1、绿色植物的代谢,回顾：光合作用的基本过程和条件 怎样分析叶绿体中色素的种类、分布和光吸收的特性？能否说明原理？ 叶绿体为光合作用的进行提供了什么条件？ 哪些证据可以说明光合作用的全部过程都是在叶绿体中完成的？ 光合作用发现过程有哪些重要的事实？光合作用的总反应方程式？,如何证明光合作用释放的氧气全部来自水? 光合作用的产物只有糖类吗？ 光反应与暗反应各需要的条件是什么？二者的关系是什么？ 如果以C14O2为原料，C14首先会出现在什么中间产物中？ 假如实验中突然中断光照，叶绿体中C3、C5的水平会随之发生什么变化？如果突然中断CO2的供应，叶绿体中C3、C5的水平又会发生什么变化？,五、光合作
2、用,光合作用的意义：-生物界最基本的物质代谢和能量代谢制造有机物将光能转化为化学能，储存在有机物中净化空气，维持大气中氧气与二氧化碳相对稳定,1、叶绿体色素的吸收光谱,（一）光合色素的种类与功能,叶绿素色素,吸收可见的太阳光,叶绿素：主要吸收红橙光 和蓝紫光,类胡萝卜素：主要吸收蓝紫光,深化拓展： (1)色素的吸收光谱 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。 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收量大，但对其他波长的光并非不吸收，只是吸收量较少。 (2)不同颜色温室大棚的光合效率 无色透明大棚日光中各色光均能透过，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以
3、用无色透明的大棚光合效率最高。 叶绿素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚光合效率最低。,2、叶绿体色素的提取与分离,不溶于水，易溶于酒精、石油醚、丙酮等有机溶剂。,不同的叶绿体色素在层析液中的溶解度不同，随滤纸的扩散速度不同。,材料准备： 研磨提取： 收集滤液：,滤液划线： 层析分离： 色素离层：,分离方法：纸层析法,3.光合色素的种类与作用,（3/4）,（1/4）,蓝绿色 黄绿色,橙黄色 黄 色,主要吸收蓝紫光,主要吸收红光、蓝紫光,叶绿体色素的作用：吸收、传递光能四种色素转化光能只有少数叶绿素a,(1)光照：光是影响叶绿素合成的主要条件：一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。(2)温
4、度：最低24，最适30，最高40温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿 素的合成。低温时，叶绿素分子易被破坏，而使叶片变黄。(3)必需元素：叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶片变黄。另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，叶片变黄。,4影响叶绿素合成的因素,（二）光合作用场所,1. 叶绿体的结构与功能的关系,(1)基粒中的类囊体增大了受光面积。(2)类囊体的薄膜上分布着酶和色素，利于光反应的顺利进行。(3)基质中含有与碳反应有关的酶。,2功能验证1880年美国恩格尔曼的水绵实验,(1)实验过程及现象,黑暗中,光照下
5、,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,(2)实验结论,思考：恩格尔曼实验设计的巧妙之处在于？选择水绵作实验材料，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌确定O2释放的部位，便于观察。没有空气的黑暗环境排除了O2和光的干扰。 设置了对照实验：自变量：光照（照光处与不照光处；黑暗与完全曝光）因变量：好氧细菌的分布,即时突破 例：将培养有水绵的培养皿置于黑暗中一段时间，并阻止氧气进入，此时只有厌氧细菌生长，当水绵被通过分光镜获得的单色光光束照射时(如图)，藻丝上细菌聚集最多的部位是 ( ),A.1、3 B2、3 C3、4 D1、4 解析：该题是恩格尔曼实验的变形，恩格尔
6、曼利用好氧细菌 检验光合作用是否进行，本题采用厌氧细菌。1、4区域是叶 绿素吸收光最多，光合作用最强，产生O2最多的地方。 答案：B,（三）光合作用的过程,1、光合作用中的能量转换,（1）原初反应：,光能,叶绿素a （特殊状态）,全部叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素和绝大多数的叶绿素a,叶绿素a （递e物质）,4H+,H2O,O2,4e,4e,（递e物质）,2NADPH+2H+,能量转换,吸收传递光能,2NADP+,光能电能,（2）电子传递及光合磷酸化伴随电子传递及质子转移生成NADPH，同时偶联了ATP合成（能量暂时储存在NADPH和ATP之中）,ADP+Pi,02,H20,ATP,NADPH,N
7、ADP+,e,光,光,类囊体,电能活跃的化学能,（3）光合碳同化利用ATP和NADPH将CO2还原成糖（ ATP和NADPH中的化学能转存于糖中）,活跃的化学能稳定的化学能,2(2009广东高考)将在黑暗中放置一段时间的叶片均分4块，置于不同的试管中，按下表进行实验，着色最浅叶片所在的试 管是 ( )(注：“”表示具有该条件。)A B C D 解析：绿叶吸收绿光最少，植物在绿光下合成的淀粉最少，与碘液反应着色最浅。答案：D,2、光合作用的过程,【探索一】光合作用的发现过程？,光合作用的发现,碘蒸气处理,一半曝光，一半遮光,在暗处放置几小的叶片,1864年,(德)萨克斯(Julius von S
8、achs)的实验,这个实验证明:,绿叶在光合作用中产生了淀粉,证明：光合作用需要光,结论：,CO2是光合作用的原料之一。,证明：光合作用产生氧气,美国科学家鲁宾和卡门,采用同位素标记法研究光合作用:第一组:CO2+H218O(CH2O)+18O2第二组:C18O2+H2O(CH218O)+O2,证明:光合作用的氧全部来自水.,CO2+,H2O*,(CH2O)+,O2*,光能,叶绿体,光合作用的概念及反应式,总结：,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 放出氧的过程。,【探索二】 光合作用的具体过程可以分为几个阶段？,光合作用的过程,光能,叶
9、绿素a,NADP+,H2O,ATP,NADPH,2C3,CO2,C5,暗反应,光反应,(类囊体的薄膜上),(基质中),ADP+Pi,酶,光合作用的过程,光合作用的过程,光反应类囊体膜,碳反应叶绿体基质,光反应与暗反应的比较,能量变化,物质变化,叶绿体的基质中,类囊体的薄膜上,场所,需多种酶催化,叶绿体色素、光、酶,条件,同化还原CO2为 (CH2O),实质,暗反应,光反应,项目,C3 C5, H 亦减少,气孔关闭,CO2吸收量明显 减少,光合作用条件改变引起的物质变化,叶绿体处于不同的条件下，C3 、C5 、 H 、ATP以及（CH2O）合成量的动态变化：,增加,下降,减少或没有,减少或没有,
10、减少,增加,增加,增加,减少,减少,减少,减少,减少,增加,增加,增加,增加,增加,增加,减少或没有,（四）影响光合作用的因素,1.影响光合作用的植物体内部的因素是什么？2、影响光合作用的主要环境因素有哪些？,适应性：阴生与阳生植物 结构适应：C3与C4植物,CO2浓度、光照强度、温度、水分、矿质营养、氧气,利用所学知识分析以下图片：,（1）光合作用与光照强度的关系： 阴生植物与阳生植物的适应性相同吗？农田作物夏季晴天 “午睡”的主要影响 因素是什么？,0,光合作用与光质的关系： 哪些颜色的光更有利于提高光合作用的效率？,红光、蓝紫光,光照强度： 光 质： 光照时间： 光合面积：,适当提高光照
11、强度,温度大棚使用无色色透明玻璃,延长光合作用时间,合理密植,呼吸速率,光补偿点,光饱和点,A,B,C,B,A,C,光照强度,光合速率,O,呼吸速率,光补偿点,真光合速率,净光合速率,（2）光合作用与CO2浓度的关系： 通常植物处于饥饿状态,光照强度,在生产实践中，通常采取哪些措施提高光合作用效率，达到增产的目的？请说出采取这些措施的原理。 农田通风、增施农家肥、温室使用气肥； 加大昼夜温差、满足必须矿质元素的供应。,二氧化碳,a,b,a,b,c,d,c-CO2补偿点 s-CO2饱和点,水：,光合作用原料，良好溶剂，影响气孔开闭，间接影响CO2吸收措施：合理灌溉。,肥（矿质元素）,N、Mg、F
12、e、Mn与叶绿素合成有关 K、P影响糖类的合成与运输 P参与叶绿体膜结构及能量的传递 措施：合理施肥,合理施肥,温度：,温度影响酶活性： 措施： 适时播种 温室栽培 白天适当提高温度，夜间适当降低温度。,呼吸速率,真光合速率,净光合速率,光合作用受多种生态因素综合作用,温度、光照强度、CO2浓度的综合影响,A,B,C,呼吸作用与光合作用的比较,例科学家研究植物光照强度与光合速率（以氧气释放量表示）的关系时，得到如下曲线。,在图中b点，植物进行光合作用释放的氧气量等于呼吸作用吸收的氧气量；c点以后，光照强度增加，光合速率不再增加。 有人做如下实验，将一些水生植物浸在水族箱中，用太阳灯作为光源，通
13、过改变太阳灯与水族箱之间的距离来改变光照强度，并以植物在光下单位时间内放出的气泡数（氧气量）表示光合速率。测得实验结果如下表：,请分析回答问题：（1）当太阳灯与水族箱的距离大于45cm时，光合作用释放的氧气量 （大、小、等）于呼吸作用吸收的氧气量。 （2）当太阳灯与水族箱的距离从45cm逐渐移到15cm的过程中，光合速率变化相当于曲线图中 段的变化，此时影响光合速率的主要因素是 。 （3）当太阳灯与水族箱的距离小于15cm时，此时影响光合速率主要因素可能是 。,小,BC,光照强度,CO2浓度,4下图为植物光合作用过程图解。请回答下列问题：,（1）图中色素分子分布在叶绿体的 上；表示CO2的 。
14、 （2）光反应的产物中，不参与暗反应的物质是 。 （3）在光照下，若停止CO2供给，细胞内的C3含量将会 。 （4）在黑暗环境中，图中不能发生的反应是 。,囊状结构薄膜,固定,O2,减少,光反应和暗反应,巩固练习,例.科学家在研究光合作用的过程中做了如下实验.在培养小球藻的试管内加入14C标记的CO2,先进行一定强度的光照后,再黑暗处理,分别检测到小球藻体内的三碳化合物和五碳化合物的放射性强度,得出的曲线如下图.请据图回答:,(1) 三碳化合物和五碳化合物都是光合作用_阶段的产物.(2) 曲线I表示的是_的变化趋势.判断依据是:黑暗处理 时,由于光合作用的_阶段终止,不能提供_和_,导致小球藻内_积累.(3) 理论上讲,三碳化合物和五碳化合物的放射性出现较晚的是_.,暗反应,C3,光反应,ATP,【H】,C3,C5,
