细胞代谢光合作用

光合作用的场所－－叶绿体酶基粒－光反应基质－暗反应叶绿素类胡萝卜素叶绿素a（_____色）叶绿素b（_____色）胡萝卜素（____色）叶黄素（______色）叶绿体中的色素▲光合作用场所一定是叶绿体吗？叶绿体中色素的提取和分离实验原理：

1、提取：色素溶于有机溶剂而不溶于水，可用无水乙醇等有机溶剂提取绿叶中的色素。

2、分离：叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的色素随层析液在滤纸上扩散得慢。选材：鲜嫩、颜色深绿的叶片实验过程—滤纸条上出现四条宽度、颜色不同的色素带

纸

层析

整理、洗手

实验中化学试剂的作用：①丙酮或无水乙醇的作用是

。②加入少许二氧化硅是为了

。③加入少许碳酸钙是为了

。④层析液的作用是

。▲若未加二氧化硅，色素提取液会如何？▲若未加碳酸钙，色素提取液会如何？▲若称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素提取液会如何？胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b分离色素画滤液细线有何要求？层析液的量有何要求？此实验装置是否正确？实验结果中色素的位置反映什么？色素带的粗细反映什么？叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光色素与吸收光谱若在温室大棚中种植蔬菜，选用什么颜色的塑料膜最好？什么颜色的塑料膜中的光合效率最低？若在大棚内加装灯管作补充光源，选择什么颜色的灯管好？叶绿体中色素的作用－－吸收、传递、转化光能影响叶绿素合成的因素

光照：一般黑暗中不能合成温度：低温时叶绿素易被破坏必需元素：N、Mg、Fe【典例】 (2012·上海单科，17)右图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．紫色答案B【训练1】

(2011·广东理综，29)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。实验组号叶绿素溶液/mL调pH至处理时间/min溶液颜色①3.0Y10绿色②3.07.010绿色③3.06.010黄绿色④3.05.010黄褐色注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。根据所学知识和实验结果，请回答问题。(1)提取食用叶绿素的X应该为_____，原因_____。(2)表中Y应该______，原因________________。(3)若用作食品色素，天然叶绿素色素不适用于____食品，否则___________________。(4)小李想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素，请你提供检测方法并写出主要步骤。

__________________________________。【训练2】

(2012·海南单科，9)关于叶绿体色素的叙述，错误的是(

) A．叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光

B．绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同

C．利用纸层析法可分离4种叶绿体色素

D．乙醇提取的叶绿体色素不能吸收光能答案D叶绿体功能的实验验证实验步骤：2、取二张载玻片，分别滴加清水，将水绵和好氧菌放入清水中，盖上盖玻片，标号A、B。1、选取生长良好的水绵二片。3、将A置于黑暗且密闭的环境下，用极细的光束照射水绵，将B置于适宜的光照下。4、光镜下观察好氧菌的运动和分布情况。叶绿体功能的实验验证将水绵放在暗处，将白光透过棱镜再投射到水绵的叶绿体上，这时好氧菌将明显地聚集在＿＿＿＿＿区域内。此现象说明什么？普里斯特利的实验实验目的：植物是否能从空气中得到什么。实验步骤：2、将点燃的蜡烛和绿色植物置于玻璃罩B中。1、将点燃的蜡烛置于玻璃罩A中实验现象：A中蜡烛易熄灭，B中蜡烛不易熄灭实验结论：植物能更新空气的成分光合作用的探究历程萨克斯的实验实验目的：植物光合作用能产生什么物质。实验步骤：实验现象：遮光部分不出现蓝色，暴光部分出现蓝色。实验结论：光合作用能产生淀粉。2、取出绿色植物，找一生长健壮的叶片，一半遮光处理，另一半暴露于正常光照下1、将实验植物置于黑暗处几小时。3、几小时后，用碘蒸气熏实验叶片。4、观察实验叶片的颜色变化。实验原理：光照是光合作用的条件，淀粉是光合作用的产物，淀粉遇碘液发生蓝色反应。鲁宾和卡门的实验18O2O2AB光合作用释放的O2全部来自水。卡尔文循环3—磷酸甘油酸二磷酸核酮糖3—磷酸甘油醛1，3—磷酸甘油酸一磷酸核酮糖3—磷酸甘油醛葡萄糖12ATP12ADPCO26ATP6ADP12NADPH12NADP+卡尔文循环66121221061同位素示踪技术破解暗反应过程C元素：14CO2→14C3→（14CH2O）时间人物主要事迹或观点1771年普利斯特利（英）植物可以更新空气（没有发现光在其中的作用）1779年英格豪斯（荷兰）只有在阳光照射下、植物体只有绿叶才能更新污浊的空气1845年梅耶（德）植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来1864年萨克斯（德）证明光合作用的产物除氧气外还有淀粉1880年恩格尔曼（美）叶绿体是光合作用的场所1939年鲁宾和卡门（美）证明光合作用释放的氧气来自水（同位素标记法18O）20世纪40年代卡尔文（美）探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，称为卡尔文循环（同位素标记法14C）光合作用的定义

绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水合成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。光合作用的反应方程式CO2+H2O光能叶绿体（CH2O）+O2光合作用的实质把无机物（CO2和H2O）转变为有机物（物质）把光能转变为化学能，储存在有机物中（能量）叶绿体中的色素ADP+Pi酶ATP供能供氢酶H2OO2[H]水在光下分解光能光反应：暗反应：（CH2O）＋H2O固定2C3C5CO2还原多种酶参加催化光合作用的过程项目光反应暗反应场所条件物质变化能量变化联系总反应式

意义叶绿体基粒类囊体薄膜上叶绿体的基质中光、色素、酶多种酶水的光解ATP的合成CO2的固定C3的还原光能→活跃化学能→稳定化学能光反应为暗反应提供[H]和ATP叶绿体光CO2+H2O（CH2O）＋O2为生物提供物质来源和能量来源光反应与暗反应比较影响光合作用的因素分析光合作用强度可以通过测定一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量的表示。如植物单位时间内通过光合作用制造糖类的数量植物单位时间内通过光合作用制造O2的数量植物单位时间内通过光合作用消耗CO2的数量影响光合作用强度的因素：外因（环境因素）：光照、温度、CO2浓度、水分、必需元素等内因：植物种类、不同发育时期等（一）光照强度对光合作用的影响一、光（光照强度、光质）实验：探究光照强度对光合作用强度的影响P105

打出小圆形叶片→抽出叶片内气体→小圆形叶片沉水底→取三只烧杯，分别加入等量富含CO2的水→各加10片小圆形叶片→分别给予不同强度的光照（强、中、弱）→记录同一时间段内小圆形叶片浮起的数量小圆形叶片加富含CO2的清水光照强度叶片浮起数量甲10片20mL强多乙10片20mL中中丙10片20mL弱少结论：在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强。光补偿点：光合作用强度等于细胞呼吸强度时的光照强度。光饱和点：当光照强度达到一定强度后，光合作用强度就不再加强，这一光照强度就称为光饱和点。光照强度与光合作用速率的关系曲线ABC例：植物的新陈代谢受外部环境因子（如光、温度）和内部因子（如激素）的影响，研究内、外因子对植物生命活动的影响具有重要意义。（1）右图表示野外松树（阳生植物）光合作用强度与光照强度的关系。其中的纵坐标表示松树整体表现出的吸收CO2和释放CO2

量的状况。请分析回答：①当光照强度为b时，光合作用强度

。

不能。光照强度为a时，光合作用形成的有机物和呼吸作用消耗的有机物相等，但晚上只进行呼吸作用。因此，从全天看，消耗大于积累，植物不能正常生长。最高②光照强度为a时，光合作用吸收CO2的量等于呼吸作用放出CO2的量。如果白天光照强度较长时期为a，植物能不能正常生长？为什么？③如将该曲线改绘为人参（阴生植物）光合作用强度与光照强度关系的曲线，b点的位置应如何移动，为什么？左移，与松树比较，人参光合作用强度达到最高点时，所需要的光照强度比松树低。叶绿体中的色素供氢酶供能还原多种酶参加催化（CH2O）ADP+Pi酶ATP2C3C5固定CO2H2OO2水在光下分解[H]光反应过程暗反应过程光能光照条件骤变时对植物细胞内各物质量的影响例：用三棱镜可使阳光折射成一条色素带，如下图。若将一瓶绿藻放在ABCDEFG（）位置上，就会严重影响它的生长。而在（）处光合效率最高。DE（二）光质对光合作用的影响A思考：

1、光质影响光合作用强度的原因是？光合色素对不同的光吸收量不同

2、生产上利用光质对光合效率的影响的措施有哪些？温室大棚膜使用无色透明材料有甲、乙、丙、丁盆长势均匀的植物置于阳光下。甲添加品红色光照，乙添加绿色光照，丙隔品红色滤光片，丁隔绿色滤光片（如右图所示）。经过一段时间后各盆植物长势最旺的和长势最差的依次是下列哪一组（）

A．甲和乙

B．乙和丙

C．甲和丁

D．丙和丁C二、CO2对光合作用的影响CO2补偿点：光合作用强度等于细胞呼吸强度。CO2饱和点：光合作用强度到此点以上就不再加强。A点B点、B’点Ａ’点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度生产上提高CO2浓度的措施主要有哪些？1、保证田间植物通风。2、施用农家肥。3、在大棚中经常使用二氧化碳发生器，施用干冰，或混养家禽、家畜等。叶绿体中的色素供氢酶供能还原多种酶参加催化（CH2O）ADP+Pi酶ATP2C3C5固定CO2H2OO2水在光下分解[H]光反应过程暗反应过程气孔关闭光能CO2浓度骤变对植物细胞内各物质量的影响例：下图是改变光照和CO2浓度后与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线，请回答：（1）曲线b表示的化合物是

，在无光照时，其量迅速下降的原因是：

。（2）曲线a表示的化合物是

，在CO2浓度降低时，其量迅速下降的原因是：

；

。（3）由此可见光照强度和CO2浓度的变化均影响光合作用的速度，但前者主要影响光合作用的

，后者主要影响光合作用的

。C3无光，不能合成ATP和[H]，C3不能被还原；而C5又继续被固定形成C3固定过程减慢，C3生成量减少，而C3还原过程仍在进行。光反应暗反应C5三、温度对光合作用的影响实质：温度影响酶的活性（酶促反应）在生产上应用：在大棚生产中常常采用白天适当升温（保证光合作用正常进行），晚上适当降温（降低呼吸酶的活性）。四、必需元素供应对光合作用的影响在生产上应用：合理施肥（适时、适量）N：是各种酶和ATP的重要组成成分，叶绿素中也有N元素。P：是叶绿体膜、ATP等的重要组成成分。K：在合成糖类，以及将其运输到块根、块茎和种子等器官过程中起作用。Mg：叶绿素的重要组成成分。五、水分的供应对光合作用的影响在生产上应用：合理灌溉（适时、适量）原料、气孔关闭（缺水）（1）根据图中的曲线表明，7～10时光合作用强度不断增强，这是因为在一定温度和二氧化碳供应充足的情况下，光合作用的强度是随着光照加强而增强的。（