光合作用将光能转化为化学能第一课时光合作用在叶绿体中进行
预习梳理
一、光合作用的过程
1.进行光合作用的生物:主要为
。
2.光合作用的过程:以
为原料,利用
合成糖类亭有机物,这些有机物为其自身的生长、发有和繁殖提供
。
3.光合作用和细胞呼吸的关系:都是一个
过程。细胞呼吸是一个
反应,
它将储存在葡萄糖中的化学能释放出来,供细胞利用,光合作用一个
反应,它利用太阳能将二氧化碳转变为糖,并将能量储存在糖分子内。光合作用是一个将
转变为
的过程。
4.运用同位素标记法.发现光合作用释放的氧气来自
中的氧。
二、光合作用在叶绿体中进行
1.光合作用的场所:
2.叶绿体的结构:有
两层膜,其内膜里面充满了浓稠的液体,称为
。悬浮在基质中的类囊体连成一体,许多叠在一.起形成
。组成类囊体的称为
,其上存在着
及其他光合色素,还分布了可以将
的多种蛋白质。在类囊体的空腔内含有许多与
有关的酶。
三、叶绿体中色素的提取与分离
1.光合色素的提取
(1)提取色素:光合色素是一类
物质,可以利用脂溶剂(如
)将它们从叶绿体中提取出来。
(2)色素提取时加人少许
和
。
2.光合色素的分离
(1)制备滤纸条:将张预先
过的定性滤纸剪成长10cm、宽1?cm的纸条,在距滤纸条
处用铅笔画一条细的横线。
(2)点样用毛细吸管吸取少量滤液沿铅笔面的横线均匀地两出一条
的滤液细线。待滤液
再画一次,共画
次。
(3)分离色素:将2?ml
沿试管壁一侧倒人大试管中,将滤纸条(有
的一端朝下)略微斜靠着大试管内壁的另侧,轻轻地插入层析液中,但要保证上面部分
。随后用软木塞塞住试管口。注意,滤纸上的滤液细线要
层析液液面。
归纳拓展
1色素提取与分离实验中需注意的问题。
2.
色素的种类、颜色和吸收光谱
色素
种类
叶绿素(约3/4)
类胡萝卜素(约1/4)
叶绿素a
叶绿素b
胡萝卜素
叶黄素
颜色
蓝绿色
黄绿色
橙黄色
黄色
分布
叶绿体的类囊体薄膜上
吸收
光谱
(1)叶绿体中的色素只吸收可见光,而对红外光和紫外光等不吸收。
(2)叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大,类胡萝卜素对蓝紫光的吸
(3)对其他波段的光并非不吸收,只是吸收量较少。收量大。
功能
吸收光能并转化成化学能
分离
方法
纸层析法
3.绿叶中色素提取分离异常现象分析
收集到的滤液绿色过浅
原因
①未加石英砂(二氧化硅),研磨不充分
②使用放置数天的菠菜叶,滤液色素(叶绿素)太少
③一次加入大量的无水乙醇,提取液浓度太(正确做法:分次加入少量无水乙醇)
④未加碳酸钙或加入过少,色素分子被破坏
滤纸条色素带重叠
原因
①滤液细线不直;②滤液细线过粗
滤纸条无色素带
原因
①忘记画滤液细线
②滤液细线接触到层析液,且时间较长,色素全部溶解到层析液中
4.影响叶绿素合成的三大因素
当堂自测
1.下列关于叶绿体的叙述中,正确的是( )
A.植物细胞均含有叶绿体
B.叶绿体基质、线粒体基质和细胞溶胶的功能和所含化合物均相同
C.叶绿体中所含色素分布在叶绿体类囊体和基质中
D.叶绿体的类囊体膜中发生光反应
答案 D
2.研磨绿叶时要加入95%酒精,目的是( )
A.使各种色素溶解其中
B.防止色素分子被破坏
C.补充研磨过程中减少的液体
D.只为了使叶绿素溶解其中
答案 A
3.叶绿体是绿色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.类囊体膜上
C.叶绿体基质中
D.任何部位
答案 B
4.将新鲜菠菜绿叶中的色素用95%的乙醇提取,经层析液分离,结果如图所示。以下叙述正确的是( )
A.色素带1为叶绿素b
B.色素带4为橙黄色
C.色素带3、色素带4中的色素主要吸收红光和蓝紫光
D.色素带1中的色素在层析液中的溶解度最小
。
答案 C
5.在“光合色素的提取和分离实验”中,收集到的滤液绿色过浅,其原因可能是( )
①未加石英砂,研磨不充分 ②一次加入大量的95%的乙醇提取 ③分次加入少量95%的乙醇提取 ④使用放置数天的菠菜叶
A.①②③
B.②③④
C.①③④
D.①②④
答案 D
6.如图表示叶绿体色素提取和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
7.用纸层析法分离叶绿体色素时,滤纸条最上端的色素名称和颜色分别是( )
A.叶绿素a蓝绿色
B.叶绿素b黄绿色
C.胡萝卜素、橙黄色
D.叶黄素、黄色
答案 C
8.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器。下列关于叶绿体及色素的叙述,错误的是(
)
A.植物细胞都有叶绿体,叶绿素分布于叶绿体的外膜和内膜上
B.与光合作用有关的酶分布于类囊体和基质中
C.叶绿体内有许多类囊体,极大地扩大了受光面积
D.叶绿体中的色素分布于类囊体膜上,且都能吸收蓝紫光
答案 A
9.在进行“绿叶中色素提取和分离”的实验时,不让层析液没及滤液细线的原因是( )
A.滤纸上几种色素会扩散不均匀而影响实验结果
B.滤纸上的滤液细线会变粗而使色素太分散
C.色素会溶解在层析液中而使实验失败
D.滤纸上的几种色素会混合起来不分散
答案 C
10.
如图为用分光光度计测定叶片中两类色素吸收不同波长光波的曲线图,请判定a和b分别为何种色素( )
A.叶绿素、类胡萝卜素
B.类胡萝卜素、叶绿素
C.叶黄素、叶绿素a
D.叶绿素a、叶绿素b
答案 A
11.如图1表示某同学做“绿叶中色素的分离”实验的改进装置,据图回答下列问题。
(1)该实验采用的方法是________法,应将提取到的滤液滴在a、b中的________处,向培养皿中倒入________,棉线灯芯下端应________中。
(2)实验结果得到四个不同颜色的同心圆(如图2),则1、2、3、4四条带依次表示________、________、________、________。若采用的实验材料是秋季的黄叶,四个圆中颜色明显变浅的是________。
答案 (1)纸层析 a 层析液 浸入层析液
(2)胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 3和4
(预习梳理)
一、1.绿色植物和蓝细菌
2.二氧化碳和水
光能
物质和能量
3.?氧化还原
放能
吸能
光能
化学能
4.?H2O
二、1.叶绿体
2.内、外
基质
基粒
光合膜
叶绿素
光能转化为化学能
水的裂解
三、1.?(1)脂溶性?95?%的酒糟
(2)二氧化硅?碳酸钙
2.?(1)干燥
一端1cm
(2)细而直
干后3~4
(3)层析液
滤液细线
干燥
高于光合作用将光能转化为化学能第三课时光合作用受环境因素的影响
预习梳理
一、光合速率
1.?光合速率的概念
光合速率或称
.是指一定量的植物(如一?定的叶面积)在单位时间内进行多少
。
2.?光合速率的表示方法
植物叶片在单位时间、单位面积释放
或消耗
的量。
3.?真正光合速率=
(净光合速率)+
。
二、环境因素影响光合作用
1.光合速率受到多种环境因素的影响,其中最重要的因素是
光强度、温度和空气中的CO2浓度。
(1)光强度:光合速率随光强度的增加而
,但在强度达到
之前,光合作用已达到
时的速率,即光强度再增加,光合速率也不会增加。
(2)温度:光合作用是
,所以会有一个_
,此时?与光合作用有关的酶的活性最大;光合作用的最适温度因
而异,一般温带植物的最适温度在
左右。0C以下光合作用可能完全停止,也可能十分微弱。
(3)CO2浓度:?CO2直接影响
速率。空气中CO,浓度增加会使光合速率加快,CO2浓度达到
时,CO浓度再增加时,光合速率也不会增加。
2.光强度、温度和CO,浓度对光合作用的影响是
的。任何一个因素的减弱都有可能
光合作用。
归纳梳理
净光合:表观光合:氧气释放量或二氧化碳吸收量或有机物积累量
总光合:真正光合:氧气产生量或二氧化碳固定量或有机物合成量
真正合速率=表观光合速率+呼吸速率
一、影响光合作用的因素
内因:色素含量,酶的数量和活性,
外因:光照(强度/波长、时间)、温度、二氧化碳浓度、水分、矿物质
1、光照强度
原理:直接影响光反应的速度,光反应产物NADPH与ATP的数量多少会影响碳反应的速度,这是最主要的因素。
应用:适当提高光照强度
2、温度
原理:温度影响光合作用的过程,特别是碳反应中酶的催化效率,从而影响光合速率。
在生产上的应用:
1、适时播种;
2、温室栽培时,白天可以适当提高温度;
3、适当增加昼夜温差
3.CO2的浓度
在生产上应用:
1、施用农家肥(有机肥)
2、温室栽培可以适当使用二氧化碳生发器,施用干冰,或混养家禽、家畜等,提高室内CO2浓度;
3、大田生产“正其行,通其风”,
4、水
水是光合作用的原料,又是体内各种化学反应的介质。水分还能影响气孔的开闭,间接影响CO2进入植物体,所以水对光合作用有影响。
5、矿质元素
N:是合成叶绿素、酶等含N物质的必需元素。缺N时就会影响它们的合成,从而影响光合作用
P:是合成ATP的必需元素。缺P时就会影响ATP等的合成,从而影响光合作用
Mg:是合成叶绿素的必需元素,因此缺Mg时就会影响叶绿素的合成,从而影响光合作用
K:能够促进糖类等有机物在植物体内的运输,在生产上的应用:合理施肥;氮肥可以促进叶片的生长。
6.多因素影响
二、.环境骤变对光合作用中间产物含量的影响
(1)“过程法”分析三碳酸和RuBP的含量变化
当外界条件改变时,光合作用中三碳酸、RuBP及ATP和ADP含量变化可以采用如图分析:
外界条件变化与物质含量对照表
项目
光照变强CO2不变
光照变弱
CO2不变
光照不变CO2增多
光照不变CO2减少
三碳酸
↓
↑
↑
↓
RuBP
↑
↓
↓
↑
ATP
和NADPH
↑
↓
↓
↑
三碳糖
↑
↓
↑
↓
光补偿点、光饱和点及其他相关点的移动
若已知某种植物呼吸作用最适温度为30
℃,光合作用最适温度为25
℃,在25
℃,大气CO2浓度下,测得如下曲线:
当相关条件改变时,相关点的移动规律如下表:
改变因素
A点
B点
C点
D点
提高CO2浓度
/
左移
右移
右上移
降低CO2浓度
/
右移
左移
左下移
25
℃→30
℃
下移
右移
左移
左下移
土壤缺Mg2+
不移
右移
左移
左下移
(1)提高CO2浓度时各个点的移动情况:
分析光补偿点移动时.分别分析细胞呼吸强度和光合作用强度的变化情况。细胞呼吸强度:
CO2,浓度增大,条件里没有涉及温度的变化,默认细胞呼吸强度不变,所以A点不动。光合作用:
CO2,浓度增大,光合作用吸收的CO2,的量增多(条件默认此时植物没有达到CO2,的最大吸收量),光合作用强度增强,即光合作用补偿呼吸作用释放CO2的能力增大。由于细胞呼吸强度不变,所以不需要原来那么强的光照便可将呼吸释放的CO2全部补偿掉,所以光补偿点左移。
分析光饱和点移动时,只需分析光反应和碳反应过程即可。CO2浓度增大,三碳酸生成量增大,消耗NADPH和ATP的量增多,所以达到光饱和点需要的NADPH和ATP的量也增多,原来光照条件下光反应阶段产生的NADPH和ATP不能满足碳反应的进行,必须在较强的光照下产生更多的NADPH和ATP才能满足光饱和的条件,即光饱和点右移。D点:光饱和点右移,D点对应的横坐标右移。CO2?浓度增大,光合作用吸收的CO2量增大,其对应的纵坐标增大,向上移动,综合来看,D点向右上方移动。
(2)温度从25
℃→30
℃时各个点的移动情况:
温度从25
℃→30
℃时,此时光合作用强度减弱,细胞呼吸强度增强,A点下移,光补偿点应该是向右移动的。那么光饱和点呢?温度主要是影响酶的活性,主要影响的是碳反应,此时的碳反应速率减慢,碳反应所能达到的最大速率减慢,此时只需要个较弱的光照强度就能实现与碳反应速率的同步了。此时将在一个较明的光照强度下达到饱和,并且此时的最大光合速率减慢。所以此时光饱和点应该是向左移动。综合上述因素,D点是往左下移。
(3)土壤缺Mg2+
土壤缺Mg2+,叶绿素含量减少,光合作用强度减弱,呼吸强度不变,所以A点不动,光补偿点右移,光饱和点左移。
当堂自测
1.要测定藻类是否进行了光反应,最好是检测其( )
A.葡萄糖的形成情况
B.淀粉的形成情况
C.氧气的释放情况
D.二氧化碳的吸收情况
答案 C
2.如图所示为光强度对植物光合作用的影响关系。下列关于曲线的相关叙述中错误的是
A.b可代表光下植物的表观光合速率
B.M的大小与植物的呼吸速率有关
C.N点之后植物吸收CO2的量不再增加与叶绿体中的酶数量有关
D.若植物长期处于光强度为M的自然环境中,植物仍能生长
答案 D
3.在室温条件下,下列措施中哪一项不利于提高光合作用强度( )
A.适当提高温度
B.适当增加CO2的浓度
C.适当增加光强度
D.改用绿光灯照射作物
答案 D
4.将一株长势良好的植物至于密闭空间,提供18O2,下列有关说法正确的是( )
A.黑暗时,18O不可能存在于CO2中
B.黑暗时,18O只出现于H2O中
C.光照下,18O不可能存在于葡萄糖中
D.光照下,18O可能存在于氨基酸中
答案 D
5下图是黑藻光合作用过程示意图(用字母代表物质)。请分析回答:
(1)反应Ⅰ发生的场所是 ,其中产物B是
。
(2)在反应Ⅱ中RuBP不断被利用,但含量仍能保持稳定的原因是 。光合作用合成的三碳糖,大部分运至叶绿体外转变成蔗糖,还有一部分在叶绿体中转变成 。
(3)若要分析黑藻叶绿体的色素种类,制备色素提取液时需要加入
可使研磨充分。将提取到的滤液收集到试管中,塞上橡皮塞,将试管置于适当的光照条件下2~3
min后,试管内氧气的含量
(填“增加”“减少”或“不变”)
(4)给黑藻提供C18O2和H2O,释放的氧气中含有18O是由于____________________________________________________________________。
解析 (1)Ⅰ为光反应,场所在类囊体膜,其中产物B是H+。(2)在碳反应中RuBP不断被利用,但含量仍能保持稳定的原因是RuBP可以再生。
(3)要分析黑藻叶绿体的色素种类,制备色素提取液时需要加入二氧化硅可使研磨充分,因为研磨后叶绿体遭破坏,只有色素不能进行光合作用,所以试管内氧气含量基本不变。
(4)给黑藻提供C18O2和H2O,释放的氧气中含有18O是因为C18O2经光合作用产生HO,然后光合作用利用HO产生含18O的氧气。
答案 (1)类囊体膜(或光合膜、叶绿体基粒) H+
(2)RuBP可以再生 淀粉、蛋白质和脂质
(3)二氧化硅(SiO2) 不变
(4)C18O2经光合作用产生HO,然后光合作用利用HO产生含18O的氧气
[预习梳理]
一、?1.光合强度
光合作用
2.氧气
二氧化碳
3.表观光合速率
呼吸速率
二、1.?(1)增加?
全日照
光饱和点
(2)酶促反应
最适温度
植物种类
25?℃
(3)碳反应
CO2饱和点
2.综合性
限制光合作用将光能转化为化学能第二课时光反应
碳反应
预习梳理
光合作用分两个阶段进行,光反应和碳反应
1.光反应
光反应
(1)场所:叶绿体的
。
(2)条件:
、
、酶等。
(3)产物:氧气、
、ATP等。
(4)光反应中发生的变化主要有:
①光能被吸收并转化为
和
中的化学能。
②水在光下裂解为
和电子。
③水中的氢(H++e-)在光下将
还原为
。
2.碳反应
(1)场所:叶绿体的
。
(2)条件:酶、
、NADPH等。
(3)产物:三碳糖等。
(4)碳反应过程(卡尔文循环):
①一个
分子(RuBP)与一个二氧化碳结合,形成一个
分子,它随即分解成2个
分子。(CO2的固定)
②每个
分子接受来自
的氢和来自ATP的磷酸基团,形成1分子
。(三碳酸的还原)
③生成的
中,5/6再生为
,1/6可以在叶绿体中合成淀粉、
和脂质,或者到叶绿体外转变成
。(五碳糖的再生)
④
中活跃的化学能转变为
中稳定的化学能。
归纳拓展
1.光反应与碳反应比较与联系
(1)光反应必须在光下才能进行,碳反应虽不直接需要光,但也只有在有光的条件下才能循环往复地进行。
(2)碳反应的产物是三碳糖,三碳糖可以在叶绿体中转化为淀粉等,更多的在叶绿体外转变为蔗糖,运输到植物体被所有细胞利用,因此蔗糖是光合产物的主要运输形式。
(3)色素只存在于光反应部位——叶绿体类囊体膜上,但光反应和碳反应都需要酶参与,所以与光合作用有关的酶存在于两个部位——叶绿体类囊体膜上和基质中。
(4)光反应为碳反应提供NADPH和ATP;碳反应产生的ADP和Pi、NADP+为光反应提供原料;二者是光合作用全过程的两个阶段,是相辅相成的。
(5)光反应停止,碳反应只能持续很短的时间,原因是缺乏碳反应所需的ATP和NADPH。没有碳反应,光反应同样很快停止,原因是缺乏ADP、Pi、NADP+。
光反应
碳反应
原料
H2O
CO2
产物
ATP、NADPH、O2
三碳糖、H2O、RuBP
能量转换
光能转化为活跃的化学能贮存在ATP和NADPH中
ATP和NADPH中的化学能转变为有机物(如三碳糖)中的化学能
发生场所
叶绿体类囊体膜上
叶绿体基质
发生条件
光照、色素、酶
酶
2.光合作用与细胞呼吸的区别与联系
项目
光合作用
细胞呼吸
范围
植物的绿色细胞;少数原核生物
所有活细胞
场所
植物细胞的叶绿体蓝细菌的质膜
细胞溶胶和线粒体
好氧细菌的质膜
物质转化
无机物(CO2和H2O)转化为有机物
分解有机物产生CO2和H2O或其他小分子
能量变化
光能→ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
有机物中稳定的化学能→ATP中活跃的化学能+热能
实质
合成有机物,贮存能量
分解有机物,释放能量
代谢类型
同化作用(或合成作用)
异化作用(或分解作用)
联系
3..NADPH/NADH与ATP来源与去路
当堂自测
1.在碳反应阶段,生成三碳酸分子的反应中的反应物有( )
A.CO2和五碳糖
B.H2O和五碳糖
C.O2和五碳糖
D.CO2和H2O
答案 A
2.绿色植物在暗处不能放出氧气是因为( )
A.二氧化碳的固定受阻
B.三碳化合物的还原需要光照
C.水的分解不能进行
D.五碳化合物的再生困难
答案 C
3.下列各项中,哪一项既是植物光反应的产物,又是植物碳反应必需的物质( )
A.CO2和酶
B.O2和ATP
C.NADPH和ATP
D.酶和NADPH
答案 C
4.叶绿体中,ATP和ADP的运动方向是( )
A.ATP和ADP同时由叶绿体基质向类囊体薄膜上运动
B.ATP和ADP同时由类囊体薄膜向叶绿体基质运动
C.ATP由叶绿体基质向类囊体薄膜运动,ADP则向相反方向运动
D.ADP由叶绿体基质向类囊体薄膜运动,ATP则向相反方向运动
答案 D
5.炎热夏季的中午,因失水过多会导致植物气孔关闭,此时叶肉细胞( )
A.三碳酸含量上升
B.光反应产物不能满足碳反应的需求
C.有机物积累速率明显下降
D.叶绿体基质中ADP含量增加
答案 C
6.下列关于光合作用的叙述中,错误的是( )
A.光反应在类囊体薄膜上进行,碳反应在叶绿体的基质中进行
B.光反应需要光、不需要酶,碳反应不需要光、需要多种酶
C.光反应吸收光能,碳反应将化学能储存在糖类等有机物中
D.光反应分解水并放出O2,碳反应最终将CO2还原成糖类等有机物
答案 B
7.
如图表示绿色植物体内某些代谢过程中物质的变化,a、b、c为代谢过程,以下叙述正确的是( )
A.a中产生的O2,参与c中第二阶段的反应
B.b在叶绿体基粒上进行
C.水参与c中第二阶段的反应
D.X代表的物质从叶绿体的基质移向叶绿体的基粒
答案 C
8.叶绿体中的色素、蛋白质等在某种膜上的分布及部分反应的示意图如下,请回答:
(1)该膜是________膜,其上含有色素和催化光反应的________。光反应中,色素吸收的光能转变为ATP等物质中的________。
(2)光反应的产物除图中所示的物质外,还有电子和________。ATP为碳反应提供了能量和________。
(3)分离新鲜菠菜叶片中的光合色素时,应注意滤纸条上的滤液细线要高于________的液面,滤纸条上最宽色素带所含的色素是________。
答案 (1)类囊体(光合) 酶 化学能 (2)NADPH 磷酸基团 (3)层析液 叶绿素a
9.如图表示某绿色植物叶绿体中的某生理过程,请回答:
(1)如图所示的循环过程是从一个________(用图中文字填写)开始的,该循环发生3次后,有________个物质Z用于物质X的再生过程,离开循环的物质Z在叶绿体内能作为合成________________________的原料。
(2)________在光下将NADP+还原成NADPH,该变化的发生场所是________。ATP为物质Z的形成提供了________。
(3)如果CO2的供应突然减少,短时间内物质X的含量会________(填“增加”、“减少”或“不变”)。
答案 (1)物质X 5 淀粉、蛋白质和脂质
(2)水中的氢 类囊体膜 能量
(3)增加
预习梳理
1.光反应
(1)类囊体膜。(2)光能、色素、酶(3)
NADPH。
(4)①ATP和NADPH②H+、O2。③NADP+NADPH。
2.碳反应
(1)基质。(2)
ATP。
(4)碳反应过程(卡尔文循环):①五碳糖
六碳
三碳酸
。②
三碳酸
NADPH
三碳糖。③
RuBP
蛋白质
蔗糖。④ATP和NADPH
有机物(共66张PPT)
第五节
光合作用将光能转化为化学能
细胞的代谢
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
自养生物
举例:植物、藻类、蓝藻、光合细菌、硫细菌、
铁细菌等
直接或间接依靠自养生物的光合产物生活
异养生物
举例:人、动物、真菌和大部分细菌
这些糖类是怎么产生的?
一、光合作用概述:
2、总反应式:
6CO2+12H2O
C6H12O6+6H2O+6O2
光能
叶绿体
1.光合作用概念:
光合作用是一个
,它利用太阳能将
转变为
并将能量储存在糖分子(等有机物)内。光合作用是一个
的过程。
吸能反应
糖(等有机物)
将光能转变为化学能
CO2
释放的氧来自于哪里?
3、场所:主要是叶绿体
外膜
内膜
叶绿体基质
类囊体
含有多种与光合作用有关的酶和少量的DNA
在类囊体薄膜(光合膜)上存在着与光合作用有关的酶和色素;空腔内含有多种与水裂解有关的酶
色素
酶
光合色素的提取与分离----纸层析法
原理
提取:光合色素(脂溶性物质)能溶解在酒精等有机溶剂中,所以可用95%酒精提取叶绿体中的色素。
过程:提取色素;分离色素
分离:色素在层析液中溶解度不同,使四种色素随层析液在滤纸上扩散的速度不同而分离
(一)提取色素:
1.研磨
材料:5g菠菜叶(新鲜、颜色深绿成功关键1)
药品
SiO2——使研磨充分
CaCO3
——防止色素中的叶绿素被破坏
95%酒精——溶解色素
(不能过量)
2.过滤:获取绿色滤液
(二)分离色素:
★层析液不能没及滤液线
插滤纸条
层析液
培养皿
滤液线
叶绿体中的色素种类及含量
光合色素
叶绿素
类胡萝卜素
叶绿素a
(蓝绿色)
叶绿素b
(黄绿色)
叶黄素(黄色)
胡萝卜素(橙黄色)
3/4
1/4
叶龄
0
含量
不同年龄叶绿体中色素的含量曲线图:
叶绿素(镁元素)
类胡萝卜素
为什么绝大多数植物叶片是绿色的?
为什么有些植物叶片在不同时期颜色不同呢?
由于叶绿素的含量大大超过类胡罗卜素,而使类胡罗卜素的颜色被掩盖,只显示出叶绿素的绿色
由于叶绿素比类胡罗卜素易受到低温的破坏,秋季低温使叶绿素大量破坏,而使类胡罗卜素的颜色显示出来
叶绿素主要吸收蓝紫光和红橙光
类胡萝卜素主要吸收蓝紫光
色素吸收、传递、转换光能
色素功能
400
500
600
700
波长/nm
叶绿体色素吸收光谱
叶
绿
素
a
叶
绿
素
b
类胡萝卜素
叶绿体中的色素种类、含量及吸收光
光合色素
叶绿素
类胡萝卜素
叶绿素a
(蓝绿色)
叶绿素b
(黄绿色)
叶黄素(黄色)
胡萝卜素(橙黄色)
3/4
1/4
主要吸收:
主要吸收:
蓝紫光
红光和蓝紫光
溶解度及扩散速度:胡>黄>a>b
1、叶绿体是植物进行光合作用的细胞器,下面有关叶绿体的叙述正确的是(
)
A.叶绿体中的色素都分布在类囊体的膜上
B.叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上
C.光合作用的酶只分布在叶绿体基质中
D.光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上
A
练一练
2
、把叶绿体色素溶液放在自然光源和三棱镜之间,从镜的另一侧观察连续光谱中变暗的主要区域(
)
A.红光和蓝紫光区域
B.黄光和蓝紫光区域
C.绿光和红光区域
D.黄光和绿光区域
A
练一练
3.用有机溶剂提取、纸层析法分离叶绿体色素的实验,不能证实的是
(
)
A.叶绿体色素溶解在有机溶剂中
B.在层析液中叶绿体色素的溶解度是不相同的
C.在光下叶绿体色素主要反射绿光和黄光
D.叶绿体色素分布在叶绿体囊状结构的薄膜上
练一练
D
4、在“色素的提取和分离”实验中得到的色素带颜色较淡,分析其原因可能是
①加入的丙酮太多
②用无水乙醇代替丙酮
③层析液没及滤液细线
④研磨时没有加入CaCO3
⑤研磨时没有加入SiO2
⑥取的叶片叶脉过多,叶肉细胞过少
A、①③
B、②④⑤
C、①③④⑤⑥
D、③④⑤⑥
练一练
C
6、某同学在做“叶绿体中色素的提取和分离”实验时,操作情况如下所述:
①将5g新鲜完整的菠菜叶,烘干后放在研钵中,加无水乙醇、石英砂、CaCO3以后,迅速研磨。
②用毛细吸管吸取少量滤液,沿滤纸上的铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线,并连续迅速地重复画2—3次。
③把画好细线的滤纸条插入层析液中,并不断摇晃,以求加快色素在滤纸条上的扩散。
结果实验失败,请指出其错误所在:
a
.
,
b.
,
C.
。
练一练
①不应用完整叶片而应剪碎
②不应连续迅速重复画线,而应干后重复画线
③不应摇晃,以免层析液没及滤液细线
光合作用将光能转化为化学能
(第二课时)
光合作用的过程:
P103:你能从图中得到什么信息?
NADPH:辅酶Ⅱ
,氢的载体。
光合作用有2阶段
第一阶段:光反应(直接需光)光能转化为化学能,并产生氧气
水的光解:
ADP
+
Pi
+
光能
ATP
酶1
NADP+
+
H+
+
2e-
NADPH
酶2
H2O
?
O2+
2H+
+
2e-
光
色素
ATP的形成:
NADPH的形成:
光反应小结
进行部位
条
件
物
质
变
化
能量变化
基粒类囊体薄膜上
光、H2O、色素、酶
水的光解:
H2O
2H++1/2
O2+2e-
ATP合成:
ADP+Pi
ATP
NADPH的生成:H++2e-+NADP+
NADPH
光
酶2
光能
光能——ATP、NADPH中的(活跃的)化学能
酶3
五碳糖
C5、RuBP核酮糖二磷酸
三碳酸
C3
(3—磷酸甘油酸
三碳糖磷酸
CO2固定
三碳酸还原
五碳糖再生
叶绿体基质
第二阶段︰碳反应(
间接需光)CO2还原成糖
注意
1、碳反应在叶绿体基质中进行,首先一个CO2和一个五碳分子(RuBP)形成2个三碳分子(3-磷酸甘油酸),
2、接着每个三碳分子接受NADPH的氢和ATP的能量被还原成1分子三碳糖(第一个糖)循环的关键步骤,
3、三碳糖在叶绿体内可形成淀粉、蛋白质和脂质,大部分在叶绿体外形成蔗糖。
碳反应总结:
CO2的固定:
CO2+C5
2C3
酶1
C3的还原:
ATP
NADPH
、
ADP+Pi
条件:
场所:
物质变化:
能量变化:
叶绿体的基质中
多种酶、
ATP和NADPH中的化学能转变为糖类等
有机物中的化学能
2C3
三碳糖
酶2
NADPH
、ATP
C5的再生:
5C3
3C5
酶3
H2O
ATP
ADP+Pi
NADP+
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
合
作
用
过
程
图
光
C5
再生
?
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-
【
必考知识细节
】
1、碳反应中五碳糖、三碳酸、三碳糖的符号及全称?
3、碳反应的产物是什么?
4、若要一个三碳糖分子离开卡尔文循环,需要循环几次?
5、碳反应能在无光条件下持续进行吗?
五碳糖(C5、RuBP、核酮糖二磷酸)
三碳酸(C3、3-磷酸甘油酸)
三碳糖(C3、三碳糖磷酸)
第一个糖:三碳糖
3次
2、碳反应中ATP与NADPH的作用是什么?
在三碳酸被还原为三碳糖的过程中,ATP提供Pi和能量,NADPH提供氢和能量。
不能
光反应阶段
碳反应阶段
进行
部位
条件
物质
变化
能量变化
联系
叶绿体基粒囊状结构中
叶绿体基质中
光、色素和酶
ATP、
NADPH
、多种酶
光能转换成电能再变成化学能
(ATP、NADPH中)
ATP、NADPH中的化学能变成糖类等有机物中的化学能
光反应为碳反应提供NADPH和ATP
碳反应为光反应提供NADP+和ADP和Pi
CO2的固定:
CO2+C5
2C3
酶
ADP+Pi
C3
C5
酶
ADP+Pi
2C3
2三碳糖
2H2O
O2+4H++4e-
光
色素
NADP++2e+H+
NADPH
酶
ADP+Pi
+
电能
ATP
酶
C3的还原:
ATP
NADPH
、
C5的再生:
NADPH
、
ATP
酶
【题型1】
第5题:
补充:在供给14CO2之后,随反应进行,能依次在哪些物质中检测到放射性?
14CO2→三碳酸
→三碳糖
→
RuBP和糖类等其它有机物中
【题型2】若突然降低光照强度,短时间内三碳酸和RuBP的含量如何变化?
三碳酸含量增加的原因:
光照减弱,ATP与NADPH生成减少,C3的还原受阻,但是短时间内C3的合成速率不变。
思考:若突然降低环境中的CO2浓度,短时间内三碳酸和RuBP的含量如何变化?
RuBP含量增加的原因:
CO2的固定受阻,但是短时间内C5的再生速率不变。
叶绿体处不同条件下,C3、C5、NADPH、ATP以及(CH2O)合成量的动态变化
条件
C3
C5
NADPH和ATP
(CH2O)合成量
停止光照
CO2供应不变
增
加
下
降
减少或
没有
减少或没有
突然光照
CO2供应不变
减
少
增
加
增加
增加
光照不变
停止CO2供应
减
少
增
加
增加
减少或没有
光照不变
CO2供应增加
增
加
减
少
减少
增加
光照、CO2供应不
变、(CH2O)运输
受阻
增
加
减
少
增加
减少
1.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(
)
C18O2
A
H2O
CO2
B
H218O
光照射下的小球藻
D
A.
1:2
B.
2:1
C.
9:8
D.
8:9
练一练
2、如果要测定藻类植物是否完成了光反应,最好是检测其(
)
A.
葡萄糖的形成
B.
淀粉的形成
C.
O2的释放
D.
CO2的吸收量
C
练一练
3.下
图是光合作用过程图解,请分析后回答下列问题:
①图中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图中的H表示——,
H为I提供——
光
H2O
B
A
C
D
E+Pi
F
G
CO2
J
H
I
O2
水
NADPH
基质
C3的还原
ATP
色素吸收的光能
光反应
NADPH和ATP
练一练
光合作用将光能转化为化学能
(第三课时)
光合速率(光合强度):是指一定量的植物(如一定的叶面积)在单位时间内进行多少光合作用(如释放多少O2、消耗多少CO2、合成多少淀粉)
表观(净)光合速率、真正(总)光合速率
表观光合速率
=
真正光合速率—呼吸速率
影响光合速率的环境因素
重、难点:区分表观光合速率与真正光合速率
1.
阅读P107“小资料”。
2.
题目中的文字表述关键词:
O2
CO2
有机物
表观光合速率
真正光合速率
植物同化(固定)CO2的量
植物
吸收CO2的量
积累有机物的量
制造有机物的量
植物
产生O2的量
植物
释放O2的量
影响光合速率的环境因素
6CO2
+
12H2O
光能
叶绿体
C6H12O6+
6H2O
+
6O2
原料
条件
产物
怎样才能提高光合速率?
CO2浓度
水
分
光
照
矿质元素
温
度
光照强度
温度
CO2浓度
矿质元素
水
光反应
ATP
NADPH
光合作用
酶的活性
碳反应
C3的量
酶
色素
ATP
膜
光反应
反应介质
影响光合速率的环境因素
光强度
O2释放量
表观光合速率
呼吸速率
真正光合速率
D
A
B
C
A:
B:
C:
D:
黑暗中,细胞呼吸速率;
呼吸速率与光合速率相等(表观光合速率=0)光补尝点;
此光强度下,光合速率开始达到最大值;
光合速率小于呼吸速率(表观光合速率<0)。
1.光照强度--
E
E:光饱和点
直接影响光反应的速度,光反应产物NADPH与ATP的数量多少会影响碳反应的速度(主因)
2、温度—
—影响酶的活性
①光合作用是在
的催化下进行的,温度直接影响
;
②B点表示:
;
③BC段表示:
;
酶的活性
酶
此温度条件下,光合速率最高
超过最适温度,光合速率随温度升高而下降
将生长状况相同的水稻幼苗分成若干组,分别置于不同日温和夜温下生长,其他条件相同且适宜。一段时间后测定统计每组幼苗的平均高度,结果如下:
日温(℃)
夜温(℃)
11
17
23
30
—
33.2cm
19.9cm
23
30.7cm
24.9cm
15.8cm
17
16.8cm
10.9cm
—
温室栽培中,白天可适当提高温度,夜间适当降低温度,适当提高昼夜温差,从而提高作物产量(有机物积累量)。
3、CO2浓度—直接影响碳反应
CO2浓度
光合速率
0
A
1.
如何提高大田和温室中的CO2含量?
CO2浓度在1%以内时,光合速率会随CO2浓度的增高而增高。
农田里的农作物应确保良好的通风透光和增施有机肥。温室中可增施有机肥或使用CO2发生器等。
2.
请在图上画出更弱光强度下光合速率的曲线?
CO2浓度
光合速率
0
A
B
光合速率的日变化:
两个时间段为何光合速率不同?
4、H2O
H2O是光合作用的原料。在一定范围内,H20越多,光合速率越快,但到A点时,即H2O达到饱和时,光合速率不再增加。
4、H2O
水是光合作用的原料,又是体内各种化学反应的介质。水分还能影响气孔的开闭,间接影响CO2进入植物体,所以水对光合作用有影响。
N:酶及NADPH和ATP的重要组分
P:磷脂、NADPH和ATP的重要组分;维持叶绿体正常结构和功能
K:促进光合产物向贮藏器官运输
Mg:叶绿素的重要组分
5、矿质元素:
综合因素和主要因素:
光照强度、温度和CO2浓度对光合作用的影响是综合性的,但在某些情况下会有一个起限制性的主要因素。
如:夏季早晨和正午光合作用下降,主要因素分别是光照强度、CO2等。
6
提高农作物产量的措施:
延长光合作用时间:
增加光合作用面积:
增加光能利用率
提高光合作用效率
控制光照强弱
控制CO2供应
控制必需
矿质元素供应 适时适量施肥
提高复种指数
温室中人工光照
合理密植
间作套种
通风透光
在温室中施有机肥,
使用CO2发生器
阴生植物
阳生植物
光合作用和需氧呼吸的比较:
光合作用
需氧呼吸
区别
实质
合成有机物
分解有机物,释放能量
与光的关系
在光下才能进行
与光无关,每时每刻进行
条件
光、酶、色素
酶、O2
进行的时间
绿色植物在光下进行
只要是活细胞时刻在进行
反应部位
叶绿体
细胞溶胶、线粒体
物质变化
CO2+H2O转变成有机物
有机物分解成CO2+H2O
能量转换
光能
电能
化学能
有机物中稳定的化学能
ATP中活跃的化学能
联系
光合作用为所有生物提供有机物和O2,需氧呼吸为光合作用提供CO2和水
光合作用的正常进行要受多种因素的影响,一个生物兴趣小组研究了CO2浓度、光照强度和温度对光合作用的影响,下面是一位同学根据实验结果绘制的一组曲线,你认为不正确的是
(
)
D
1、若白天光照充足,下列哪种条件对农作物增产有利
A.昼夜恒温25℃
B.白天温度25℃,夜间温度15℃
C.昼夜恒温15℃
D.白天温度30℃,夜间温度15℃
D
练一练
2、下列措施中,不会提高温室蔬菜产量的是
A、增大O2浓度
B、增大CO2浓度
C、增强光照
D、调节室温
A
练一练
3、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、CO2
B
4、与光合作用光反应有关的是(
)
①H2O
②ATP
③ADP
④CO2
A.①②③
B.②③④
C.①②④
D.①③④
A
练一练
拓展提高
光补偿点、光饱和点及其他相关点的移动
若已知某种植物呼吸作用最适温度为30
℃,光合作用最适温度为25
℃,在25
℃,大气CO2浓度下,测得如下曲线:
当相关条件改变时,相关点的移动有什么规律?
改变因素
A点
B点
C点
D点
提高CO2浓度
/
左移
右移
右上移
降低CO2浓度
/
右移
左移
左下移
25
℃→30
℃
下移
右移
左移
左下移
土壤缺Mg2+
不移
右移
左移
左下移
当相关条件改变时,相关点的移动规律表