《高三生物一轮备考课件光合作用.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三生物一轮备考课件光合作用.pptx（98页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、一、捕获光能的色素一、捕获光能的色素（一）【实验】绿叶中色素的提取和分离1、实验原理：光合色素提取的原理：叶绿体中含有_和_，这两类色素都易溶于 ，不溶于 。利用 可把色素提取出来。有机溶剂水叶绿素类胡萝卜素无水乙醇等光合色素分离的原理：不同色素在 中的 不同，溶解度 的 在滤纸上扩散的速度快，反之则慢。所以不同的色素分子可以在滤纸条上因扩散速度不同而分开，形成不同的 。层析液溶解度大随层析液色素条带2 2、材料用具：、材料用具：新鲜的绿叶，无水乙醇，层析液，二氧化新鲜的绿叶，无水乙醇，层析液，二氧化硅，碳酸钙等。硅，碳酸钙等。实验中几种化学试剂的作用：可增加杵棒与研钵间的摩擦力，破坏细胞结构
2、，使研磨充分。可防止研磨过程中色素（叶绿素）被破坏。用于提取绿叶中的色素。如果没有无水乙醇，可以用体积分数 的乙醇，加入适量的 代替。用于分离提取的混合色素。二氧化硅碳酸钙无水乙醇层析液95%无水碳酸钠1、提取的色素原理？2、分离色素的原理？3、二氧化硅的作用？4、碳酸钙的作用？色素能溶解在有机溶剂无水乙醇各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的则在滤纸上扩散的快。使研磨更加充分提取叶绿体色素的过程中，叶绿素容易被酸性物质破坏，所以一般加入碳酸钙，防止色素被破坏（1）3 3、方法步骤：、方法步骤：注：过滤时，不能用 ，要用 (或脱脂棉)，因为 ，降低滤液中色素的含量，使实验效果不明显滤纸单层
3、尼龙布滤纸可以吸附色素选材要求：叶片要 、颜色要 。研磨要迅速、充分。因为容易挥发；极不稳定，容易被相关的酶水解而被破坏。为了使 、叶绿体完全破裂，从而能提取较多的色素，所以研磨要充分；滤液收集后，要及时用 将试管口塞紧，以免 挥发。鲜嫩深绿乙醇叶绿素细胞棉塞有机溶剂（乙醇）注：滤液对着光看（透射光）：绿色 背着光看（反射光）:红色1 1、色素提取液呈淡黄绿色是什么原因？、色素提取液呈淡黄绿色是什么原因？研磨不充分，色素未能充分提取出来研磨不充分，色素未能充分提取出来称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小溶液浓度小未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被
4、未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏破坏使用的菠菜叶不新鲜，放置时间过久。使用的菠菜叶不新鲜，放置时间过久。2、本实验中使用无水乙醇提取光合色素，在胡萝卜素的提取实验中使用的萃取剂是 ，选择萃取剂的原则是什么？石油醚不与水混溶 有较高的沸点 能够充分溶解胡萝卜素能用无水乙醇作为萃取剂吗？。提取的胡萝卜素可通过 法进行鉴定，在鉴定过程中需要用 对照。不能纸层析法标准胡萝卜素样液(2)制备滤纸条：取干燥处理过的定性滤纸，将其剪成长于宽略小于试管长与宽的滤纸条，并在一端剪去两角（防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快。可以使色素在滤纸条上扩散均匀，便于观察实验结果。），在距这一端1cm处用铅笔画一条
5、细的横线（基线：使得后面划线更直）。(3)画滤液细线：用毛细吸管吸取滤液画线，干燥后，重复画23次（）。注：滤液细线要 、（使分离的色素带平整、不重叠），而且要含有比较多的色素。细直使滤液细线上含较多的色素(4)分离色素：将适量层析液倒入试管中，插入滤纸条（有滤液细线的一端朝下），随后用棉塞塞紧试管口（层析液中的丙酮、苯是有毒物质）。注意：不能让滤纸上的滤液细线触及层析液。如果注意：不能让滤纸上的滤液细线触及层析液。如果触及到层析液，细线上的色素就会溶解到层析液中，触及到层析液，细线上的色素就会溶解到层析液中，而不会在滤纸上扩散开来，便无法得到色素条带。而不会在滤纸上扩散开来，便无法得到色素条
6、带。纸层析纸层析色素带色素带层析液胡萝卜素叶黄素叶绿素 a叶绿素 b滤液细线（蓝绿色）（黄绿色）（橙黄色）（黄色）1.滤纸上色带的排列顺序、宽窄说明什么？宽窄说明各种色素含量的多少。宽窄说明各种色素含量的多少。排列顺序说明各种色素溶解度的大小，从上排列顺序说明各种色素溶解度的大小，从上到下溶解度变小。到下溶解度变小。从色素带的宽度可知色素含量的多少依次为：从色素带的位置可知色素在层析夜中溶解度大小依次是：在滤纸上相邻色素带距离最近的是叶绿素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 叶绿素a 与叶绿素b相邻色素带距离最远的是 。胡萝卜素与叶黄素(6)(6)结果分析：结果
7、分析：(7)(7)实验创新：实验创新：在本实验中在圆形滤纸中央点上叶绿体色素的提在本实验中在圆形滤纸中央点上叶绿体色素的提取液进行层析，会得到近似同心的四个色素环，取液进行层析，会得到近似同心的四个色素环，由内到外依次是黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色。由内到外依次是黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色。如图所示是一个叶绿体中色素分离的实验装置，如图所示是一个叶绿体中色素分离的实验装置，所以应把层析液倒入培养皿中，灯芯起到传递层所以应把层析液倒入培养皿中，灯芯起到传递层析液的目的，把色素滴到析液的目的，把色素滴到a a点让其在定性滤纸上点让其在定性滤纸上扩散，四个圆圈中扩散最慢的即为圆圈最小的，扩散，四个
8、圆圈中扩散最慢的即为圆圈最小的，它应该是呈黄绿色的叶绿素它应该是呈黄绿色的叶绿素b b。分析：分别在分析：分别在A A、B B、C C三个研钵中加三个研钵中加5 5克剪碎的克剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按下表所示添加试剂，经研新鲜菠菜绿叶，并按下表所示添加试剂，经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液，即：深绿磨、过滤得到三种不同颜色的溶液，即：深绿色、黄绿色（或褐色）、几乎无色。色、黄绿色（或褐色）、几乎无色。处理处理A AB BC CSiOSiO2 2（少量）（少量）+CaCOCaCO3 3（少量）（少量）+无水乙醇（无水乙醇（1010毫升）毫升）+蒸馏水（蒸馏水（1010毫升）毫升）+注：“+”表示
9、加；“”表示不加。试回答：（1）A处理得到的溶液颜色是 ，原因是 。（2）B处理得到的溶液颜色是 ，原因是 。（3）C处理得到的溶液颜色是 ，原因是 。黄绿色几乎无色深绿色部分叶绿素受到破坏叶绿体中的色素溶于乙醇中叶绿体中的色素不溶于水设计：实验结束几天后，乙、丙两同学发现部分设计：实验结束几天后，乙、丙两同学发现部分预留叶片已变黄。乙同学认为这是由于叶片中某预留叶片已变黄。乙同学认为这是由于叶片中某些色素降解所造成的，丙同学则认为某些色素含些色素降解所造成的，丙同学则认为某些色素含量增加。根据所学知识，你将如何设计实验来判量增加。根据所学知识，你将如何设计实验来判断两个同学的观点是否正确？断
10、两个同学的观点是否正确？从预留的叶片中挑选出足量的、份量相等、从预留的叶片中挑选出足量的、份量相等、大小相近的已变黄的叶片和尚未变黄的叶片为实大小相近的已变黄的叶片和尚未变黄的叶片为实验材料，在相同条件下，再次进行叶绿体色素的验材料，在相同条件下，再次进行叶绿体色素的提取分离实验，测定和记录实验结果，比较这两提取分离实验，测定和记录实验结果，比较这两种叶片各种色素的组成及含量后，得出结论。种叶片各种色素的组成及含量后，得出结论。（二）叶绿体色素的功能（二）叶绿体色素的功能吸收，传递（吸收，传递（4 4种色素），转化光能（只有少种色素），转化光能（只有少量的叶绿素量的叶绿素a a把光能转为电能）
11、把光能转为电能）可见光叶绿素叶绿素类胡萝卜素色素溶液叶绿体中的色素只吸收可见光，而对和等不吸收。叶绿素a和、叶绿素b主要吸收 ，胡萝卜素和叶黄素主要吸收 。但对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量相对较少。对 吸收最少，故被反射出来，叶片呈绿色。红光和蓝紫光蓝紫光紫外光红外光绿光拓展拓展1 1：色素吸收光谱的应用：色素吸收光谱的应用 不同颜色温室大棚的光合效率不同颜色温室大棚的光合效率 1 1、无色透明大棚日光中各色光、无色透明大棚日光中各色光 ，有色大棚主要透过有色大棚主要透过 ，其他光被其吸，其他光被其吸收，所以用无色透明的大棚光合效率收，所以用无色透明的大棚光合效率 。2 2、叶绿素对绿光
12、吸收量、叶绿素对绿光吸收量 ，因此绿色塑料，因此绿色塑料大棚光合速率大棚光合速率 。均能透过同色光最高少最低拓展拓展2 2：色素与叶片颜色：色素与叶片颜色 正常绿色：正常叶子的叶绿素和类胡萝卜素的比例为，且对吸收最少，所以正常叶片总是呈现绿色。叶色变黄：寒冷时，分子易被破坏，较稳定，显示出的颜色，叶子变黄。叶色变红：秋天降温时，植物体为适应寒冷，体内积累了较多的，有利于形成红色的花素，而叶绿素因逐渐降解,叶子呈现红色3:1绿光叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素可溶性糖寒冷拓展拓展3 3：影响叶绿素合成的因素：影响叶绿素合成的因素 1.1.光照：光是影响光照：光是影响 的的主要条件主要条件，一，一般植物
13、在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。黄。2.2.温度：温度可影响与温度：温度可影响与 的活的活性，进而影响叶绿素的合成性，进而影响叶绿素的合成。低温（秋末）时，。低温（秋末）时，叶绿素分子易被破坏，而使叶子变黄。叶绿素分子易被破坏，而使叶子变黄。3.3.必需元素：必需元素：叶绿素中含叶绿素中含 等必需元素，若等必需元素，若缺乏将导致叶绿素无法合成缺乏将导致叶绿素无法合成，叶变黄。另外，叶变黄。另外，FeFe是是叶绿素合成过程中叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分某些酶的辅助成分，缺缺FeFe也将导致叶绿素合成受阻也将导致叶绿素合成受阻，叶变黄。，叶变黄。叶
14、绿素合成叶绿素合成有关的酶N、Mg（例如韭黄，蒜黄）（例如韭黄，蒜黄）二、叶绿体的结构和功能二、叶绿体的结构和功能1、结构：一般呈扁平的椭球形或球形基粒构成：由囊状结构的 堆叠而成，增大了 面积重要成分：与光合作用有关的 和 。基质：含有与 反应有关的酶薄膜薄膜受光受光色素色素酶酶暗暗注：叶绿体内含有注：叶绿体内含有DNA,RNADNA,RNA，核糖体等，是半自，核糖体等，是半自主性细胞器，能相对独立完成复制、转录、翻译。主性细胞器，能相对独立完成复制、转录、翻译。二、叶绿体的结构和功能二、叶绿体的结构和功能2、功能：进行 的场所 思考：1能进行光合作用的生物一定含有叶绿体吗？2叶绿素一定存在
15、于叶绿体中吗？光合作用叶绿体基因控制某些蛋白质的合成。叶绿体基因控制某些蛋白质的合成。不一定，如蓝藻。不一定，如蓝藻的叶绿素、藻蓝素存在于光合片层薄膜上。二、叶绿体的结构和功能二、叶绿体的结构和功能1直到18世纪中期，人们一直以为只有土壤中的 是植物建造自身的原料。水分21771年，英国的普利斯特利的实验证实：植物可以 因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变得污浊的 。更新空气三、光合作用的探索历程三、光合作用的探索历程普利斯特利的实验：结结论论：植植物物能能够够更更新空气。新空气。1直到18世纪中期，人们一直以为只有土壤中的 是植物建造自身的原料。水分21771年，英国的普利斯特利的实验证实：植物可以
16、因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变得污浊的 。更新空气当时普利斯特利没有意识到在植物更新空气中的作用，由于当时不知道空气的组分，所以并不知道更新了空气中的什么成分。光三、光合作用的探索历程三、光合作用的探索历程3、1779 荷兰，英格豪斯：植物只有 才能更新空气；并且需要 才能更新空气。绿叶阳光三、光合作用的探索历程三、光合作用的探索历程4 417851785年，随着空气组成成分的发现，人们才明年，随着空气组成成分的发现，人们才明确绿叶在光下放出的气体是确绿叶在光下放出的气体是 ，吸收的是，吸收的是 。氧气二氧化碳5 518451845年，德国科学家梅耶根据能量转化与守恒年，德国科学家梅耶根据能量转化
17、与守恒定律提出，植物进行光合作用时，把定律提出，植物进行光合作用时，把 转化成转化成储存起来。储存起来。光能化学能6 618641864年，德国的萨克斯的实验证实了光合作用年，德国的萨克斯的实验证实了光合作用的产物还有的产物还有 。淀粉三、光合作用的探索历程三、光合作用的探索历程萨克斯实验黑暗处理黑暗处理一昼夜一昼夜让一张叶片一半曝让一张叶片一半曝光一半遮光光一半遮光遮光部分不变蓝曝光变蓝1 1为什么对天竺葵先进行暗处理？为什么对天竺葵先进行暗处理？暗处理是为了将叶片内原有的淀粉耗尽。2 2为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢？为了进行对照。3 3这个实验说
18、明了什么问题？这个实验说明了什么问题？碘遇淀粉变蓝，结果证明绿叶在光下制造了淀粉。萨克斯实验萨克斯实验(1)相互对照，自变量为照光和遮光(2)实验关键是饥饿处理萨克斯实验萨克斯实验1 1、要保证实现期结果，必须满足哪些条件？、要保证实现期结果，必须满足哪些条件？光照充足、足够时间、光照充足、足够时间、COCO2 2浓度适宜、温度适浓度适宜、温度适宜等。宜等。2 2、如果黑暗和曝光部分均没有出现蓝色，可、如果黑暗和曝光部分均没有出现蓝色，可能的原因是什么？能的原因是什么？没有积累淀粉（具体原因多）没有积累淀粉（具体原因多）3 3、如果黑暗和曝光部分均出现蓝色，可能的、如果黑暗和曝光部分均出现蓝色
19、，可能的原因是什么？原因是什么？黑暗条件下原有淀粉没有分解完黑暗条件下原有淀粉没有分解完萨克斯实验萨克斯实验7.1880美国，恩吉(格)尔曼：光合作用的场所在 。光合作用主要吸收 。叶绿体红光和蓝紫光实验材料：水绵（叶绿体呈带状，易观察），好氧细菌水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察水绵优点：水绵优点：好氧细菌优点：好氧细菌优点：好氧细菌可确定释放氧气多的部位好氧细菌可确定释放氧气多的部位三、光合作用的探索历程三、光合作用的探索历程自身对照（光照与黑暗）自身对照（光照与黑暗）结论：光合作用的场所是叶绿体结论：光合作用的场所是叶绿体恩吉尔曼的水绵实验一：恩吉尔曼的
20、水绵实验一：结论:光合作用主要吸收红光和蓝紫恩吉尔曼的水绵实验二：恩吉尔曼的水绵实验二：实验设计实验设计“四妙四妙”(1)(1)实验材料选得妙：实验材料选择水绵和好氧细实验材料选得妙：实验材料选择水绵和好氧细菌。水绵的菌。水绵的叶绿体呈螺旋式带状叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用，便于观察；用好好氧细菌可确定释放氧气多的部位氧细菌可确定释放氧气多的部位。(2)(2)排除干扰的方法妙排除干扰的方法妙：没有空气的黑暗环境：没有空气的黑暗环境，排，排除了氧气和光的干扰。除了氧气和光的干扰。(3)(3)观测指标设计的妙：用极细的光束点状投射，观测指标设计的妙：用极细的光束点状投射，叶绿体上可分为获得光照
21、多和光照少的部位，相当叶绿体上可分为获得光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验。于一组对比实验。(4)(4)实验对照设计的妙：进行实验对照设计的妙：进行黑暗黑暗(局部光照局部光照)和曝和曝光光对比实验，明确实验结果完全是光照引起的等。对比实验，明确实验结果完全是光照引起的等。例:为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是A光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液B光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液C黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液D黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液B当堂检测当堂检测81939年，
22、美国的鲁宾和卡门利用 法证明了光合作用释放的 来自 。同位素标记氧气水CO218O2H218O光照射下的光照射下的小球藻悬液小球藻悬液C18O2O2H2O三、光合作用的探索历程三、光合作用的探索历程设置了对照实验，设置了对照实验，自变量：标记物（自变量：标记物（H H2 21818O O和和C C1818O O2 2）因变量：因变量：O O2 2的放射性的放射性结论：光合作用释放的氧气来自水结论：光合作用释放的氧气来自水920世纪40年代，美国的卡尔文，利用同位素标记技术最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成 中碳的途径，这一途径被称为 。（材料：小球藻）有机物卡尔文循环三、光合作用的探索历
23、程三、光合作用的探索历程卡尔文循环即为暗反应过程。卡尔文循环即为暗反应过程。三、光合作用（一）光合作用概念：指绿色植物通过叶绿体，利用 ，把二氧化碳和水转变成储存 的 ，并且释放出 的过程光能能量有机物氧气（二）光合作用过程：2、过程分析：光反应阶段：条件：。场所：。有光、色素、酶叶绿体类囊体薄膜过程：水的光解：ATP的合成：物质变化：能量变化：意义：H2O O2+HADP+Pi ATP光能转换为ATP中的活跃化学能 生成氧气 为暗反应提供能量与H2、过程分析：暗反应阶段：条件：。场所：。有光无光均可、酶叶绿体基质过程：CO2的固定：C3的还原：物质变化：能量变化：意义：CO2 （CH2O）A
24、TP ADP+PiATP中的活跃化学能转换为有机物中的稳定化学能 生成有机物 储存能量3、光反应与暗反应的区别联系区别区别光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段所需条件所需条件 必须有必须有 。本身不需要光照本身不需要光照进行场所进行场所 类囊体的类囊体的 上上叶绿体的叶绿体的 中中物质变化物质变化H H2 2O O分解成分解成 ；形成形成 。二氧化碳被二氧化碳被 固定固定成成C C3 3；C C3 3被被 还原，还原，形成形成 ；ATPATP水解转化成水解转化成ADPADP；能量转换能量转换光能转变为化学能，光能转变为化学能，储存在储存在 中中ATPATP中的化学能转化为中的化学能转化为糖
25、类中储存的化学能。糖类中储存的化学能。光照薄膜基质O2+HATPC5H(CH2O)ATP联系：光反应阶段产生的 ，为暗反应阶段的 过程提供还原剂和能量；暗反应阶段消耗ATP后产生的ADP、Pi则又可用于光反应阶段。光反应和暗反应是相互影响的。H与ATPC3的还原4、总反应式:5、实质：把 物转变成 物，把 转变成 能。无机有机光能有机物中的化学CO2+H2O （CH2O）+O2光能光能叶绿体叶绿体6 6、当外界条件、当外界条件骤变骤变时，光反应和暗反时，光反应和暗反应中物质变化情况应中物质变化情况条件条件首先变首先变化物质化物质随后变随后变化物质化物质（CHCH2 2O O）合）合成量成量CO
26、CO2 2供应不变供应不变 突然光照突然光照HH、ATP ATP C C3 3C C5 5 COCO2 2供应不变供应不变 停止光照停止光照HH、ATP ATP C C3 3C C5 5 光照不变光照不变 COCO2 2供应增加供应增加C C3 3C C5 5HH、ATPATP 光照不变光照不变 COCO2 2供应停止供应停止C C3 3C C5 5HH、ATPATP 光照不变，光照不变，COCO2 2供应不变供应不变糖类运输受阻糖类运输受阻C C3 3 C C5 5 HH、ATPATP 增加增加减少减少减少增加增加减少增加增加减少减少增加减少增加增加增加减少减少减少6 6、当外界条件、当外界
27、条件骤变骤变时，光反应和暗反时，光反应和暗反应中物质变化情况应中物质变化情况注：要理解这种变化是瞬时的 一般情况下，C3的含量是C5含量的2倍。（三）农业生产中提高光能利用率采取的方法:1、延长光照时间，如：补充人工光照、多季种植（轮作）2、增加光照面积，如：合理密植、套种（间作）3、光照强弱的控制：阳生植物（强光），阴生植物（弱光）4、适当提高CO2浓度，如：多施农家肥5、适当提高白天温度（降低夜间温度）6、必需矿质元素的适当供应拓展：拓展：对于绿色植物，植物生长的快慢取决于有机物积累的多少。白天同时进行光合作用和呼吸作用，晚上只进行呼吸作用。总光合作用强度=呼吸作用强度+净光合作用强度光合
28、速率呼吸速率判断以下几图的呼吸强度与光合强度的关系：总光合作用强度=呼吸作用强度+净光合作用强度光合速率=呼吸速率总光合作用强度=呼吸作用强度+净光合作用强度光合速率呼吸速率总光合作用强度=呼吸作用强度+净光合作用强度光合速率呼吸速率 光合速率 呼吸速率 光合速率呼吸速率拓展：拓展：总（真正/实际）光合作用强度（速度）：对于绿色植物，植物生长的快慢取决于有机物积累的多少。白天同时进行光合作用和呼吸作用，晚上只进行呼吸作用。植物在单位时间内通过光合作用消耗的反应底物量或生成的产物数量，一般用CO2的消耗量（利用量/固定量）或O2的生成量（产生量）或有机物的生成量（产生量/制造量）表示。总光合作用
29、强度=呼吸作用强度+净光合作用强度呼吸作用强度（速度）：一般用有机物的消耗量（利用量）或O2的消耗量（利用量）或CO2的生成量（产生量/释放量）表示。净（表观）光合作用强度（速度）：一般用CO2的吸收量或O2的释放量或有机物的积累量表示。光合作用细胞呼吸发生范围含光合色素的细胞所有活细胞与光关系在光下才能进行与光无关，时刻在进行场所叶绿体（除原核细胞）细胞质基质和线粒体物质变化合成有机物分解有机物能量变化储能，光能化学能 放能，化学能热能 ATP实质合成有机物，储存能量分解有机物，释放能量类型比较项目 C：H：O：CO2C3（CH2O）CO2暗反应暗反应呼吸C3呼吸呼吸 呼吸光反应呼吸H2O（
30、CH2O）HH2OH光反应暗反应呼吸H2OH2O（周围空气中）O2（周围空气中）CO2H2O（CH2O）蒸腾作用暗反应ATP+H2OADP（含标记的O）+Pi+能量酶光合作用与细胞呼吸的关系二、光合作用与呼吸作用的联系1.物质变化（循环、反复）光能光能ATPATP（NADPHNADPH）（CHCH2 2O O）光反应光反应暗反应暗反应热能热能ATPATP各项生命活动各项生命活动细胞呼吸细胞呼吸光合作用与细胞呼吸的关系二、光合作用与呼吸作用的联系2.能量转化（单向、递减）光合作用与细胞呼吸的关系二、光合作用与呼吸作用的联系3.3.光合作用和呼吸作用过程中的气体变化光合作用和呼吸作用过程中的气体变
31、化光合作用总反应式：光合作用总反应式：简式：计算式：（CH2O）+O2CO2+H2O 光叶绿体C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O光叶绿体有氧呼吸总反应式：有氧呼吸总反应式：C6H12O6+6H2O+6O2 酶6CO2+12H2O+能量总光合作用强度总光合作用强度=呼吸作用强度呼吸作用强度+净光合作用强度净光合作用强度有机物的生成量有机物的生成量=有机物消耗量有机物消耗量+有机物积累量有机物积累量 O O2 2的生成量的生成量 =O=O2 2的消耗量的消耗量+O+O2 2的释放量的释放量 COCO2 2的消耗量的消耗量=CO=CO2 2的释放量的释放量+CO+CO2 2的吸收量
32、的吸收量六、光合作用的影响因素六、光合作用的影响因素 1、光照强度对光合作用强度的影响（1）原理分析：光照强度影响光合速率的原理是通过直接影响 阶段，制约 的产生，进而制约 阶段。光反应ATP和H暗反应（2）曲线解读（此曲线可理解为 光合速率曲线）净A点：光照强度为 ，此时只进行 ，释放的CO2量，OA可表示此时 的强度。0时呼吸作用呼吸作用B点：细胞呼吸释放的CO2与光合作用消耗的CO2一样多，即光合作用强度 细胞呼吸强度（光照强度只有在 B点时，植物才能正常生长），B点所示光照强度称为 。等于大于光补偿点AB段：随光照强度 ，光合作用强度也 ，CO2释放量逐渐 ，这是因为细胞呼吸释放的CO
33、2有一部分用于 ，此时细胞呼吸强度 （、或）光合作用强度。增强增强减少光合作用BC段：表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断 ，到C点以后光合作用强度不再随光照增大而增大了，C点所对应光照强度称为 。限制C点的主要环境因素是温度与CO2浓度，内部因素主要是 。增强光饱和点色素与酶的含量（3）关于A点、B点、C点的变化情况分析 阴生植物光补偿点、光饱和点均比阳生植物低，如下图的虚线；1、光照强度对光合作用强度的影响降低CO2浓度:A点基本不变,B点（光补偿点）向 移动,C点向 移动。光饱和点向 移动；升高CO2浓度情况则相反。右左下方左缺水情况下，会影响CO2的供应，进而影响光补偿点、光饱和
34、点的变化。缺乏矿质元素导致光合色素减少，影响酶的合成，则光补偿点 ，在坐标图上向 移动，光饱和点 ，在坐标图上向 移动。增大右减小左改变条件有利于光合作用时，补偿点左移，饱和点右移，光合作用最大值点右上移。植物光合午休现象温度影响光合作用速率的同时还要影响呼吸作用速率，但一般对呼吸作用的影响 对光合作用的影响，在一定温度范围内，温度升高，A点将 移；B点 移。导致酶的活性增强的情况下，光饱和点 移，即光饱和点 。大于右下右增大（4）应用：间作套种农作物的种类搭配，林带树种的合理配置，可充分利用光能；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。在一个密闭透明玻璃瓶内放一盆栽植株，检测一昼夜瓶内空气中O2
35、，CO2含量变化得下图。abceo24时间fd空气中co2浓度1、图中光合作用等于呼吸作用的有哪些点？c、e两个2、经过24小时后，该植物是否有生长现象？有，因为f点低于a点，说明24小时密闭空间中的CO2含量下降，形成有机物积累于植物体内。3、有机物含量最多的时候对应哪个点？e点abceo24 时间fd空气中co2浓度4、曲线中的什么可以反映光合速率？斜率5、C点时，该植物的一个叶肉细胞中的呼吸作用强度与光合作用强度的关系是？可能相等或者不等6、如果纵坐标改为O2浓度，曲线怎么变化？关于横坐标对称abceo24 时间fd空气中co2浓度2、CO2浓度对光合作用强度的影响（1）原理分析：CO2
36、浓度影响光合作用的原理是通过直接影响 阶段，制约 生成。暗反应C3（2）曲线解读：图1和图2都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度的增大而 ，但当CO2浓度增加到一定范围后，光合作用速率 。增大不再增加图1中A点表示光合作用速率 细胞呼吸速率时的CO2浓度，即A点表示 ；图2中A点表示进行光合作用所需的 环境CO2浓度。等于CO2补偿点最低图1和图2中的B和B点都表示 。CO2饱和点一定范围内增大光照强度，A点(CO2补偿点)向 移，B点(CO2饱和点)向 移动。降低光照强度情况则相反。缺乏矿质元素导致光合色素减少，影响酶的合成，则A点(CO2补偿点)向 移，B点(CO2饱和点)向 移动
37、。在一定温度范围内，温度升高，A点(CO2补偿点)向 移。导致酶的活性增强的情况下，B点(CO2饱和点)向 移动。左右右左右右（4）应用：在农业生产上可以通过“正其行、通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光能利用率。3 3、温度对光合作用速率的影响、温度对光合作用速率的影响温度主要是通过影响与光合作用有关而影响光合作用速率。酶的活性应用：冬天，温室栽培可适当提高温度，也可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物的积累。超过最适温度，随温度升高光饱和点 移动，即光饱和点 （增大、减小、不变），光合速率下降。向左减小4 4、
38、必需元素供应对光合速率的影响、必需元素供应对光合速率的影响在一定浓度范围内，增大必需元素的供应，可 光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度 ，而导致植物 。过高渗透失水而萎蔫5 5、水分的供应对光合作用速率的影响、水分的供应对光合作用速率的影响影响：水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用光反应阶段，又会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合作用。植物的午休现象：拓展：夏季的一天中 CO2 吸收和释放变化曲线图：光合作用产物的积累量最大。E点叶片表皮气孔部分关闭，出现“光合午休”现象。C点光合作用强度大于细胞呼吸强度；植物体内有机物的总量增加；环境中CO2量减少
39、，O2量增加。AE光合作用强度等于细胞呼吸强度，CO2的吸收和释放达到动态平衡；植物体内有机物的总量不变，环境中CO2量不变，O2量不变。A点和E点清晨和傍晚光照较弱，光合作用强度小于细胞呼吸强度；植物体内有机物的总量减少，环境中CO2量增加，O2量减少。NA和EP光合作用与呼吸作用同时进行。NP夜晚植物只进行细胞呼吸；植物体内有机物的总量减少，环境中CO2量增加，O2量减小。MN和PQ植物能否正常生长？植物能否正常生长？6 6、叶面积指数对光合作用的影响、叶面积指数对光合作用的影响MNPQ图像分析：OA段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，A点为光合作用面积的饱和点。随叶面积的增
40、大，光合作用强度不再增加，原因是 。OB段表明干物质量随光合作用增加而增加，而由于A点以后光合作用强度不再增加，但叶片随叶面积的不断增加，呼吸量(OC段)不断增加，所以干物质积累量不断降低(BC段)。应用分析：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。封行过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费有很多叶被遮挡，光照不足MNPQ7 7、内部因素对光合作用速率的影响、内部因素对光合作用速率的影响（1）同一植物的不同生长发育阶段（2）同一叶片的不同生长发育时期曲线分析：AB段：随幼叶发育为壮叶，叶面积增大，叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合速率增大；BC
41、段：老叶内叶绿素被破坏，光合速率随之下降。7 7、内部因素对光合作用速率的影响、内部因素对光合作用速率的影响应用：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬菜及时换新叶，都是根据其原理，可降低其细胞呼吸消耗的有机物。8、多因子变量对光合作用速率影响的分析(外界因素)曲线分析：P点之前，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。当到Q点时，横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合作用酶的活性，提高光合速率，也可同时充入适量的CO2进一
42、步提高光合速率，当温度适宜时，要适当提高光照强度和CO2浓度以提高光合速率。五、【实验】探究光照强度对光合作用强度的影响及应用实验流程：1、打出小圆形叶片（30片）：用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出（直径1cm）。2、抽出叶片内气体：用注射器（内有清水、小圆形叶片）抽出叶片内气体（O2等）。五、【实验】探究光照强度对光合作用强度的影响及应用3、小圆形叶片沉水底：将内部气体逸出的小圆形叶片放入黑暗处盛清水的烧杯中，小圆形叶片全部沉到水底。五、【实验】探究光照强度对光合作用强度的影响及应用4、对照实验及结果小圆形小圆形叶片叶片加富含加富含COCO2 2的清水的清水光照光照强度强度叶片浮起叶片浮起数量
43、数量甲甲1010片片20mL20mL强强多多乙乙1010片片20mL20mL中中中中丙丙1010片片20mL20mL弱弱少少五、【实验】探究光照强度对光合作用强度的影响及应用5、实验结论：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（小圆形叶片中产生的O2多，浮起的多）。6、实验装置(如下图)五、【实验】探究光照强度对光合作用强度的影响及应用注：试验中的自变量是：，可以用光源的距离或者灯泡的功率（W）来控制。因变量是：，可以用上浮的小圆叶片的数量来表示。光照强度光合作用的强度四、化能合成作用（一）概念：某些细菌利用体外环境中的某些 氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用。（二）
44、实例：硝化细菌能利用 氧化成HNO2和HNO3时所释放的 ，将二氧化碳和水合成为 。无机物NH3化学能糖类土壤中硝化细菌的化能合成作用：（三）化能合成作用与光合作用的异同联系：本质一样，都是将 等无机物直接合成为有机物。进行化能合成作用、光合作用的生物都是 生物，在生态系统中都属于 。区别：光合作用是将 储存在有机物中，化能合成作用是将 时释放的化学能转变储存在有机物中。CO2和水自养型生产者无机物氧化光能转变为化学能（四）自养生物和异养生物1、自养生物：绿色植物和硝化细菌都能将无机物转化为自身组成物质，因此属于自养生物。2、异养生物：人、动物、真菌以及大多数细菌只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动，属于异养生物。