变停止光照突然光照增强光照不变停止CO2供应CO2供应增加光照不变CO2供应不变糖类等有机物运输受阻增加减少减少或没有减少增加增加减少增加增加增加减少减少增加减少增加第13页，共45页，2023年，2月20日，星期三例．(16分)如图表示在光照条件下某正常生理状态的植物叶肉细胞内发生的生理过程，请据图回答问题。(1)图中D代表的物质是__________。(2)该图字母中，能表示同一物质的是________与________、________与________。(3)当图中细胞有①过程发生而没有②过程发生时，该细胞处于的生理状态是______；若要①过程也不发生，则对该细胞处理的方法是____________。丙酮酸

A

G

B

F

光合作用速率小于或等于细胞呼吸速率

黑暗处理

第14页，共45页，2023年，2月20日，星期三(4)将某植物体形态、大小、生理状况相同的绿叶分成四等份，在不同温度下分别暗处理1h，再用适当的相同的光照射1h，测其重量变化(假设在光下和黑暗条件下，细胞呼吸消耗有机物量相同)，得到下表的数据。请分析并回答问题：组别1234温度/℃27282930暗处理后重量变化/mg－1－2－3－1光照后与暗处理前重量变化/mg＋3＋3＋3＋1根据本实验所测数据，该绿叶细胞呼吸速率最高的温度是________；27℃时绿叶的表观光合速率是________；30℃时真正光合速率为：________。29℃

4mg/h

3mg/h

第15页，共45页，2023年，2月20日，星期三四、影响光合作用的因素1、内部因素：叶龄、不同部位、不同生育期叶龄叶面积（光合速率）第16页，共45页，2023年，2月20日，星期三B：光补偿点C2：光饱和点光照强度0吸收CO2C2ABC1caba(净光合作用)=b(总光合作用)–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。⑴光照强度2、环境因素表观光合速率真正光合速率第17页，共45页，2023年，2月20日，星期三AB光照强度0吸收CO2阳生植物阴生植物B：光补偿点C：光饱和点应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。C光补偿点、光饱和点：阳生植物阴生植物>C′B′第18页，共45页，2023年，2月20日，星期三Oabcde光合作用的强度二氧化碳的浓度⑵二氧化碳浓度⑶水第19页，共45页，2023年，2月20日，星期三（2012浙江卷）30．某植物在停止供水和恢复供水条件下，气孔开度（即气孔开放程度）与光合速率的变化如图所示。第20页，共45页，2023年，2月20日，星期三请回答：（1）停止供水后，光合速率下降。这是由于水是＿＿＿＿＿＿的原料，又是光合产物在植物体内＿＿＿＿的主要介质。（2）在温度、光照相同的条件下，图中A点与B点相比，光饱和点低的是＿＿＿点，其主要原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（3）停止供水一段时间后，叶片发黄，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。此时类囊体结构破坏，提供给碳反应的＿＿＿＿＿＿＿减少。（4）生产实践中，可适时喷施植物激素中的＿＿＿＿＿，起到调节气孔开度的作用。光合作用运输B气孔开度降低，CO2吸收减少叶绿素合成速度变慢或停止（或叶绿素分解），类胡萝卜素的颜色显露出来NADPH和ATP脱落酸第21页，共45页，2023年，2月20日，星期三光合作用是在酶的催化下进行的，温度直接影响酶的活性。一般植物在10℃～35℃下正常进行光合作用。⑷影响光合作用的因素——温度第22页，共45页，2023年，2月20日，星期三例、图甲、乙、丙分别表示某植物光合作用速率与光照强度之间的关系、温度与光合速率之间的关系及叶绿体色素对不同波长光线的相对吸收量：⑴若甲图所示曲线为阴生植物，则阳生植物曲线与此相比较C点___（填“上/下/左/右/不变”）移，A点____（填“上/下/左/右/不变”）移⑵由乙图知，40℃时，植物体___(能/不能)显示生长现象；而5℃时状态可用甲图中____（填“A/B/C”）点表示⑶用玻璃大棚种植蔬菜时，应选择光强为_____（填“A/B/C”）、温度为____℃（填一个具体数值），及_________（填透明或不透明）的玻璃。右下不能Bc25透明第23页，共45页，2023年，2月20日，星期三⑸必需矿质元素的供应（1）N：是各种酶和ATP的重要组成成分。（2）P：是叶绿体膜和ATP的重要组成成分。（3）K：影响糖类的合成和运输（4）Mg：叶绿素的重要组成成分。第24页，共45页，2023年，2月20日，星期三（2012广东卷）.（16分）荔枝叶片发育过程中，净光合速率及相关指标的变化间下表。叶片发育情况[来源:中*教*网z*z*s*tep]叶面积（最大面积的%）总叶绿素含量气孔相对开放度净光合速率A新叶展开前19——-2.8B新叶展开中871.1551.6C新叶展开完成1002.9812.7D新叶已成熟10011.11005.8注：“____”表示未测数据.第25页，共45页，2023年，2月20日，星期三（1）B的净光合速率较低，推测原因可能是：①叶绿素含量低，导致光能吸收不足；②___________，导致_______________。（2）将A、D分别置于光温恒定的密闭容器中，一段时间后，A的叶肉细胞中，将开始积累_________；D的叶肉细胞中，ATP含量将__________。]（3）与A相比，D合成生长素的能力________；与C相比，D的叶肉细胞的叶绿体中，数量明显增多的结构是_______________。（4）叶片发育过程中，叶片面积逐渐增大，是______的结果；D的叶肉细胞与表皮细胞的形态、结构和功能差异显著，其根本原因是________。气孔开放度相对低二氧化碳供应不足酒精增多低基粒细胞分裂基因的选择性表达第26页，共45页，2023年，2月20日，星期三五、光合作用与细胞呼吸的联系第27页，共45页，2023年，2月20日，星期三有关光合、呼吸作用的计算注意以下几条基本原理：（1）有光和无光条件下，植物都进行呼吸作用（2）光合作用实际产氧量m=实测的氧气释放量m2+呼吸作用耗氧量m1（3）光合作用实际CO2消耗量N=实测的CO2吸收量N2+呼吸作用CO2释放量N1（4）实际光合作用葡萄糖生产量=光合作用葡萄糖净生产量+呼吸作用葡萄糖消耗量。第28页，共45页，2023年，2月20日，星期三例、从经过饥饿处理的植物的同一叶片上陆续取下面积相同的叶圆片（见下图），称其干重。在不考虑叶片内有机物向其他部位转移的情况下进行分析.

（1）叶圆片y比叶圆片x

（轻或重)，原因是

。

重光合作用积累了有机物，重量增加第29页，共45页，2023年，2月20日，星期三（2）(y-x)g可代表

。

（3）叶圆片z比叶圆片Y

(重或轻)，原因是

。（4）在下午4时至晚上10时这段时间里，呼吸作用的速率可表示为

。（5）如果从上午10时到下午4时这段时间里，温度不变，呼吸作用速率不变(与下午4时至晚上10时呼吸速率相同)，则这段时间里制造的有机物为

g．光合作用中有机物的净增量轻呼吸作用消耗了有机物（Y-Z）/62Y-X-Z第30页，共45页，2023年，2月20日，星期三例：下图所示是测定金鱼藻光合作用的实验装置，表中数据是在适宜（恒定）温度条件下，改变光源与烧杯距离测得的金鱼藻放出的气泡数，如下表所示，请仔细分析后回答下列问题：（1）从图或表中可以得出的结论是

。（2）若将灯与烧杯间的距离固定在15cm处，温度适宜，光照较长时间后发现产生的气泡数逐渐减少。产生这一现象的原因是

，导致

消耗减少，从而抑制了光反应。（3）据表中数据估计，呈现如右图量变关系时的灯与烧杯间的距离为

cm。（4）金鱼藻细胞内合成蛋白质所需要的直接能源物质，其产生部位是

。光合速率随光照强度的变化而变化溶液中的CO2减少NADPH和ATP45细胞质基质和线粒体第31页，共45页，2023年，2月20日，星期三31.（12分）自然界中，和花生相比，玉米更适合生长在高温、光照强烈和干旱的环境，其利用CO2的能力也远远高于花生。第32页，共45页，2023年，2月20日，星期三某科研小组选取玉米和花生为实验材料做了有关光合作用的实验。甲图表示光合作用部分过程，乙图表示夏季白天两种植物叶片光合作用强度的曲线,丙图表示在适宜温度、水分和一定的光照强度下，两种植物的叶片在不同CO2浓度下CO2净吸收速度，请结合上述三图回答下列问题：甲图表示光合作用的

过程，此过程中三碳酸被

还原，碳元素的转移途径是

，发生的场所是

。(2)乙图中d曲线表示

(玉米/花生)光合作用强度的曲线。8点到10点，植物叶肉细胞中产生ATP的场所有______________________。12点到14点光合作用强度下降的原因______________________。17点到18点光合作用强度下降的原因_______________。（3）丙图中植物A是

(玉米/花生),如缺乏Mg，植物A的CO2补偿点应向

移动。在CO2浓度100×10－6时，植物B叶肉细胞中光合作用强度

（＞、＝、＜）呼吸强度。如果把植株A和植株B种植在一个一直给以适宜光照的密封无色玻璃容器中，_______（植株A/植株B）先死亡。碳反应NADPHCO2→C3→（CH2O）叶绿体基质花生叶绿体、细胞溶胶、线粒体温度较高、气孔关闭，使光合作用强度降低光照强度减弱，使光合作用强度降低玉米右＞植株B第33页，共45页，2023年，2月20日，星期三拓展：有关光合作用和细胞呼吸中曲线的拓展延伸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：1．曲线的各点含义及形成原因分析a点：b点：bc段：c点：ce段：凌晨3时～4时，温度降低，呼吸作用减弱，CO2释放减少；上午6时左右，太阳出来，开始进行光合作用；光合作用小于呼吸作用；上午7时左右，光合作用等于呼吸作用；光合作用大于呼吸作用；第34页，共45页，2023年，2月20日，星期三d点：e点：ef段：fg段：温度过高，部分气孔关闭，出现“午休”现象；下午6时左右，光合作用等于呼吸作用；光合作用小于呼吸作用；太阳落山，停止光合作用，只进行呼吸作用。第35页，共45页，2023年，2月20日，星期三2．有关有机物情况的分析(见图2)(1)积累有机物时间段：(2)制造有机物时间段：(3)消耗有机物时间段：(4)一天中有机物积累最多的时间点：(5)一昼夜有机物的积累量表示：ce段；bf段；og段；e点；Sp－SM－SN。第36页，共45页，2023年，2月20日，星期三例．(2011·杭州模拟)如图表示20℃时玉米光合速率与光强度的关系，S1、S2、S3所在部位的面积表示有关物质的相对值，下列说法中不正确的是()A．S2－S3表示玉米光合作用有机物净积累量B．S2＋S3表示玉米光合作用产生的有机物总量C．若土壤中缺Mg，则B点右移，D点左移D．S1＋S3表示玉米细胞呼吸消耗的有机物量A第37页，共45页，2023年，2月20日，星期三3．在相对密闭的环境中，一昼夜CO2含量的变化曲线图(见图3)(1)如果N点低于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量；(2)CO2含量最高点为点，CO2含量最低点为点。增加ce第38页，共45页，2023年，2月20日，星期三4．在相对密闭的环境下，一昼夜O2含量的变化曲线图(见图4)(1)如果N点低于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量；(2)O2含量最高点为点，O2含量最低点为点。减少ec第39页，共45页，2023年，2月20日，星期三5．用线粒体和叶绿体表示两者关系图5、图6中表示O2的是；图中表示CO2的是。图6中：ob段：只有呼吸作用应有；bc段：呼吸作用大于光合作用应有；c点：呼吸作用等于光合作用应有；ce段：呼吸作用小于光合作用应有；e点：呼吸作用等于光合作用应有；ef段：呼吸作用大于光合作用应有；fg段：只有呼吸作用应有。⑤⑥③④⑤⑥③④①②③④③④③④⑤⑥⑤⑥②③⑥①④⑤第40页，共45页，2023年，2月20日，星期三例．如图代表某阳生植物的一个叶肉细胞及其相关生理过程示意图，对该图的判断错误的是()A．g和n代表同种物质，光照较强时，它们进出细胞的过程可以同时存在B．黑暗环境下只有m、n两个过程C．当光强度小于该植物的光补偿点强度时，p、n过程同时存在D．物质分子经p过程由M进入N参与生理过程需跨过4层脂双层A第41页，共45页，2023年，2月20日，星期三6．植物叶片细胞内三碳化合物含量变化曲线图(见图7)AB时间段：夜晚无光，叶绿体中不产生，三碳化合物不能被还原，含量较高。BC时间段：随着光照逐渐增强，叶绿体中产生ATP和NADPH逐渐增加，三碳化合物不断被