能量之源光与光合作用 公开课比赛一等奖

第10讲能量之源——光与光合作用考纲展示高频考点考纲解读1.光合作用的基本过程(Ⅱ)☆☆☆说出色素的种类和作用,了解人类对光合作用的认识过程,阐述光反应与暗反应中的物质和能量的变化2.影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ)☆☆☆说出光合作用速率的制约因素及提高植物光合作用的有效措施,会分析环境因素对光合作用的影响3.叶绿体色素的提取和分离☆掌握色素提取和分离的原理和方法,并会对实验中出现的误差进行分析建网络图板块一课前·预习方案重温教材夯实基础捕获光能的色素和叶绿体的结构1.叶绿体(1)结构模式图(4)恩格尔曼的实验:好氧细菌只分布于

被光束照射的部位。光合作用

叶绿体链接实验1880年，恩格尔曼(C.Engelmann)的实验：极细的光束没有氧气的黑暗环境没有氧气的有光环境结论：氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所2.叶绿体中色素的种类、含量及功能(1)色素的种类、含量[连一连](2)功能:

和转换光能。吸收、传递【思维激活1】红枫叶片呈红色是因为叶绿体中的色素吸收红光和蓝紫光吗?提示:不是,枫叶呈红色是因为叶绿素被破坏,叶绿体中的类胡萝卜素及液泡中的花青素的颜色显现出来。板块二课堂·考点突破考点1绿叶中色素的提取和分离

1.【实验原理】(1)提取:绿叶中的色素溶于

而不溶于水,可用

等有机溶剂提取色素。(2)分离:各种色素在

中溶解度不同,

的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,从而使各种色素相互分离。有机溶剂无水乙醇层析液溶解度高2.【实验步骤】1重点释疑★层析液不能没及滤液线（3）.实验结果:滤纸条上出现四条宽度、颜色不同的色带3.实验结果:滤纸条上出现四条宽度、颜色不同的色带？？？？？透析实验1.为什么需要选用新鲜绿色的叶片做实验材料?透析:新鲜绿色的叶片中色素含量高,从而使滤液中色素含量较高,实验效果明显。2.为什么研磨时要迅速?为什么研磨时要加入少量的CaCO3和SiO2?透析:叶绿素不稳定,易被破坏,因此研磨要迅速、充分二氧化硅破坏细胞结构,使研磨充分碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏3.为什么盛放滤液的试管管口加棉塞?透析:防止乙醇挥发和色素氧化。4.滤纸为什么需预先干燥处理?在制备滤纸条时,为什么将一端的两个角剪掉?透析:干燥处理的目的是使层析液在滤纸上快速扩散剪掉两角的目的是防止层析液沿滤纸边缘扩散过快,从而保证色素带分离整齐。5.为什么滤液细线要重复画,且线要细、直?提示:重复画线是为了增加色素的浓度,使分离出的色素带清晰分明。画线细、直是为了防止色素带之间出现重叠。6.层析时,为什么不能让滤液细线触及层析液?提示:滤纸条上的滤液细线触及(或没入)层析液,会使滤液中的色素溶解于层析液中,滤纸条上得不到色素带,使实验失败。误差分析误差1:色素提取液呈现淡绿色。原因分析:(1)叶片颜色太浅;(2)绿叶不新鲜;(3)研磨不充分;(4)未加碳酸钙或加入量太少;(5)加入无水乙醇量太多;(6)研磨时间过长,部分叶绿素被破坏。误差2:滤纸条上色素带宽窄不同,且不整齐。原因分析:不同色素的含量不同,含量多的在滤纸条上呈现的色素带宽,这属于正常现象。不整齐的原因可能是:①滤纸条部分区域不干燥;②滤液细线画得不细,不直;③重复画线时,应干燥后再画。误差3:滤纸条上无色素带,或色素带数目少于4条。原因分析:无色素带可能滤液细线没入层析液,或滤液细线中色素的含量过少。色素带少于4条可能选材不佳,如衰老叶片中叶绿素被破坏等。迁移应用叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同,溶解度大的色素在滤纸条上扩散快。依据滤纸条上色素带的分布情况可用来判断叶绿体中色素的合成或破坏情况。1.光合作用的探索历程[连一连]链接实验链接实验考点2光合作用的探究实验1重点释疑2.探究实验分析结论：光合作用过程中产生了淀粉1864年，萨克斯(JuliusvonSachs)的实验：黑暗处理的目的是消耗掉叶片中原有的淀粉酒精处理的目的是溶解色素，防止对颜色反应起遮盖作用CO218O2H218O20世纪30年代鲁宾和卡门的同位素标记法实验C18O2O2H2O光照射下的小球藻悬液AB结论：光合作用中释放的O2全部来自H2O光合作用的过程重温教材夯实基础【思维激活2】叶绿体中三碳化合物的量为什么多于五碳化合物的量?提示:暗反应CO2固定时,每消耗1分子C5,产生2分子C3;C3还原时,每还原2分子C3,产生1分子C5,因此当暗反应速率达到稳定时,C3化合物的分子数是C5化合物的2倍。考点3光合作用过程光合作用过程图解1重点释疑过程光反应暗反应场所物质转化能量转化联系光反应为暗反应提供[H]、ATP,暗反应为光反应提供ADP和Pi,如图:没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应。有机物无法合成1.光反应与暗反应的区别联系叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质①水光解:2H2O

4[H]+O2↑②ATP的合成:ADP+Pi+能量

ATP光能→电能→活跃的化学能→有机物中稳定的化学能2.光合作用过程中元素转移途径分析(1)光合作用总反应式及各元素去向3.光照强度和CO2浓度变化对物质含量（短时间内）变化影响的分析(1)光照强度变化(2)CO2浓度变化易错1误认为用光照射叶绿体中提取的色素就能发生光反应点拨:叶绿体中的色素具有吸收、传递、转化光能的作用,但发生光反应除色素、光照之外,还需ADP、Pi、H2O、NADP+、酶等。易错2误认为暗反应被阻断时,光反应不会被阻断点拨:当暗反应被阻断时,光反应产生的[H]、ATP出现积累而使光反应受到抑制。易错3误认为光反应产生的ATP可用于其他生命活动,线粒体产生的ATP可用于暗反应点拨:光反应产生的ATP仅用于暗反应C3化合物的还原,线粒体产生的ATP用于除光合作用之外的其他生命活动。4易错再现光合作用原理的应用1.光合作用强度(1)概念:植物在

内通过光合作用制造

的数量。(2)表示方法:用一定时间内

或

的数量来定量表示。2.影响因素(1)空气中

。(2)土壤中

。(3)光照的

、

以及光的

。(4)

的高低。单位时间原料消耗产物生成CO2浓度水分含量时间强度成分温度糖类3.应用控制

和温度的高低、适当增加作物环境中

来提高光合作用强度。光照的强弱CO2的浓度知识梳理·温故串知考点4影响光合作用的环境因素分析及应用

1.单因子变量对光合作用速率的影响(外界因素)(1)光照强度①曲线分析(如图):A点:只呼吸不光合;植物释放CO2,吸收O2。AB段:呼吸作用>光合作用;植物释放CO2,吸收O2。B点的光照强度代表光补偿点。A点CO2释放量代表呼吸作用的强度。考点二影响光合作用的环境因素分析

1.单因子变量对光合作用速率的影响(外界因素)(1)光照强度①曲线分析(如图):B点:光合作用=呼吸作用植物表现为不与外界进行气体交换B点以后:光合作用>呼吸作用植物植物吸收CO2,释放O2B点以后CO2吸收量代表净光合速率，C点的光照强度代表光饱和点②应用:阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低,如图中虚线所示。间作套种农作物,可合理利用光能。限制C点以后光合作用强度不再增加的内部因素是色素含量、酶的数量和最大活性,外部因素是除光照强度之外的其他环境因素。补充：当环境因素发生变化时光补偿点和光饱和点的移动规律(2)光饱和点的移动:光饱和点(图示中Q点)指植物达到最大光合作用所需的最小光照强度。若变化的因素使光合作用强度减弱,则饱和点

;若变化的因素使光合作用强度增强,则饱和点

。注:二氧化碳补偿点、饱和点分析方法类似。(1)光补偿点的移动:处于光补偿点(图示中P点)的植物,净光合作用为零,即光合作用强度=呼吸作用强度若变化的因素使呼吸作用强度增强,或光合作用强度减弱,则光合作用强度再等于呼吸作用强度时,就要

,因此光补偿点

;若变化的因素使呼吸作用强度减弱,或光合作用强度增强,则光合作用强度再等于呼吸作用强度时,就要

,因此光补偿点

。增大光照强度右移减小光照强度左移左移右移(2)CO2浓度①曲线分析:图1中A点表示CO2补偿点,即光合作用速率等于呼吸作用速率时的CO2浓度,图2中A'点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B和B'点都表示CO2饱和点。②应用:在农业生产上可以通过“正其行,通其风”,增施农家肥等增大CO2浓度,提高光合作用速率。（3）温度①曲线分析②应用:冬季,温室栽培可白天适当提高温度;晚上可适当降低温度,以降低细胞呼吸消耗有机物。温度主要通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。2.多因子变量对光合作用速率的影响(1)曲线分析:P点时,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随其因子的不断加强,光合速率不断提高。Q点时,横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素,要想提高光合速率,可采取适当提高图示中的其他因子的方法。PQ之间，除了横坐标所示因素外还有图中标示出的其他因素影响光合速率(2)应用:温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度,增加光合作用酶的活性,提高光合速率,也可同时充入适量的CO2进一步提高光合速率,当温度适宜时,要适当提高光照强度和CO2浓度以提高光合速率。能力培养·深度过关

活化思维夺取高分一昼夜中植物代谢强度变化曲线分析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及密闭容器中CO2浓度变化曲线图。(1)自然环境中(图1)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:d点:e点:ef段:fg段:凌晨温度降低,呼吸作用减弱,CO2释放减少;上午开始有光照,植物进行光合作用光合作用小于呼吸作用上午光合作用等于呼吸作用光合作用大于呼吸作用;温度过高,部分气孔关闭,出现“光合午休”现象;下午光合作用等于呼吸作用;光合作用小于呼吸作用;无光照,植物停止光合作用,只进行呼吸作用。能力培养·深度过关

活化思维夺取高分一昼夜中植物代谢强度变化曲线分析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及密闭容器中CO2浓度变化曲线图。②有关有机物情况的分析积累有机物时间段:制造有机物时间段:消耗有机物时间段:一天中有机物积累最多的时间点:一昼夜有机物的积累量表示:ce段;bf段;Og段;e点;SP(2)密闭环境中(图2)①曲线的各点含义及形成原因分析AB段:无光照,植物只进行呼吸作用。BC段:温度降低,呼吸作用减弱。CD段:4时后,微弱光照,开始进行光合作用,但光合作用强度<呼吸作用强度。D点:DH段:其中FG段表示H点:HI段:②有关有机物情况的分析如果I点低于A点,如果I点高于A点,如果I点等于A点,一天中有机物积累最多的点:随光照增强,光合作用强度=呼吸作用强度。“光合午休”现象。光照继续增强,光合作用强度>呼吸作用强度。随光照减弱,光合作用强度下降,光合作用强度=呼吸作用强度。光照继续减弱,光合作用强度<呼吸作用强度,直至光合作用完全停止。说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量增加;说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量减少;说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量不变;H点（4）表观光合速率测定方法①装置图如下,整个装置必须放置在光下,对照组放一盆死植物,以排除温度、压强等外界因素的干扰。②NaHCO3溶液作用:玻璃瓶中的NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定,满足了绿色植物光合作用的需求。故装置内只有氧气含量在变化。③植物光合速率指标:植物光合作用释放氧气,使容器内气体压强增大,毛细管内的水滴右移。单位时间内水滴右移的体积即是表观(净)光合速率。【跟踪演练】(2014·淄博一模)为探究光照强度对光合作用的影响,某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组,在25℃条件下进行了一系列实验,实验数据见下表。请回答下列问题