课件39张PPT。第4节 能量之源——光与光合作用一、捕获光能的色素和结构①地球表面上的绿色植物每年大约制造 4400亿吨有机物。
②地球表面上的绿色植物每年储存的能量约为7.11×1018kJ,这个数字大约相当于240000个三峡水电站所发出的电力。这些储存在有机物中的能量来自哪儿?太阳的光能是通过什么途径进入植物体的?太阳的光能光合作用资料:光能转化为细胞能够 的过程称为光合作用。绿叶中通过什么物质捕获并转化光能呢?太阳光中有能量,太阳能电池板可以捕获其中的能量并转化为电能。色素利用的化学能本节课主要目的是探究绿叶中含有几种色素和学习对色素进行提取和分离的方法阅读课本P97-98页的实验绿叶中色素的提取和分离一、捕获光能的色素实验:绿叶中色素的提取和分离[实验原理]提取:分离:1、光合色素的种类[实验目的]提取和分离绿叶中的色素,探究绿叶中色素的种类用层析液分离色素
用无水乙醇提取色素
(色素能溶解在有机溶剂中)(色素在层析液中溶解度不同)纸层析一、捕获光能的色素[实验材料用具]新鲜的绿叶(如菠菜的绿叶)干燥的定性滤纸,试管,棉塞,试管架,
研钵,玻璃漏斗,尼龙布,毛细吸管,剪
刀,药勺,量筒(10mL),天平。无水乙醇,层析液(可用93号汽油代用),
二氧化硅和碳酸钙。(色素含量高)a、称取:取5g绿叶剪碎放入研钵中b、加入少许SiO2和CaCO3,再加入10mL无水乙醇,研磨SiO2
CaCO3
无水乙醇有助于研磨充分
防止色素被破坏
溶解色素[方法步骤](1)色素的提取作用作用作用②过滤:获取绿色滤液★注意用棉塞将试管口塞严防止溶剂挥发和色素分子被氧化a、制备滤纸条:干燥的定性滤纸(2)色素的分离(纸层析法)为什么要剪去两角?防止层析液在边缘扩散过快b、画滤液细线★要求:细而齐
重复2—3次(为了含有更多色素)C、分离色素:C、分离色素:为何滤液细线不能触及层析液?(防止色素溶解在层析液中)为何要盖上培养皿? (防止层析液挥发,因其易挥发且有毒)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)叶绿素类胡萝卜素(含量约占3/4)(含量约占1/4)结果绿叶中的色素种类:讨论 滤纸条上有4条不同颜色的色带,从上往下依次为:①胡萝卜素(橙黄色)、②叶黄素(黄色)、③叶绿素a(蓝绿色)、④叶绿素b(黄绿色)。这说明绿叶中的色素有4种,它们在层析液中的溶解度不同,随层析液在滤纸上扩散的快慢也不一样。滤纸条上有几条不同颜色的色带?其排序怎样?各色带宽窄如何?这说明什么? 色素带由宽到窄依次是叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素,越宽说明色素含量越多。叶绿体色素分离带——
胡黄ab向前走;叶绿素ab手拉手;胡萝卜素最纤细;叶绿素a最宽厚。胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b(叶绿体中色素的分离带,从上到下
分别为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和
叶绿素b;它们的颜色分别为橙黄色、
黄色、蓝绿色、黄绿色;叶绿素ab挨
得很近;胡萝卜素含量最小,色素带
最细;叶绿素a含量最多,色素带最宽 。1、丙酮和层析液都是( )的有机溶剂,所以研磨要快,收集的滤液要用棉塞塞住,层析时要加盖,尽量减少有机溶剂的挥发。2、用干燥的定性滤纸,因为( )3、滤纸条一端剪去两个角是因为滤纸条边缘扩散快,中间扩散慢,( ) 4、滤液细线细、直、齐是( )5、重复画滤液细线2-3次,是为了( )6、层析时不要让滤液细线触及层析液,防止色素( )中而无法分离其透性好,吸收滤液较多易挥发且有一定毒性保证使滤液能同步到达滤液细线防止色素带重叠而影响分离效果 积累更多的色素溶解于层析液[实验注意事项]17异常现象的分析 若色素提取液呈淡绿色的,其原因有 ①选取的叶片颜色不是浓绿色或称取的绿叶过少或放置数天的菠菜叶,色素含量少 ②加入的无水乙醇过多,色素溶液浓度小 ③未加碳酸钙或加入的过少,色素分子部分破坏 ④研磨不充分,色素未能充分提取出来 若色素带颜色较浅,其原因有 ⑤划滤液细线的次数太少,滤纸条上的色素含量少 ⑥层析时,部分滤液细线已触及层析液 同上4点提取液色素带在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时,甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“+”表示使用,“-”表示未使用),其余操作均正常,他们所得的实验结果依次为 A.②①③④
B.②④①③
C.④②③①
D.③②①④B2、光合色素的作用吸收光能色素吸收的光谱叶绿素主要吸收红光和蓝紫光类胡萝卜素主要吸收蓝紫光叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。红光有利于糖类的合成,蓝光有利于蛋白质、脂肪的合成。将4支盛有等量衣藻溶液的密闭试管,在暗室中放置一定时间后,放在右图中a、b、c、d所示位置,经照射1h后,取出衣藻加热脱色,滴加碘液,则呈现蓝色较浅的应是哪支试管中的衣藻
A.a B.b C.c D.dC1.用这种方法有什么好处?这样做对光合作用有影响吗?
2.为什么是用红色或蓝色呢?用绿色的可以吗?有些蔬菜大棚用无色塑料薄膜或红色或蓝色的塑料薄膜代替普通的塑料薄膜,有的温室内悬挂发红色或蓝色的灯管. 这种方法可以提高光合作用强度。因为叶绿素吸收最多的是光谱中的蓝紫光和红光。不同颜色的光照,对植物的光合作用有影响。 因为叶绿素对绿光吸收量少,所以不使用绿色的塑料薄膜或补充绿色光源。
为什么植物的叶片呈现绿色?对植物而言,叶绿素分子对绿光吸收最少,绿光被反射出来,所以植物的叶片呈现绿色。问题:这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位?叶绿素含量是类胡萝卜素
的3倍,也是叶片呈绿色的原因。1817年,两位法国科学家首次从植物中分离出叶绿素,当时并不清楚叶绿素在植物细胞中的分布情况。1865年,德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光合作用中的功能时,发现叶绿素并非普遍分布在植物的整个细胞中,而是集中在一个更小的结构里,后来人们称之为叶绿体。小资料1、色素与叶片的颜色2、元素与色素为什么细胞缺Mg会抑制叶绿素的合成?叶绿素a(C55H72O5N4Mg)
叶绿素b(C55H70O6N4Mg)
胡萝卜素(C40H56)
叶黄素(C40H56O2)影响叶绿素合成因素:矿质元素、光照、温度1、形态:扁平的椭球形色素分布:类囊体的薄膜上类囊体2、叶绿体结构外膜内膜基粒(多个类囊体)叶绿体基质基粒含多种光合作用所必需的酶二、叶绿体的结构1880年:美国科学家恩格尔曼用水绵进行有关实验。恩格尔曼的实验3、叶绿体的功能资料分析使用:水绵好氧细菌水绵的叶绿体呈螺旋式带状,便于观察恩格尔曼实验资料分析:叶绿体的功能1装片中好氧细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中。装片中好氧细菌分布在叶绿体所有受光部位的周围。氧是由叶绿体释放出来的,叶绿体是光合作用的场所。2结论:叶绿体的被光束照射到的部位是光合作用的场所结论:现象:现象:没有空气黑暗 极 细 光 束 完 全 光 照氧气是叶绿体释放出来的。
叶绿体是光合作用的场所。
光合作用需要光能
结论:恩吉尔曼实验1、为什么水绵是合适的实验材料??
2、他是如何控制实验条件的?
水绵具有细而长的叶绿体,便于观察A、选用黑暗、无空气的环境:排除环境中光线和氧气的影响B、选用极细的光束,并用好氧细菌检测,准确判断释放O2的部位讨论:此实验在设计上有什么巧妙之处?分以下几个问题:C、进行黑暗(局部光照)与曝光的对照实验,从而明确实验结果完全是由光照引起的。结论:叶绿体是进行光合作用的场所,它内部的巨大膜表面上,不仅分布着许多吸收光能的色素分子,还有许多进行光合作用所必需的酶。叶绿素类胡萝卜素叶绿素a(蓝绿色)叶绿素b(黄绿色)胡萝卜素(橙黄色)叶黄素(黄色)吸收红光和蓝紫光吸收蓝紫光3/41/4叶绿体是进行光合作用的场所,它内部巨大膜表面上,不仅分布着许多吸收光能的色素分子,还有许多进行光合作用所必需的酶。光合作用的色素1、把新鲜叶绿素溶液放在光源与分光镜之
间,可以看到光谱中吸收最强的是( )
A 红光部分 B 红光与蓝紫光部分
C 绿光部分 D 紫光部分
2.研磨绿叶时要加入碳酸钙,其目的是 ( )
A.使各种色素溶解在丙酮中
B.使研磨充分
C.防止色素分子被破坏
D.加速研磨 CB3.下图所示“叶绿体中色素的提取和分离”实验的装置正确的是 ( )
4.纸层析法分离叶绿体色素时,滤纸上最下端的色素名称和颜色分别是 ( )
A.橙黄色的胡萝卜素 B.黄色的叶黄素
C.蓝绿素的叶绿素a D.黄绿色的叶绿素b
DB5.在圆形滤纸的中央,滴上叶绿体的色素滤液进行色素分离,会看到近似同心的四圈色素环,排在最外圈的色素是 ( )
A.橙黄色的胡萝卜素 B.黄色的叶黄素
C.蓝绿素的叶绿素a D.黄绿色的叶绿素b6.阳光通过三棱镜能显示出七种颜色的连续光谱。如果将一瓶叶绿素提取液放在光源和三棱镜之间,连续光谱中就会出现一些黑色条带,这些条带应位于( )
A.绿光区 B.红橙光区和绿光区
C.蓝紫光区和绿光区 D.红橙光区和蓝紫光区DA蓝绿色黄绿色橙黄色黄色较慢较快最慢最快蓝紫光和红光蓝紫光7.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器,光能的吸收发生在叶绿体的( )
A.内膜上 B.基质中 C.类囊体的薄膜上 D.各部位上C课件74张PPT。第4节 能量之源——光与光合作用三、影响光合作用的因素探究:环境中影响光合作用强度的因素 实验原理:
利用真空渗水法排除叶片细胞间隙中的气体,使其沉入水中。在光合作用的过程中植物吸收CO2并排除O2,产生O2的多少与光合作用的强度密切相关, O2溶解度很小,积累在细胞间隙从而使下沉的叶片上浮。因此可依据一定时间内叶片上浮的数量及时间长短,来比较光合作用的强弱。 间接测O2生成速率,来比较不同光照强度和不同CO2浓度条件下光合作用的强度 。实验方法新鲜腊梅叶片,打孔器,注射器,40W台灯,100ml烧杯,镊子,NaHCO3溶液,一次性纸杯,标签纸,清水等材料用具实验步骤1.用打孔器打出大小相等的圆叶片若干片(避开叶的主脉)
2.用注射器连抽几次抽出叶片中的气体,使叶片沉入水底
3.将气体逸出的叶片放入一次性杯中保存
4.将3个烧杯编号后,分别加入2个40ml NaHCO3溶液、1个40ml清水,并各放入10片抽去气体的叶片
5.按实验记录表进行操作
6.记录实验数据1.用打孔器打出大小相等的圆叶片若干片(避开叶的主脉)实验步骤2.用注射器连抽几次抽出叶片中的气体,使叶片沉入水底3.将气体逸出的叶片放入一次性杯中保存4.将3个烧杯编号后,分别加入2个40ml NaHCO3溶液、1个40ml清水,并各放入10片抽去气体的叶片 5.按实验记录表进行操作6.记录实验数据实验结果实验反思:
实验变量梯度太大,组别少,因此误差大,应分别对不用因素进行探究,且应有平行试验。生长旺盛的叶片,剪成5mm见方的小块,抽去叶内气体,做下列处理,如图,这四个处理中,沉入底部的叶片小块最先浮起的是 A光照强度★
光照面积
3.温度★
4.含水量★
5.CO2浓度★
6.矿质元素的含量
7.叶龄影响光合作用的因素有很多,是综合影响的过程,并非单一起作用,主要包括:两种表示方法有什么区别呢?1.光照强度★七、影响光合作用的因素ABC点以及AB段、BC段各代表的意义?A:光照强度为0, 只进行细胞呼吸, 释放的CO2量表明呼吸强度 B:光合作用强度=呼吸作用强度,呼吸释放的CO2全用于光合作用 C:光合强度最大点,C点以后限制光合作用的不再是光照强度(光饱和点)AB段:随光照增强,光合作用逐渐加强,此段呼吸强度>光合强度(呼吸强度)(光补偿点)BC段:随光照增强,光合作用逐渐加强,此段光合强度>呼吸强度光照强度对光合速率的影响(光饱和点)(呼吸强度)(光补偿点)光照强度对光合速率的影响(光饱和点)(呼吸强度)(光补偿点)光照强度对光合速率的影响阳生植物阴生植物(呼吸强度)(光补偿点)(光饱和点) 阴生植物的光补偿点、光饱和点<阳生植物受光影响受CO2、酶或其他因素限制应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。 真正光合速率=净光合速率+呼吸速率两种表示方法有什么区别呢?易混曲线辨析净光合速率总光合速率有负值无负值净光合作用速率与真正光合速率的表示方法真光合速率与净光合速率、呼吸速率的判定方法(光照下测得)(黑暗中测得)呼吸速率
表示方法
真正光合速率= 净光合速率+呼吸速率O2吸收速率
CO2释放速率
有机物消耗速率净光合速率
表示方法真光合速率
表示方法O2产生速率
CO2固定速率
有机物的产生速率O2释放速率
CO2吸收速率
有机物的积累速率O2产生速率= O2释放速率+ O2吸收速率CO2固定速率= CO2吸收速率+CO2释放速率
有机物的产生速率=有机物的积累速率+有机物消耗速率下图表示20℃时玉米光合作用强度与光照强度的关系,S1、S2、S3表示所在部位的面积,下列说法中不正确的是( )
A.S1+S3可表示玉米呼吸作用消耗的有机物量
B.S2+S3可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.S2?S3表示玉米光合作用有机物的积累量D解:A、S2+S3表示玉米进行光合作用制造的有机物的总量,S1+S3表示玉米呼吸作用消耗的有机物总量,D、S2-S1表示光合作用制造的有机物的净积累量,因为S2+S3表示玉米进行光合作用制造的有机物的总量,S1+S3表示玉米呼吸作用消耗的有机物总量,净积累量=光合作用-呼吸作用=(S2+S3)-(S1+S3)=S2-S1.故选:D
s1表示0——B段呼吸作用大于光合作用净消耗的有机物量,也可以认为是无光阶段消耗的有机物量,s2表示B——D段表示光合作用大于呼吸作用净积累的有机物量,也可以认为是有光阶段积累的有机物量,所以全天的有机物量即为s2-s1 拓展—不同条件下光照强度对光合作用曲线的影响(1)当降低温度(偏离光合作用和呼吸作用的最适温度),其他条件不变,a 、b、 d点怎么变化?C(2)当缺镁时,其他条件不变,a 、b 、d点怎么变化?(3)当 CO2 浓度较低时,其他条件不变,a 、b 、d点怎么变化?a 点上移,b 点左移,d 下移a 点不变,b 点右移,d 下移a 点不变,b 点右移,d 下移降低温度,对呼吸速率影响大于光合速率。(因为影响呼吸作用因素主要是温度), a点上移,b点左移当外界条件改变时,CO2(光)补偿点和饱和点的移动规律如下:补偿点移动规律(即各影响因素相互弥补至重新平衡)3、呼吸速率增加, CO2(光)补偿点应 移4、呼吸速率减小, CO2(光)补偿点应 移1、呼吸速率基本不变,条件的改变使光合速率下降时,
CO2(光)补偿点应 移, CO2(光)饱和点应 移2、呼吸速率基本不变,条件的改变使光合速率增加时,
CO2(光)补偿点应 移, CO2(光)饱和点应 移右左左右右左补偿点和饱和点的移动是 的 相反总结——不同条件下植物呼吸强度、光 (CO2)补偿点、光(CO2)饱和点的移动规律①若呼吸速率增加,光(CO2)补偿点应右移,反之应左移。
②若呼吸速率基本不变,条件的改变使光合速率下降时光(CO2)补偿点应右移,反之应左移。(即各影响因素相互弥补至重新平衡)一、呼吸强度(图中的a点)移动规律若题目中无提及能改变植物呼吸作用的因素(一般是温度)的变化,则a点不变;若温度提高至最适则a点下移,偏离最适则上移。二、光 (CO2)补偿点移动规律三、光 (CO2)饱和点移动规律①若变动的是横坐标表示的因素,则光 (CO2)饱和点不变。②若变动的是除横坐标外的其他因素,则光 (CO2)饱和点随其增强(到达最适)而上升(右移),随其减弱(偏离最适)而下降(左移)。已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别是25 ℃、30 ℃,如图所示曲线表示该植物在30 ℃时光合作用强度与光照强度的关系。若将温度调节到25 ℃的条件下(原光照强度和CO2浓度不变),从理论上讲,图中相应点的移动分别是( )
A.a点上移,b点左移,m值增大
B.a点不移,b点左移,m值不变
C.a点上移,b点右移,m值下降
D.a点下移,b点不移,m值上升A下图为CO2吸收量与光照强度关系的坐标图,当光合作用相关因素改变后,a、b、c点的移动描述正确的(双选)
A.若植物体缺Mg,则对应的b点将向左移。
B.已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25℃和30℃,则温度由25℃上升到30℃时,对应的a点将下移,b点将右移。
C.若原曲线代表阳生植物,则阴生植物对应的a点、b点、c点、d点将分别向上移、左移、左移、左下移。
D.若实验时将光照由白光改为蓝紫光,则b点将向右移
BC植物的生理活动受各种因素影响,下列叙述中不正确的是(??? )
?A.若适当提高温度,则Y点应向右移动
?B.若曲线表示阴生植物,则Y点应向左移动
?C.若横坐标为CO2浓度,曲线表示C4植物,则Y点应向左移动
?D.若以缺镁的完全营养液培养植物幼苗,则Y点应向左移动D若改变某一外界因素(如温度),使光合速率增大或减小,而呼吸速率也受到不同程度的影响。补偿点的移动则需视具体情况而定。A选项中,适当提高温度,光合速率的增加值要小于呼吸速率的增加值。(因为影响呼吸作用因素主要是温度)这时Y点应向右移动,通过增加光照强度来提高光合速率,使光合速率等于呼吸速率。故A选项正确。 将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室,调节小室 CO2 浓度,在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度(以CO2吸收速率表示),测定结果如下图。下列相关叙述,正确的是( )
A.如果光照强度适当降低,a 点左移,b 点左移
B.如果光照强度适当降低,a 点左移,b 点右移
C.如果光照强度适当增强,a 点右移,b 点右移
D.如果光照强度适当增强,a 点左移,b 点右移D一天的时间光合作用速率O光照强度121410光合作用速率与光照强度、时间的关系夏天一天中日照强度与光合作用速率的关系日变化(光照时间):一般与太阳辐射的进程相符合。光合作用速率(夏天)O光照强度(夏天)121410一天的时间光合作用速率与光照强度、时间的关系春天一天中日照强度与光合作用速率的关系措施: ①大棚种植阴雨天应补充光照,把光强控制在光饱和点,至少要在光补偿点之上;
②根据阳生植物和阴生植物对光照的不同要求,控制光照强弱。如间作套种时农作物的种类搭配、林带树种的搭配等。
③通过轮作,延长光合作用时间应用:控制好光强,光照时间呼吸量合理利用光能的方法1、套种、复种:延长光合作用时间2、间种、合理密植:增加光合作用面积3、防止营养生长过强,导致叶面互相遮挡,呼吸强于光合,
影响生殖生长2.光照面积间作与套种有什么区别? 意义:
充分利用光照率,增加光照面积,提高光合作用的强度
原理:
协调与平衡原理(生物与环境的协调)
系统整体性原理(合作的力量大,整体功能大于部分之和)在一块地上按照一定的行、株距和占地的宽窄比例种植几种庄稼,叫间作套种。一般把几种作物同时期播种的叫间作,不同时期播种的叫套种。(群落水平)生活在寒带地区的植物能否正常进行光合作用? 。3.温度★能 AB段:(在一定范围内)随温度的升高, 光合作用逐渐加强 B点:光合作用中酶的最适温度BC段:酶活性降低,光合速率下降,若温度过高,酶失活停止光合作用AB段、BC段、B点各代表的意义?一般植物在10℃~35℃下正常进行光合作用应用措施:
(1)大田中适时播种
(2)温室栽培植物时,冬天适当增温,夏天适当降温;白天调到最适温度或适当提高温度,晚上适当降温以增加昼夜温差;阴雨天白天适当降温,维持昼夜温差。请判断图中曲线哪条代表的是光合作用、呼吸作用?净光合速率曲线怎样绘制?
4.水分★①水分既是光合作用的原料和产物,又是化学反应的媒介应用措施:
合理灌溉。植物夏季为何“午休”? 水分
②水分是植物蒸腾的对象。缺水→气孔关闭→CO2进入受阻→间接影响光合作用5.CO2★a:CO2饱和点。光合速率不再随CO2浓度的增加而增加c:呼吸作用强度。只有呼吸,没有光合作用d:CO2补偿点。光合作用吸收的CO2=呼吸作用释放的CO2ad段:(在一定范围内)光合速率随CO2浓度的增大而加快A:进行光合作用所需最低外界CO2浓度
B:CO2饱和点b:CO2的补偿点c:CO2的饱和点 a—b: CO2太低,农作物消耗光合产物;
b—c: 随CO2的浓度增加,光合作用强度增强;
c—d: CO2浓度再增加,光合作用强度保持不变;
d—e: CO2浓度超过一定限度,将引起原生质体中毒或气孔关闭,抑制光合作用。原生质层由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成,不包括细胞核和液泡内的细胞液。此结构仅存在于成熟的植物细胞中。去壁原生质体原生质层?原生质体是去除了植物细胞壁后所剩下的具有生物活性的植物细胞结构,包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分,常用作植物细胞融合的材料。应用:温室栽培时适当提高CO2的浓度(燃烧液化石油气,使用CO2发生器)措施:①多施有机肥或农家肥
②大田生产“正其行,通其风”,即为提高CO2浓度、增加产量
③释放一定量的干冰或施“碳铵” (NH4HCO3)必须指出:增加CO2可以提高光合效率,但是无限制地在全球范围内提高CO2浓度,会产生“温室效应”CO2浓度超过一定限度,将引起原生质体中毒或气孔关闭,抑制光合作用。1.识标:理解坐标图中纵、横坐标的含义坐标曲线题的解题方法:自变量因变量玻璃罩内CO2浓度取决于光合作用强度和呼吸作用强度2.明点:曲线中的特殊点(起点、顶点、转折点、终点、交叉点、平衡点等)所表示的生物学意义A:起点,代表罩内原CO2浓度K:终点,代表经过一昼夜罩内现CO2
浓度因为K点CO2浓度小于A点,所以植物体内有机物经过一昼夜有所增加D和H:转折点,代表光合强度=呼吸强度H点CO2浓度最小,说明有机物积累最多E点CO2浓度与A点相同,植物有机物相等1.识标:坐标曲线题的解题方法:自变量因变量2.明点:AD段:罩内CO2浓度增加,呼吸强度大
于光合强度3.析线:曲线的走向、变化趋势。揭示各段曲线的变化趋势及其含义。DH段:罩内CO2浓度减少,光合强度大
于呼吸强度HK段:罩内CO2浓度增加,呼吸强度大
于光合强度BC段:曲线平缓上升,因为凌晨温度低,
影响了呼吸强度CD段:曲线更为平缓,因为出现光合作用FG段:曲线平缓下降,因为气孔关闭,
光合作用减弱 晴朗夏季,将用全素营养液培养的植株放入密闭的玻璃罩内继续培养。每隔一段时间用CO2浓度检测仪测定玻璃罩内CO2浓度,绘制成如图所示曲线(水平虚线:实验开始时玻璃罩内CO2浓度)。据图得出的正确判断是 ( ) A.AD段表示光合作用大于呼吸作用 B.影响曲线BC段变缓的主要因素是温度 C.FG段表明气孔关闭,不进行光合作用 D.体内的有机物在一昼夜内有所减少B 从上图中可解读出哪些信息?
(1) a点C02的释放量为何减少?
(2)在b~d段时光合作用速率( )呼吸速率;
b点和d点光合作用速率( )呼吸速率,
b点开始进行光合作用对吗? ( )
d点停止光合作用对吗?( )
(3)6点和18点时,呼吸速率( )光合速率;
(4)曲线bcd围成的面积代表植物白天 的有机物量;
(5)
(6) 最轻和最重分别是( )点等于错错超过大于c点停止光合作用对吗?( )
c点光合作用速率( )呼吸速率, 错大于b点和d点净积累凌晨温度较低6.矿质元素在一定浓度范围内,增大必需元素的供应,可提高光合作用速率当超过一定浓度后,会因土壤溶液浓度过高而导致植物渗透失水而萎蔫。应用措施:
根据作物的需肥规律,适时、适量地增施肥料,可提高农作物产量合理施肥可促进叶片面积增大,提高酶的合成率,提高光合作用速率。 7.叶龄OA段——幼叶。随幼叶的不断生长,叶面积增大,叶绿体增多,叶绿素含量增加,光合速率增加。
AB段——壮叶。叶片面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态,光合速率稳定。
BC段——老叶。随叶龄的增加,叶绿素被破坏,光合速率也随之下降。 应用措施:
农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶。可降低其呼吸作用消耗有机物。 影响光合作用的各种因素注意P、Q点的含义(2013·济南检测)下图中的甲、乙两图为一昼夜中某作物植株对CO2的吸收和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天,乙图是在盛夏的某一晴天,请据图回答问题:C4植物不午休(玉米、甘蔗、高粱,苋菜)(1)甲图曲线中C点和E点(外界环境中CO2浓度变为零)时,植株处于何种生理活动状态____________ ______________
(2)根据甲图推测该植物光合作用强度最高的是________点,植株积累有机物最多的是______________点。
(3)乙图中FG段CO2吸收量逐渐减少是因为________,以致光反应产生的________________和______________逐渐减少,从而影响了暗反应强度。
(4)乙图曲线中间E处光合作用强度暂时降低,可能是因为_______________________________________图片【思路点拨】 C与E点植物不吸收也不释放CO2,D点时单位时间内二氧化碳的量最大,E点时吸收二氧化碳最多。
【解析】 甲图中C与E点植物不吸收也不释放CO2,表明植物的光合强度等于呼吸强度;光合作用强度最高点应是CO2吸收速率最高点(D),有机物积累最多点应是光合作用减弱到等于细胞呼吸时的点(E)。
【答案】 (1)呼吸释放CO2的量等于光合作用吸收CO2的量 (2)D E (3)光照强度逐渐减弱 ATP [H] (4)温度高,蒸腾作用过强,气孔关闭,影响了CO2的供应图片1、定义:
C4植物:绿色植物光合作用中,CO2中C首先转移到C4中,然后才转移到C3中的植物;(玉米、甘蔗、高粱)
C3植物:仅形成C3的植物;(如小麦、水稻、大豆)
2、区别:
C4植物的CO2固定:叶肉细胞中的叶绿体中PEP(一种三碳化合物)固定一个CO2后形成一个C4,称C4途径,进入维管束鞘细胞的叶绿体(C3植物没有)后,释放出一个CO2,又被一个C5固定形成2C3,称C3途径,所以C4植物对CO2的亲和力比C3植物大得多,能利用低浓度的CO2,在高温、光照强烈和干旱条件下,C4植物仍能进行光合作用
例:一株C3植物和一株C4植物放在同一透明密封环境中,每天光照12小时,一周后,C3植物首先死亡,原因是:
C4植物的固C能力较C3植物强C3植物和C4植物
(1)NaHCO3溶液作用:玻璃瓶中的NaHCO3溶液保证了容器内( )的恒定,满足了绿色植物光合作用的需求。
(2)植物净光合速率指标: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( )移。
单位时间内水滴右移的体积即是( )光合速率。
(3)条件:整个装置必须在( )下,因为它是植物进行光合作用的条件。CO2浓度的恒定右净光八、测量植物净光合速率的测定方法⑴测定植物的呼吸作用强度方法步骤:①甲、乙装置D中放入 溶液,装置乙作为 组②将装置甲、乙 处理,放在温度等相同的环境中③30分钟后分别记录甲、乙两装置中 移动的方向和刻度若甲液滴左移2.5cm/h,乙左移0.5cm/h则呼吸作用强度为 cm/h。2NaOH对照遮光红墨水液滴九、测量植物总光合速率的测定方法⑵测定植物的净光合作用强度方法步骤:①甲、乙装置D中放入 溶液,乙装置作为对照组②将装置甲、乙放在 、温度等相同的环境中③30分钟后分别记录甲、乙两装置中红墨水液滴移动的方向和刻度若甲液滴右移3cm/h,乙左移0.5cm/h则净光合作用强度为
cm/h。3.5转基因植物实际光合作用强度为
cm/h。5.5NaHCO3光照强度九、测量植物总光合速率的测定方法绿色植物Na2CO3/NaHCO3缓冲液保证CO2的相对稳定置于不同的光照强度下(温度适宜且相同),观察液滴移动①若红色液滴 移,说明光照较强,光合作用
细胞呼吸,释放 使瓶内气压增大;②若红色液滴 移,说明光照较弱,细胞呼吸
光合作用,吸收 使瓶内气压减小;③若红色液滴不动,说明在此光照强度下光合作用等于细胞呼吸,释放的 量等于吸收的 量,瓶内气压不变。结果分析:右大于O2左大于O2O2O2十、探究呼吸作用和光合作用与光照强度的关系 内因:
外因:基因决定酶种类数量不同影响光合作用因素总结几个易混淆的概念光能利用率光合作用效率光合作用速率光合作用强度⑵、轮种、间种和套种。在一年内通过巧妙搭配各种农作物,在空间和时间上提高光能利用;增加光合作用面积是通过合理密植,通过控制叶面积指数,保证净光合速率最大,积累的光合产物最多。单位土地面积上植物光合作用积累的有机物中所含的化学能,占同一期间入射单位土地面积的光能量的百分率。光能利用率=光合作用制造的有机物中的能量/种植面积内所照射的光能。一、光能利用率⑴、延长光照时间、增加光合作用面积和增加光合作用效率等。其中延长光照时间是延长全年内单位土地面积绿色植物进行光合作用的时间。提高光能利用率是发挥农作物增产潜力的有效途径2、意义1、概念3、措施二、光合作用效率绿色植物通过光合作用制造的有机物中所含的能量,与光合作用中吸收的光能的比值。光合作用效率=光合作用制造的有机物中的能量/光合作用中吸收的光能。μmol?m2?s-1(每秒每平方米叶面积吸收CO2微摩尔数)、μmol?dm2?h-1(每小时每平方分米叶面积吸收CO2微摩尔数)。1、概念:延长每天的光照时间、提高CO2浓度和温度,保证矿质元素的供应。2、提高光合作用效率的措施三、光合作用速率(光合速率)单位时间、单位叶面积吸收的CO2的量或放出O2的量,称为光合作用速率,简称为光合速率一般测定光合速率的方法中都没有把叶片的呼吸作用考虑在内,所以测定的结果实际上是光合作用减去呼吸作用的差数,称为表观光合速率或净光合速率。如果把表观光合速率+呼吸速率,则得到总(真正)光合速率。概念:四、光合作用强度植物在光照下单位时间内通过光合作用制造糖类的数量,称为光合作用强度。1、概念:2、影响光合作用强度的因素内因:个体差异、酶的种类和数量、叶龄、叶面积指数(疏密)外因:光(强度、光质、时间长短);CO2浓度;温度矿质元素;水分概念之间的联系与区别光能利用率与光合作用效率光合作用速率与光合作用强度光合作用效率与光合作用速率光能利用率与光合作用效率光能利用率是针对单位面积土地上的植物光合作用,包括光合作用效率。光合作用效率是针对植物本身光合作用,通常从影响植物光合作用的环境因素来分析。两者之间的关系是包含关系。光合作用速率与光合作用强度这两个概念没有本质区别,只是测定的角度不同。但大多数情况是测定光合作用速率光合作用速率是针对单位时间、单位叶面积吸收CO2的量或放出O2的量光合作用强度是针对单位时间内制造糖类的数量,由于吸收CO2的量或放出O2的量与制造糖类的量之间具有一定的数量关系,若制造的糖类是C6H12O6时,吸收6分子CO2,可制造1分子C6H12O6光合作用效率与光合作用速率光合作用效率是从能量的角度计算光合速率是从物质变化角度的测定。1、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、CO2B2、与光合作用光反应有关的是( )
①H2O ②ATP ③ADP ④CO2
A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③④A3、将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的C02条件下。如果将环境中C02含量突然降至极低水平,此时叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况依次是
A. 上升;下降;上升 B. 下降;上升;下降
C. 下降;上升;上升 D. 上升;下降;下降C4、光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段,下列说法正确的是( )
A.叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应
B.叶绿体类囊体膜上进行暗反应,不进行光反应
C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应
D.叶绿体基质中进行暗反应,不进行光反应D5、光合作用过程中,产生ADP和消耗ADP的 部位在叶绿体中依次为 ( )
①外膜 ②内膜 ③基质 ④类囊体膜
A.③② B.③④
C.①② D.④③B6、光合作用过程的正确顺序是( )
①二氧化碳的固定 ②氧气的释放 ③叶绿素吸收光能④水的光解⑤三碳化合物被还原
A.④③②⑤① B.④②③⑤①
C.③②④①⑤ D.③④②①⑤
7、在暗反应中,固定二氧化碳的物质是( )
A.三碳化合物 B.五碳化合物
C.[H] D.氧气 DB8、在光照充足的环境里,将黑藻放入含有18O的水中,过一段时间后,分析18O放射性标记,最先( )
A、在植物体内的葡萄糖中发现
B、在植物体内的淀粉中发现
C、在植物体内的淀粉、脂肪、蛋白质中均可发现
D、在植物体周围的空气中发现D9、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D10、在光合作用过程中,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 B11.下列与实验相关的叙述,错误的是( )
A.马铃薯块茎捣碎后的提取液可检测出蛋白质
B.光学显微镜,可用于观察植物细胞的质壁分离现象
C.检测酵母菌培养过程中是否产生CO2,可判断其呼吸方式
D.在95%乙醇中加入无水Na2CO3后可提高色素的溶解度【解析】马铃薯中块茎中也含有蛋白质,A项正确;植物细胞质壁分离用光学显微镜就可以观察到,B项正确;酵母菌细胞无论是有氧呼吸还是无氧呼吸都产生二氧化碳,不能以是否产生二氧化碳作为判断细胞呼吸类型的方式,C项错误;无水Na2CO3可以与95%酒精中的水分子结合生成10H2O·Na2CO3,提高乙醇纯度,利于色素的溶解,D项正确。C课件64张PPT。第4节 能量之源——光与光合作用二、光合作用的原理和应用 绿色植物通过叶绿体,利用光能,把CO2和H2O转化成储存着能量的有机物,并且释放出O2的过程。1、光合作用的概念2、光合作用的实质合成有机物,储存能量三、光合作用的探究历程3、1771年普利斯特利实验4、1779年英格豪斯实验5、1845年梅耶实验6、1864年萨克斯实验8、1939年鲁宾与卡门实验7、1880年恩格尔曼实验2、1648年海尔蒙特实验三、光合作用的探究历程9、20世纪40年代卡尔文实验1、公元前3世纪亚里士多德亚里士多德认为:植物体由“土壤汁”构成,即植物生长发育所需的物质完全来自土壤。
土壤减少的重量=植物增加的重量问题:植物为什么长大?所需的营养物质来自何处?亚里士多德(Aristotle)一、1648年比利时科学家海尔蒙特 海尔蒙特的实验证明:柳树重量的增加来自雨水而并非来自土壤。不足:没有考虑到空气对光合作用的影响。2.将一棵重约 0.2kg 的柳树栽培在肥沃的土壤中,两年后连根挖出,称其干重大约为 11kg ,增加的这 10.8kg主要来源于( )。
土壤中的矿质元素 B. 土壤中的水
C. 大气中的氧气 D. 大气中的 CO2
E、水分和空气1.一棵重8g的植物栽在水分、空气、温度、光照均适宜的环境中,一个月后重达20g,增加的重量来自( )
A、光照 B、空气 C、水分 D、水分和空气DD干重主要来源?二、1771年英国科学家普利斯特利9缺少空白对照,实验结果说服力不强。蜡烛熄灭小鼠死亡蜡烛持续燃烧小鼠存活植物能更新动物呼吸和蜡烛燃烧所造成的污浊空气。植物可以更新空气。结论分析因变量:自变量:密闭的玻璃罩是否加植物蜡烛燃烧时间或小鼠存活时间1771年普里斯特利实验三、1779年荷兰的科学家英格豪斯结论:植物体只有在光下才能更新污浊的空气。 普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功;植物光合作用的产物有氧气。1785年,人们明确绿叶在光下放出的是氧气,吸收的是二氧化碳。
资料连接:1845年,德国科学家梅耶,
根据能量转化和守恒定律明确指出,植物
在进行光合作用时,把光能转化成化学能
储存起来。
1785年,人们发现了空气的成分,知道植物在光下吸收CO2和H2O,释放O2,这一过程中光能哪里去了?光能转化为化学能储存在什么物质中?这一问题迟迟未能解决。五、1864年德国科学家萨克斯五、1864年德国科学家萨克斯一半曝光,一半遮光在暗处放置几小的叶片五、1864年德国科学家萨克斯1.为什么对天竺葵先进行暗处理? 2.为什么让叶片的一半曝光,另一半遮光? 3.这个实验说明了什么问题? 答:暗处理是为了将叶片内原有的淀粉运走耗尽。 答:部分遮光、部分曝光,是为了进行对照。 思考:五、1864年德国科学家萨克斯实验组:人为改变条件(人为特别处理)或未知实验结果的一组实验。1864年,德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处几小时,然后把此叶片一半遮光,一半曝光。经过一段时间后,用碘蒸气处理叶片,成功地证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。该实验在设计上具有很强的严密性,具体体现在
A、本实验不需要设对照实验
B、曝光处作为对照实验
C、本实验为空白对照实验
D、遮光处作为对照实验
B对照组:一般来说,是指保持原有状态(未做处理)或已知影响因素所造成结果的一组实验。为验证光是植物生长发育的必要条件,设计如下实验:选择生长状况一致的小麦幼苗200株,随机均分为实验组和对照组,分别处理并预期结果。下面是关于实验组或对照组的处理方法和预期结果的几种组合,其中正确的是
①实验组 ②对照组 ③黑暗中培养
④在光下培养 ⑤生长良好 ⑥生长不良A.②③⑤ B.①③⑥ C.①④⑤ D.②④⑥B②④⑤ 【典例1】?德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处数小时“饥饿”处理(消耗掉叶片中的淀粉)后,再把叶片的一部分遮光,其余部分曝光。一段时间后,将该叶片经脱色、漂洗后再用碘液处理,结果发现遮光部分不变蓝,曝光部分变蓝。下列有关本实验的分析及结论合理的是(双选)
A.本实验未设对照组
B.有无光照是遮光和曝光区域表现不同结果的唯一原因
C.实验初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态
D.实验证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉解析 该实验中曝光部分与遮光部分形成了对照,A错误。该实验只能证明有淀粉的生成,但不能证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉,D错误。答案 BC六、1880年美国科学家恩格尔曼实验 六、1880年美国科学家恩格尔曼实验 一是水绵作为实验材料,便于观察和分析;
二是将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中,排除环境中光线和氧的影响;
三是选用极细的光束照射,并且用好氧细菌进行检测,从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位;
四是进行黑暗和曝光的对比实验,从而明确实验结果完全是由光照引起的。 恩格尔曼的实验在设计上的巧妙之处是:提出问题:探究光合作用释放的氧气到底来自二氧化碳还是水?七、1939年美国的科学家鲁宾和卡门利用同位素标记法进行了探究实验。 1、需要标记什么元素?
2、如何作出假设?
3、怎样设计分组对照实验?
4、预测实验结果有几种情况?
5、得出什么结论?问题讨论:七、1939年美国科学家鲁宾和卡门实验 25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( )D美国卡尔文用14C标记14CO2,供小球藻进行光合作用,探明了CO2中的C的去向,称为卡尔文循环。卡尔文循环:14CO2 14C3 (14CH2O)现代的表示方法:14CO2 14C3 (14CH2O)14C5光合作用发现小结:1771年,英国普利斯特利植物可以更新空气1779年,荷兰英格豪斯1664年,比利时海尔蒙特植物生长需要水植物只有绿叶在光下才可以更新空气
1785年绿叶在光下吸收CO2,释放O21864年,德国萨克斯1880年,恩格尔曼20世纪30年代,美国鲁宾与卡门绿色叶片在光合作用中产生淀粉氧是叶绿体释放出来的,叶绿体是光合作用的场所光合作用释放的氧全部来自水卡尔文循环CO2的C在光合作用中转化为有机物的C1.英国的普利斯特利的意义和不足之处分别是?2.荷兰科学家英格豪斯的实验结果是什么?德国科学家梅耶得出了什么结论?植物可以更新空气,但没有发现光的作用。英格豪斯:植物更新空气需要光,并且只有绿叶才有这个功能梅耶:光能转变为化学能储存起来了。3.德国植物学家萨克斯的实验过程及结果证明了什么?光合作用的产物有淀粉的生成4.鲁宾和卡门的同位素标记法的探究实验过程及所证明什么问题?光合作用释放的氧气来自于水的分解[问题探究]请按时间先后顺序排列下列事件 ( )
①德国科学家萨克斯证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉
②美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法证明,光合作用释放的氧气全部来自参加反应的水
③英国科学家普里斯特利指出植物可以更新空气
④德国科学家恩格尔曼用水绵做实验证明,氧是由叶绿体释放出来的,叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所
A.①②③④ B ④③②①
C.③①④② D ①③②④
C1864年,德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处几小时,然后把此叶片一半遮光,一半曝光。经过一段时间后,用碘蒸气处理叶片,成功地证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。该实验在设计上具有很强的严密性,具体体现在
A、本实验不需要设对照实验
B、曝光处作为对照实验
C、本实验为空白对照实验
D、遮光处作为对照实验
D 1、在光合作用实验里,如果所用的水中有0.2%的
水分子含18O,二氧化碳中有0.68%的二氧化碳分子含
18O ,那么,植物进行光合作用释放的氧气中,含18O
的比例为[ ]
不要灰心,再来一次!恭喜你,答对了!再接再厉!第一题第二题C.0.88%
不要灰心,再来一次!不要灰心,再来一次!A.0.20%B.0.48%D.0.68%
不要灰心,再来一次!恭喜你,答对了!再接再厉!不要灰心,再来一次!不要灰心,再来一次!A.光合作用的酶只分布在叶绿体基质中B.光合作用的酶只分布在外膜内膜和基粒C.叶绿体中的色素都分布在囊状结构的膜上D.叶绿体中的色素分布在外膜和内膜2.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器.下列有关叶绿体的叙述中正确的是[ ]第一题第二题 二氧化碳 水有机物氧气光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程四、光合作用的过程反应条件:
反应场所:
反应物:
生成物:
能量变化:光能等叶绿体CO2,H2O有机物,O2光能→化学能四、光合作用的过程光反应暗反应划分依据:反应过程是否需要光能光反应在白天可以进行吗?夜间呢?
暗反应在白天可以进行吗?夜间呢?有光才能反应有光、无光都能反应H2O类囊体膜酶光反应阶段光、色素、酶、水叶绿体的类囊体薄膜上水的光解:(还原剂)ATP的合成:场所:条件:物质变化能量变化进入叶绿体基质,参与暗反应供暗反应使用光反应阶段:能量变化拓展:色素分子都能吸收和传递光能(过程不需酶),但能够转换光能的仅是少数处于特殊状态的叶绿素a分子,它接受光能后处于激发态,易失去电子而变为强氧化剂,于是就从周围水分子中夺得电子恢复原状,水则被分解,
所以水是最初电子供体,NADP+是最终电子受体。
光反应的能量变化:
光能→电能→ATP中活跃的化学能叶绿素a 失去电子的叶绿素NADP+ + H+ NADPH叶绿素a
叶绿素b:
胡萝卜素:
叶黄素:少数:吸收、转换(由光能→电能)等多数:吸收、传递(合成ATP)等吸收、传递(合成ATP)等吸收、传递(合成ATP)等吸收、传递(合成ATP)等CO2 五碳化合物 C5 CO2的固定三碳化合物 2C3C3的还原叶绿体基质
多种酶糖类+H2O卡尔文循环暗反应阶段CO2的固定:C3的还原:叶绿体的基质中[H] 、ATP、酶、CO2场所:条件:物质变化能量变化CO2 五碳化合物 C5 CO2的固定三碳化合物 2C3叶绿体基质
多种酶糖类+H2O[H]比较光反应、暗反应光反应阶段暗反应阶段条件场所物质变化能量变化光、色素、酶、H2OCO2、多种酶、[H]、ATP叶绿体类囊体薄膜上叶绿体基质中水的光解;ATP的生成CO2的固定; C3的还原光反应是暗反应的基础,为暗反应提供[H]和ATP,暗反应为光反应提供ADP和Pi。色素分子可见光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[H]多种酶酶(CH2O)、H2OCO2吸收光解能固定还原酶光反应暗反应 光合作用的过程[糖类、氨基酸,
脂肪]若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用:
甲:一直光照10分钟;乙:光照5秒,黑暗5秒,持续20分钟,
则光合作用制造的有机物:甲小于乙(暗反应时间长)1、光合作用过程的正确顺序是( )
①二氧化碳的固定 ②氧气的释放 ③叶绿素吸收光能④水的光解⑤三碳化合物被还原
A.④③②⑤① B.④②③⑤①
C.③②④①⑤ D.③④②①⑤
2、在暗反应中,固定二氧化碳的物质是( )
A.三碳化合物 B.五碳化合物 C.[H] D.O2 DB3、与光合作用光反应有关的是( )
①H2O ②ATP ③ADP ④CO2
A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③④A5.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D4.将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的C02条件下。如果将环境中C02含量突然降至极低水平,此时叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况依次是( )
A. 上升;下降;上升 B. 下降;上升;下降
C. 下降;上升;上升 D. 上升;下降;下降C讨论:条件变化时,各种物质合成量的动态变化。增加减少减少或没有减少或没有减少增加增加增加减少增加减少或没有增加增加减少减少增加增加减少增加减少光照由强到弱,CO2供应不变光照由弱到强,CO2供应不变光照不变,CO2由不足到充足光照不变,CO2由充足到不足1.当光合作用条件不利时,O2和(CH2O)产生量一定减少2.C5和C3含量变化相反,C5,[H],ATP变化一致光反应2H2O→4[H] + O2水的光解:ATP的合成: 暗反应总结特别说明:光合作用的产物除糖类和氧外,还有氨基酸、脂肪等有机物CO2的固定: C3的还原:产物中氧原子、碳原子和氢原子的来源?(1)(2)光合作用完整反应式(计算式)及元素来龙去脉积极思维光合作用和呼吸作用中的化学计算光合作用反应式:
6CO2+12H2O→C6H12O6+6O2+6H2O呼吸作用反应式:
有氧:C6H12O6+6O2+6H2O→ 6CO2+12H2O
无氧:C6H12O6→2C2H5OH+2CO2 (植物,酵母菌)实测CO2吸收量
=光合作用CO2吸收量-呼吸作用CO2释放量
实测O2释放量
=光合作用O2释放量-呼吸作用O2消耗量1.叶绿体中的色素所吸收的光能,用于_______ 和____________;形成的________和__________ 提供给暗反应。2.光合作用的实质是:把______和_______转变为有机物,把_______转变成_______,贮藏在有机物中。3.在光合作用中,葡萄糖是在________中形成的,氧气是在_________中形成的,ATP是在_______中形成的,CO2是在_______固定的。水的光解形成ATP[H]ATPCO2H2O光能化学能暗反应光反应光反应暗反应练一练4.在光照等适宜条件下,将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中,其叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图。回答问题:(1)图中物质A是__________(C3化合物、C5化合物)。
(2)在CO2浓度为1%的环境中,物质B的浓度比A的低,原因是__________________,将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后,物质B浓度升高的原因是__________________。
(3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中,暗反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时,物质A的浓度将比B的________(低、高)。
(4)CO2浓度为0.003%时,该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的________(高、低),其原因是_______________________。解析 (1)CO2浓度降低时,C3化合物产生减少而消耗继续,故C3化合物的浓度降低,所以物质A代表的是C3化合物。(2)在正常情况下,1 mol CO2与1 mol C5化合物结合形成2 mol C3化合物,即C3化合物的浓度是C5化合物浓度的2倍。CO2浓度迅速下降到0.003%后,C5化合物的产生量不变而消耗量减少,故C5化合物的浓度升高。(3)CO2浓度继续处于0.003%时,因光反应产物[H]和ATP的积累而抑制光反应过程,足量的[H]和ATP引起暗反应中C5化合物的浓度又逐渐降低,而C3化合物的浓度逐渐升高,在达到相对稳定时,C3化合物的浓度仍是C5化合物浓度的2倍。(4)CO2浓度较低时,暗反应减弱,需要的[H]和ATP量减少,故CO2浓度为0.003%时,在较低的光照强度时就能达到最大光合速率。
答案 (1)C3化合物 (2)暗反应速率在该环境中已达到稳定,即C3和C5化合物的含量稳定,根据暗反应的特点,此时C3化合物的分子数是C5化合物的2倍 当CO2浓度突然降低时,C5化合物的合成速率不变,消耗速率却减慢,导致C5化合物积累 (3)高 (4)低 CO2浓度低时,暗反应的强度低,所需的ATP和[H]少
下图是光合作用过程图解,请分析后回答下列问题:①图中A是______,B是_______,它来自于______的分解。
②图中C是_______,它被传递到叶绿体的______部位,用于____________________ 。
③图中D是____,在叶绿体中合成D所需的能量来自______
④图中G________,F是__________,J是_____________
⑤图中的H表示_______, H为I提供__________O2水[H]基质用作还原剂,还原C3ATP色素吸收的光能光反应[H]和ATP色素C5化合物C3化合物糖类 自养生物:能利用环境中的无机物合成有机物来维持自身的生命活动。 异养生物:只能利用环境中现有的有机物来维持自身的生命活动,例如人、动物、真菌及大多数的细菌 。光能自养生物——以光为能源,以CO2和水为原料合成糖类。eg. 绿色植物
化能自养生物——利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。eg.硝化细菌(能将氨转为硝酸,利用其释放的化学能将CO2和水合成糖类) 、铁细菌五、化能合成作用——能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用 例如:硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌五、化能合成作用新陈代谢同化作用
(把非己变成自己)异化作用
(把自己变成非己)自养型异养型需氧型厌氧型红螺菌的同化作用属于兼性营养型酵母菌的异化作用属于兼性厌氧型光能自养型化能自养型植物在光照下单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。可通过测定一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量地表示。1、光合作用强度概念2、影响光合作用强度的因素植物自身因素(植物种类、不同生长阶段、酶的种类和数量、叶面积指数、叶龄)环境因素:光(强度、光质、时间长短)、温度、水分、CO2浓度、矿质元素六、光合作用原理的应用3、光合作用速率(光合速率)单位时间、单位叶面积吸收的CO2的量或放出O2的量,称为光合作用速率,简称为光合速率一般测定光合速率的结果实际上是光合作用减去呼吸作用的差数,称为表观光合速率或净光合速率。即表观(净)光合速率+呼吸速率=总(真正)光合速率。一般通过吸收的CO2的量或放出O2的量来测定。