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文档简介
第三章细胞的代谢第五节光合作用将光能转化为化学能第一课时以二氧化碳和水为原料,通过叶绿体,利用光能合成糖类等有机物,这些有机物为其自身的生长、发育和繁殖提供物质和能量直接或间接依靠自养生物的光合产物生活植物、藻类、蓝细菌
——自养生物人、动物、真菌和大部分细菌——异养生物与光合作用有关的诺贝尔奖4、合成甾醇和叶绿素等——伍德沃德——1965年诺贝尔化学奖2、叶绿素的结构——费歇尔因此获得——1930年诺贝尔化学奖6、紫色光合细菌反应中心的空间结构——戴森霍弗、休伯尔、米歇尔——1988的诺贝尔化学奖3、“卡尔文循环”——卡尔文——1961年诺贝尔化学奖5、化学渗透学说——米切尔——1978年诺贝尔化学奖7、电子传递机制——马库斯——1992年的诺贝尔化学奖8、研究ATP酶——博耶、沃克、斯科——1997年诺贝尔化学奖1、叶绿素晶体结构——威尔斯泰特——1915诺贝尔化学奖)光合作用——群星璀璨众多的研究实验也为光合作用的命题提供了广阔的舞台!
光合作用是指__________________通过_________________,利用______,把______和_____转化成储存着能量的________,并且释放出_____的过程。叶绿体或光合膜光能CO2水有机物O2实质:合成有机物,储存能量(吸能反应)绿色植物和蓝细菌1、进行光合作用的场所一定是叶绿体?2、植物细胞都有叶绿体?判断:3、进行光合作用的生物一定是植物?光合作用如何设计实验:探究“光合作用释放的氧气来自于哪里?”氧气中的0来自于H2O氧气中的0来自于CO2实验猜想实验方法:同位素示踪法
180(无放射性)20世纪40年代,美国科学家卡尔文(M.Calvin)CO2碳的同位素C14CO214(CH2O)+O214CO2+H2O14光能叶绿体卡尔文循环6C18O2+12H2OC6H1218O6+6H218O+6O26CO2+12H218OC6H12O6+6H2O+618O2光合作用概述光合作用:是绿色植物或蓝细菌,以二氧化碳和水为原料,
利用光能合成糖类等有机物并释放出氧气的过程。6CO2+12H2O
C6H12O6+6O2+6H2O
光叶绿体原料:产物:场所:条件:CO2和H2O有机物和氧气叶绿体(或光合膜)光照还原氧化细胞呼吸:光合作用:C6H12O6+6O2+6H2O
6CO2+12H2O
酶氧化还原光合作用和需氧呼吸是否互为逆反应?不是,场所不同,条件不同都是氧化还原反应二、光合作用的场所叶绿体(1)分布:叶肉细胞(主要)
(2)形态:扁平的椭圆形或球形外膜内膜基粒基质类囊体二、光合作用的场所叶绿体(3)结构:外膜、内膜、基粒、基质(4)酶:光合膜(类囊体的薄膜)和基质色素:光合膜中色素酶
绿叶中会有哪些种类的色素呢?它们分别是什么颜色的?各种色素在绿叶的含量相同吗?捕获光能的色素想一想,该怎么办?活动:光合色素的提取与分离01提取光合色素的试剂自我定位自我定位除此质外,还用到哪些化学材料分离光合色素的试剂020304光合色素的性质脂溶性物质95%的酒精层析液碳酸钙二氧化硅活动:光合色素的提取与分离研磨叶片过滤毛细吸管:吸取滤液定性滤纸:色素随层析液在滤纸上扩散速实验:光合色素的提取与分离一、色素的提取1、光合色素提取的原理光合色素是一类脂溶性物质,可以利用脂溶剂将它们从叶绿体中提取出来。本实验用95%酒精溶液提取。2、提取过程①称取、研磨材料:新鲜菠菜叶药品SiO2—使研磨更充分(细胞破碎充分)CaCO3—防止色素被破坏(主要防止叶绿素
被破坏)95%酒精溶液—溶解各种色素(1)色素的提取:①新鲜绿叶40~50℃烘干,粉碎后取2g放入研钵②加入少许SiO2和CaCO3,再加入2~3mL95%的酒精③充分,迅速研磨成匀浆④研磨液用单层尼龙布过滤,滤液收集到试管中。用棉塞将试管口塞紧。防止乙醇挥发,叶绿素氧化分解过滤叶脉及二氧化硅等二、色素的分离实验:光合色素的提取与分离1、色素分离的方法:纸层析法2、原理:各种色素都能溶解在层析液中,但溶解度不同。溶解度大的色素随层析液在滤纸上扩散得快;溶解度小的色素随层析液在滤纸上扩散得慢。制备滤纸条→画滤液细线→分离色素→观察3、操作步骤:实验关键:滤液细线要高于层析液液面(2)制备滤纸条:(3)点样:10cm1cm滤液细线
毛细管吸取画线铅笔画线直、细、匀滤液细线干燥后再重复画2~3次铅笔画线,剪角剪角的目的:防止两侧色素扩散快,色素带不整齐1cm目的:积累更多色素,使色素分离效果更明显。起点一致(4)色素的分离(纸层析法):最后放入层析管中滤液细线要高于层析液5~10min以后取出滤纸条,干燥,观察色素带防止层析液挥发C光合色素的提取与分离宽度:迁移路程:叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b在叶片中的含量在层析液中的溶解度如果跑出来的最下面的两条条带很细可能因为什么?说明色素的种类叶绿素a(蓝绿色)类胡萝卜素叶绿素胡萝卜素(橙色)叶黄素(黄色)叶绿素b(黄绿色)1/43/4叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光叶片为什么往往是绿色的呢?叶绿体色素吸收可见的太阳光类胡萝卜素主要吸收蓝紫光叶绿素主要吸收红光和蓝紫光吸光率纵坐标:光的吸收率光合色素:吸收、传递、转化光能叶绿素含镁色素与叶片颜色正常绿色:叶绿素占3/4,对绿光吸收少叶色变黄:寒冷时叶绿素被破坏,新的不能合成,叶黄素稳定,显示黄色叶龄0含量
叶绿素(镁元素)
类胡萝卜素小结1:植物细胞中色素1、分布:叶绿体、液泡(也可能没有)2、种类与性质:脂溶性:叶绿素(包括叶绿素a、叶绿素b等)、类胡萝卜素(包括胡萝卜素、叶黄素等)水溶性:液泡:花青素(花色素)
3、层析分离方法(层析液选择)
小结2:实验步骤与注意事项(1)选材:新鲜、颜色深绿的叶片,烘干,较多的叶绿体色素。(2)提取:加入二氧化硅、碳酸钙、95%的乙醇,研磨要迅速、充分。(3)过滤:单层尼龙布,试管加塞防止挥发(4)制备:滤纸条:剪去两角,以保证色素在滤纸条上扩散速度一致。(5)点样:滤液细线要细、直、浓(干燥后重复画两三次)。(6)分离:纸层析法,使用层析液、滤液细线不要触及层析液。(7)观察定性滤纸会吸附色素,为了减少色素吸附用单层尼龙布。小结3:小结2:光合色素叶绿体基粒的类囊体的薄膜位置分类叶绿素类胡萝卜素叶绿素a叶绿素b叶黄素胡萝卜素功能吸收传递转化光能,用于光合作用含量占1/4含量占3/4(蓝绿色)(黄绿色)(橙黄色)(黄色)都是由碳氢链组成的分子光合膜1.用95%的酒精提取新鲜菠菜绿叶中的色素,经层析液分离后,结果如图所示。下列叙述错误的是A.色素带1为胡萝卜素B.色素带2为蓝绿色C.色素带3最宽,对应色素含量最高D.色素带4中的色素在滤纸上的移动速度最慢√黄色2.(2024·金华高一期中)下列关于“光合色素的提取与分离”实验的说法,错误的是A.实验中需要加入SiO2进行研磨,有助于研磨得更充分B.在研磨过程中加入CaCO3的目的是防止色素被破坏C.用单层尼龙布进行过滤D.根据四种色素随提取液在滤纸条上的扩散速度不同而达到分离目的√层析液如图是纸层析法分离叶绿体中色素的装置图,层析后会得到不同的色素带,在暗室内用红光照射四条色素带,可以看到较暗的是A.①②
B.②③C.③④
D.①②③④(1)所有植物细胞中最重要的吸能反应是光合作用(
)×提示
并不是所有的植物细胞都能进行光合作用。(2)叶绿体中的四种光合色素都是含镁的有机分子(
)×提示
光合色素中的叶绿素是含镁的有机分子,类胡萝卜素不是。(3)可分别用H218O和C18O2作对比研究光合作用的产物氧气的来源(
)√(4)不具备叶绿体的生物不能进行光合作用(
)×提示
不含叶绿体的蓝细菌能进行光合作用。(5)绿叶中含量越多的色素,其在滤纸条上扩散得越快(
)×提示
绿叶中含量越多的色素,其在滤纸条上越宽,溶解度越大的色素在滤纸条上扩散得越快。(6)植物叶片之所以呈现绿色,是因为叶片中的叶绿体吸收了绿光(
)×提示
植物叶片之所以呈现绿色,是因为叶片吸收的绿光少,反射了绿光。如何证明其吸收什么光?叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光2、色素的吸收光谱叶绿体色素吸收可见的太阳光类胡萝卜素主要吸收蓝紫光叶绿素主要吸收红光和蓝紫光吸光率周三下午第九节做实验带好直尺和铅笔、课本光合作用释放的氧到底来自那种化合物?水中的氢去向如何?光合作用过程中光能怎么转换为化学能?CO2如何转变成糖类等有机物?二、光合作用的过程任务一:光合作用过程的研究请结合资料分析回答下列问题:资料1
希尔反应:1937年,英国科学家希尔发现,给离体叶绿体悬浮液充足光照并加入氧化剂,但不通入CO2,结果有氧气释放。(1)通过希尔反应,我们可以得到什么结论?探究核心知识提示
水的光解可以产生氧气。(2)此实验是否能说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应?请说明原因。提示
能说明。希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的,悬浮液中有水,没有合成糖的另一种必需原料——CO2光反应H2O类囊体膜酶Pi+ADPATPH+、e-NADP+NADPH(氧化型辅酶Ⅱ)(还原型辅酶Ⅱ)色素O2光、色素、酶类囊体膜(光合膜)场所:条件:物质变化:H2O1/2O2+2H++2e-光能水的光解ATP的合成NADPH的合成H++2e-+
NADP+NADPH能量变化:ADP+Pi+能量(光能)ATP酶光能转变为ATP和NADPH中活跃的化学能光反应
重难点★1、水光下裂解成________和O2,水中的___________在光下将NADP+_______为NADPH。★2、NADP+的作用:______________________。3、最终电子供体:_____________最终电子受体:_____________4、水裂解的产物是___________________________
光反应的产物是____________________________H+、e-氢(H+、e-)还原是H+、e-的受体水NADP+NADPH、ATP、02H+、e-、02材料一1937年,希尔(R.Hill)从叶片中分离出叶绿体,将叶绿体加入DCIP(二氯酚靛酚)溶液中并照光,结果产生氧气,且溶液中的DCIP被还原并发生颜色变化。材料一模拟
阶段。其中氧化型的DCIP相当于图中的
物质(填字母)。光反应DNADP+NADPH资料2
阿尔农实验:黑暗条件下给离体叶绿体供给ATP、NADPH和CO2,结果叶绿体中有糖类生成。
(3)根据阿尔农的实验推测光反应为碳反应提供了什么条件?提示
光反应为碳反应提供了ATP和NADPH。资料3
卡尔文实验:将小球藻装在一个密闭容器中,通过一个通气管向容器中通入CO2,通气管上有一个开关,可控制CO2的供应,容器周围有光源,通过控制电源开关可控制光照的有无。他向密闭容器中通入14CO2,当反应进行到5s时,14C出现在一种五碳化合物(C5)和一种六碳糖(C6)中,将反应时间缩短到0.5s时,14C出现在一种三碳化合物(C3)中。(1)卡尔文实验的自变量是什么?提示
光照的时间。(2)如果给植物提供14CO2,光合作用中放射性依次出现在哪些物质中?发现史:卡尔文1946年开始,历时9年,用了4吨滤纸发现史:卡尔文1946年开始,历时9年,用了4吨滤纸1、同位素标记法、双向纸层析法和显微自显影技术。卡尔文他们将培养出来的小球藻放置在含有未标记CO2的密闭容器中,然后将______标记的CO2注入容器,培养相当短的时间之后,将小球藻浸入热的甲醇中用于杀死细胞,使细胞中的酶变性而失效并_____到溶液里的分子。然后将提取物应用双向纸层析法______各种化合物,再通过放射自显影分析放射性上面的斑点,并与已知化学成份进行比较。在双相纸层析放射自显影图谱中鉴定出20余种带有C标记的化合物等。缩短时间依次测定出的化合物种类为ABCD---ABC----AB,推测化合物产生的顺序2、把光照时间缩短为几分之一秒时,三碳酸(C3)占全部放射性的90%,在5秒钟的光合作用后,卡尔文找到了含有放射性的C3、C5和C6。CO2固定的最初产物是C3,随后分别是CO2—C3(酸)—C3(糖)------C5(C6)如何判断它们出现的先后顺序呢?14C提取分离问题:CO2如何转变成糖类等有机物?碳反应卡尔文循环从1个五碳糖(RUBP)开始。①在酶的催化作用下,1个CO2分子与五碳糖结合,形成1个六碳分子。②这个六碳分子随即分解成2个三碳酸分子。③然后,每个三碳酸分子接受来自NADPH和ATP的能量,被NADPH还原形成三碳糖。④三碳糖再生五碳糖。CO2的固定:CO2+五碳糖
2
三碳酸酶ATP
三碳酸
三碳糖酶NADPH、三碳酸还原:
三碳糖
五碳糖酶场所?能量变化?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五碳糖的再生:NADPH:为三碳酸的还原提供氢(作为还原剂)和能量ATP:提供能量(2)光反应必须在有光的条件下进行,碳反应的持续进行不需要光(3)卡尔文循环中碳的转移途径为CO2→三碳酸分子→五碳糖→三碳糖(
)(4)在叶肉细胞的叶绿体中,三碳糖转变为蔗糖并运输到植物体各处错叶绿体外错错1.(2024·嘉兴高一阶段考)光合作用实现了生态系统中有机物的生产,下列对光合作用生产有机物过程的叙述,错误的是A.光反应的产物是O2、H+和e-B.碳反应不需要光的直接参与,但是需要光反应的支持C.光反应和碳反应过程都发生了能量的转化D.光合作用实现了固定太阳能并将CO2还原为糖√落实思维方法水裂解的产物是H+、e-、02光反应的产物是NADPH、ATP、022.如图为大豆叶片叶肉细胞光合作用碳反应阶段的示意图,下列叙述正确的是A.CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为
三碳酸中的化学能B.卡尔文循环产生的三碳糖大部分运输到叶绿体
外合成蔗糖C.光强度突然由强变弱导致光合速率下降,短时
间内五碳糖含量升高D.被还原的三碳酸在有关酶的催化作用下,可再形成五碳糖√产生的三碳糖大部分用于五碳糖的再生,从卡尔文循环出来的三碳糖大部分用于在叶绿体外合成蔗糖生成的五碳糖减少,而CO2的固定短时间内正常进行,消耗的五碳糖不变,导致五碳糖含量减少例2图3-5-4是光合作用过程图解,请分析后回答下列问题:图3-5-4(1)图中②是
,它来自于
的分解。
(2)图中③是
,它被传递到叶绿体的
部位,用于
。
(3)图中③中活跃的化学能来自
,经
过程转变为
。
及时反馈NADPH水ATP基质碳反应光能碳反应有机物中稳定的化学能H2OATPADP+PiNADP+NADPH三碳酸三碳糖CO2三碳糖CO2固定
三碳酸还原碳反应基质光C5再生½
O2五碳糖光能ATP、NADPH中的活跃化学能有机物中稳定的化学能转化为转化为H+与e-光反应:类囊体膜H+与e-碳反应将二氧化碳还原成糖3个CO26个三碳糖1个保持用于糖的生成或其他5个经一系列变化再生为3个五碳糖如果形成一个葡萄糖分子需要卡尔文循环____次6★碳反应/卡尔文循环33651卡尔文至少循环___次会有___个三碳糖离开循环。31光合作用过程简要光反应产生的ATP仅用于碳反应,细胞呼吸产生的ATP用于各项生命活动光反应提供NADPH和ATP由类囊体向叶绿体基质运动,ADP和NADP+碳反应的产物又是如何被植物体利用的呢?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1个C3(三碳糖)酶叶绿体内:淀粉、蛋白质、脂质叶绿体外:蔗糖(主要)有机物的生成:碳反应三碳糖的形成标志着光合作用合成糖的过程已经完成。在叶绿体内,三碳糖作为原料用于淀粉、蛋白质和脂质的合成。大部分三碳糖运至叶绿体外,并且转变成蔗糖,供植物体所有细胞利用碳反应(1)图中的物质
(填字母)在
(填场所)形成蔗糖,每形成1分子蔗糖需要
轮Ⅱ过程。F叶绿体外12(2)光照条件下,叶肉细胞产生ATP的场所是
,光合作用的产物大部分以
形式运送到其他细胞。细胞溶胶、线粒体、叶绿体蔗糖注意:光反应和碳反应是一个整体,二者紧密联系,缺一不可光反应和碳反应的联系光反应碳反应NADPHATP碳反应光反应ADP+PiNADP+光反应阶段与碳反应阶段的比较项目光反应阶段碳反应阶段区别场所条件物质变化能量转换联系叶绿体类囊体膜上叶绿体基质中光、色素、酶、水酶、NADPH、ATP、CO2①水的光解
光能→ATP、NADPH中活跃的化学能ATP、NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能CO2+五碳糖2三碳酸酶①CO2的固定:②ATP的合成
1、光反应是碳反应的基础,光反应为碳反应的进行提供NADPH和ATP2、碳反应是光反应的继续,碳反应提供ADP,Pi和NADP+为光反应的物质合成提供原料②三碳酸的还原③NADPH的合成
ADP+Pi+能量ATP酶H2O1/2O2+2H++2e-
光③五碳糖的再生任务:光合作用过程中五碳糖和三碳酸含量变化的分析1.请分析突然停止对光下植物的光照后,其体内的五碳糖和三碳酸的含量如何变化?2.请分析突然停止对光下植物的CO2的供应后,其体内的五碳糖和三碳酸的含量如何变化?ATP和NADPH三碳酸RuBP糖类突然停止光照突然增加光照突然停止CO2供应突然增加CO2供应小结:环境因素突然变化影响下降下降下降下降下降下降下降下降上升上升上升上升上升上升上升上升书写原因:来源怎么样去路怎么样(1)光下植物细胞叶绿体类囊体的腔内H+浓度较高,向
扩散并驱动C中
键的形成。(2)材料一模拟
阶段。其中氧化型的DCIP相当于图中的
物质(填字母)。(3)Ⅱ表示
循环,为研究碳的同化与去向,可以采取用
的CO2供给小球藻进行实验。若突然降低CO2浓度,则短时间内C物质含量
。(4)图中的物质
(填字母)在
(填场所)形成蔗糖,每形成1分子蔗糖需要
轮Ⅱ过程。材料一:1937年,希尔(R.Hill)从叶片中分离出叶绿体,将叶绿体加入DCIP(二氯酚靛酚)溶液中并照光,结果产生氧气,且溶液中的DCIP被还原并发生颜色变化。材料二:下图为植物细胞叶绿体中进行光合作用时物质变化的示意图叶绿体基质高能磷酸光反应D卡尔文同位素14C标记升高F
叶绿体外122023年学考真题15.下列关于光合作用的叙述,正确的是A.光反应在叶绿体基质中进行B.光反应为卡尔文循环提供O2和NADPHC.卡尔文循环只有在黑暗环境中才能进行D.卡尔文循环中固定CO2的物质是一种五碳化合物D光反应在光合膜上进行ATP和NADPH(1)甲图分离光合色素的方法是_____________,分离后滤纸条上离滤液细线最近的色素带呈___________色。(2)光合色素的种类和含量直接影响光合作用中的___________阶段,此阶段产生的ATP和NADPH可用于碳反应中的_______(填“①”或“②”)过程,NADPH能为该过程提供的物质是______________。(3)卡尔文循环中,CO2与五碳糖结合为六碳分子,进而生成3-磷酸甘油酸。该五碳糖是_________。若有3molCO2进入卡尔文循环,则还原形成的三碳糖为为_____mol(4)在碳反应中,三碳酸接受来自ATP的磷酸基团和能量及NADPH的______而形成三碳糖,其大部分用于____________。6.(2021浙江1月学考,27).(7分)下列示意图中,甲为光合色素分离装置,乙为卡尔文循环。回答下列问题:纸层析法黄绿光反应②氢RuBP6能量和氢五碳糖的再生1.(2019浙江1月学考,27)(7分)某同学利用小球藻(一种单细胞真核生物)为实验材料,进行了“探究环境因素对光合作用的影响”的活动,他设计的实验装置如图所示。回答下列问题:(1)小球藻进行光合作用时,利用
范围内的光进行光反应,形成了ATP和NADPH。在叶绿体的
中,NADPH为三碳酸的还原提供了
。可见光基质氢和能量5.(2020浙江7月学考,27)(7分)绿色植物光合作用合成的有机物直接或间接为生物圈中各种生物的生长、发育和繁殖提供物质和能量。回答下列问题:(1)绿色植物的叶绿体进行光合作用时,H2O在类囊体膜中裂解为
,光反应形成的ATP和是碳反应中将CO2还原为
的能源物质。三碳糖H+、e-、O2NADPH
整个光合作用过程中的物质变化和能量变化分别是什么?物质变化:无机物能量变化:光能转变转变光合作用的实质:有机物糖类等有机物中的化学能三、光合作用的实质与意义三、光合作用的实质与意义1、生物生存所需有机物的主要来源2、生物生存所需能量的主要来源3、保持大气中CO2和O2含量的稳定4、对生物的进化具有重要意义四、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光合作用酶的活性碳反应三碳糖的量酶色素ATP膜光反应反应介质外因:内因:光合色素含量、酶含量、五碳糖含量只有细胞呼吸,没有光合作用光合作用的强弱一般用光合速率表示。光合速率也称光合强度,是指一定量的植物(如一定的叶面积)在单位时间内进行的光合作用,如释放多少氧气、消耗多少二氧化碳。能否直接测出光合速率?为什么?不同条件下,植物细胞消耗CO2情况1、黑暗时:CO2O2四、光合作用受环境因素的影响如:单位时间单位叶面积CO2的消耗量2、弱光下:光合作用强度〈细胞呼吸强度O2CO2CO2O2光合作用强度=细胞呼吸强度3、某光下:O2CO2光合作用强度〉细胞呼吸强度O2CO2CO2O24、强光下:
光合速率或光合强度:是衡量光合作用强弱的指标。其的大小可用单位时间、单位叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量表示,亦可用单位时间、单位叶面积所积累的干物质量表示。光合强度或光合速率真正/实际/总光合(速率)=呼吸(速率)+表观光合(速率)测量计算速率CO2O2糖类实际/总/真正光合固定、消耗、产生制造、生成
表观/净(光下测量植物体)从外界吸收的CO2,释放到外界的O2吸收释放积累呼吸(黑暗中测量)释放/产生吸收消耗1、光合作用消耗的CO2总量=从外界吸收的CO2量+呼吸作用产生的CO2量2、光合作用产生的O2量=释放到外界的O2量+呼吸作用消耗的O2量光合强度或光合速率A.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等B.光照相同时间,在20℃条件下植物积累的有机物的量最多C.温度高于25℃时,光合作用制造的有机物的量开始减少D.光照相同时间,35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等D叶绿体CO2的吸收量练习:以测定的CO2吸收量与释放量为指标,研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响,结果如图所示。下列分析正确的是探究:环境因素对光合作用的影响自变量无关变量因变量如何设置如何控制如何检测试题.在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中,某兴趣小组利用实验室提供的有关材料(大烧杯、大试管、铁架台、温度计、盛水玻璃柱、功率100瓦的灯泡各一;适宜浓度的NaHCO3溶液;新鲜黑藻若干),设计了如图实验装置图。请回答(1)若用该实验装置探究光强度对光合速率的影响时,可通过__________来改变光强度,光合速率可用______
表示。(2)该实验装置还可以用于探究_______________(至少写2种)等环境因素对光合速率的影响。(3)在实验过程中,为隔绝灯泡产生的热量,以防温度变化对实验结果的影响,请为该兴趣小组设计一个合理可行的解决方案:______________________________________。改变灯泡与装置之间的距离
单位叶面积单位时间内氧气的释放量温度、二氧化碳浓度在灯泡和烧杯之间放置盛水玻璃柱3.用高速离心机打碎小球藻细胞,获得可以进行光合作用的离体叶绿体,进行如图所示的实验,下列叙述不正确的是A.离体的叶绿体中能合成糖类B.碳酸氢钠所起的作用是提供二氧化碳C.烧杯中的液体改为氢氧化钠会导致该
实验无糖类产生D.灯与锥形瓶之间的距离不影响光合作用的强度落实思维方法√(1)选用无色、绿色、红色和蓝色的4种玻璃纸分别罩住聚光灯,用于探究_____。在相同时间内,用_____玻璃纸罩住的实验组O2释放量最少。光合色素主要吸收_____光,吸收的光能在叶绿体内将H2O分解为___。(2)用精密试纸检测溶液pH值来估算光合速率变化,其理由是_____,引起溶液pH的改变。(3)若将烧杯口密封,持续一段时间,直至溶液pH保持稳定,此时RuBP和三碳酸的含量与密封前相比分别为______。试题15.(2020年1月)某同学进行“探究环境因素对光合作用的影响”的活动,以黑藻、液、NaHCO3精密pH试纸、100W聚光灯、大烧杯和不同颜色的玻璃纸等为材料用具。回答下列问题:(1)光波长对光合作用的影响绿色红光和蓝紫H+、e-和O2(2)黑藻将溶液中的CO2转化为有机物(3)下降、下降1、光①
光质—光波长-不同颜色的光
②光照强度③
光照面积四、光合作用受环境因素的影响光合速率最大:__________光;单色光中,_____光最大,_____光次之,_____光最弱。复色(白)红蓝紫绿应用:温室大棚使用无色透明玻璃①.光—光质—光波长7.(2021.7.浙江卷.学考.23)(12分)塑料大棚其有保温、增温和透光等功能。为了研究如何提高大棚内农作物的产量,科研工作者将某种蔬菜分别进行露天种植(甲组)和大棚种植(乙组)。在春末晴朗的白天,测定蔬菜的CO2吸收速率,结果如图所示。(1)大棚一般选用____________(填“无色”或“绿色”)透明的薄膜。无色光强度光合速率光饱和点在其他条件都适宜的情况下,在一定范围内,光合速率随光照强度提高而加快。当光照强度高到一定数值后,光照强度再提高而光合速率不再加快,这种现象叫光饱和现象。②、光照强度光饱和点:光合作用达到最强时所需的最低的光照强度。光照强度co2吸收量CO2释放量0ABC呼吸速率光补偿点光饱和点qp表观光合速率真正光合速率真正(实际)光合速率=表观(净)光合速率+呼吸速率呼吸速率=光合速率D②、光照强度A点:AB段:B点:BC段:仅呼吸光合<呼吸光合>呼吸光合=呼吸CO2BCO2CO2ACO2CCO2CO2DA点:AB段:B点:BC段:A图B图C图D图有呼吸无光合光合小于呼吸光合等于呼吸光合大于呼吸O2O2O2O2O2O2阳生植物光饱和点阴生植物光饱和点>AB光照强度光合速率0阳生植物阴生植物间作套种时农作物的种类搭配,林带树种的配置据光照强度可制定的农作物增产措施(1)白天:适当增强光照(2)阴雨天:适当补光(4)种植时:★合理密植(3)间作套种时农作物的种类
搭配,林带树种的配置③、光照面积D呼吸大于光合只有呼吸呼吸等于光合光合大于呼吸A光补偿点时,单个叶片光合等于呼吸,整株植物光合小于呼吸此时植物只进行呼吸作用abcCO2吸收量CO2释放量CO2浓度CO2饱和点CO2补偿点(呼吸速率=光合速率)主要限制因素:CO2浓度主要限制因素:外因:光照强度、温度(内因:色素、酶)2、CO2浓度CO2浓度在生产上的应用对光合作用的影响外因⑴温室:①燃烧植物桔杆;②使用二氧化碳发生器;③与猪舍鸡舍鸭棚连通。⑵温室与大田:①确保良好通风;②增施有机肥料;③深施“碳铵”。2、CO2浓度0CO2的含量CO2吸收量BCB1C1CO2补偿点CO2饱和点3、温度1、影响酶的活性2、影响水分的蒸发,进而影响气孔的关闭,影响CO2进入的多少3、昼夜温差有利于物质积累(昼升夜降)新疆的葡萄特别甜,这是为什么?大棚蔬菜在阴雨天气,白天要适当降温,还要保持昼夜温差?光合作用强度O时间:盛夏A
710121418水在生产上的应用对光合作用的影响外因预防干旱合理灌溉1.水是光合作用的原料2.水是体内各种化学反应的介质3.水还影响气孔的开闭,间接影响CO2进入植物体4、水A点的含义是:温度过高,为减少蒸腾作用,气孔关闭,CO2供应不足光合速率下降光合午休合理施肥1.N元素2.P元素3.K元素4.Mg元素必需矿质元素在生产上的应用对光合作用的影响外因酶(蛋白质)、叶绿素、ATP、NADPH等的组成成分。ATP、NADPH等的组成成分可维持叶绿体膜(磷脂)的结构和功能对光合作用产物(如糖类)的合成和运输有重要作用叶绿素的重要组成成分5、矿质元素温度、光照强度及CO2浓度等综合因素的影响P点时,限制光合速率的因素应为
,随其因子的不断加强,光合速率不断提高。当到Q点时,
所表示的因子,不再是影响光合速率的因子,要想提高光合速率,可采取适当提高图示的。横坐标所表示的因子横坐标其他因子三、光合作用的影响因素小结:限制因素与各因素的相互干涉的分析判断方法:利弊原则,看对光合作用有利,有利则补偿点左移,饱和点右移,反之则相反!通常假定对呼吸作用无影响,如果都有影响,看对谁影响更大!影响因素光补偿点光饱和点CO2增加CO2减少Mg2+缺少影响因素CO2补偿点CO2饱和点光照增加光照减少Mg2+缺少左移右移右移左移A.若图1表示植物阴天时的光合速率,则晴天时,a点左移,b点右移B.图2中,若CO2浓度适当增大,则a点左移,b点右移C.图3中,CO2浓度由b点变为a点,短时间内叶绿体中三碳酸分子的含量增加D.图4中,当温度高于25℃时,光合作用制造的有机物的量开始减少4.如图为有关环境因素对植物光合作用影响的关系图,下列有关叙述错误的是√积累量开始下降D呼吸大于光合只有呼吸呼吸等于光合光合大于呼吸一整个植株和叶肉细胞的问题(1)用层析液分离图乙所示两种色素叶绿素时,在滤纸条上扩散较快的是______,两种叶绿素分布在__________上,主要吸收__________光。(2)图甲中A点水稻叶肉细胞内产生ATP的场所有___________,若适当提高环境中CO2浓度,则A点应向_________(“左”、“右”)移动。叶绿素1
类囊体薄膜
红光和蓝紫光细胞溶胶、线粒体、叶绿体
左1.下列叙述,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)大棚栽培时,适当提高二氧化碳的浓度,可提高农作物的产量。 (
)(2)新疆的哈密瓜又大又甜,其主要影响因素是光强度。 (
)(3)炎热夏季中午,植物出现“午休”现象,是因为植物叶片气孔关闭。 (
)(4)植物光合作用有机物净积累量最多时的温度就是植物光合作用强度最大时的温度。(
)(5)随着外界环境
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