1、光合作用光合作用捕获光能的色素和结构叶片中的叶肉细胞叶片中的叶肉细胞绿叶绿叶 叶肉细胞叶肉细胞亚显微结构模式图亚显微结构模式图 叶绿体亚显微叶绿体亚显微 结构模式图结构模式图.与光合作用有关的色素和酶分布在哪里呢？与光合作用有关的色素和酶分布在哪里呢？外膜外膜基粒基粒基质基质内膜内膜类囊体膜类囊体膜在类囊体膜上分布有光合作用所需的在类囊体膜上分布有光合作用所需的 和和 ，在基，在基质中也分布有光合作用所需的质中也分布有光合作用所需的 。色素色素酶酶酶酶色素色素叶绿体基粒的类囊体的薄膜叶绿体基粒的类囊体的薄膜位置位置分类分类叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素叶绿素叶绿素a a叶绿素叶绿素b b叶黄
2、素叶黄素胡萝卜素胡萝卜素功能功能吸收、传递、转化光能。吸收、传递、转化光能。含量占含量占1/4含量占含量占3/4(蓝绿色）蓝绿色）（黄绿色）（黄绿色）（橙黄色）（橙黄色）（黄色）（黄色）少了光合色素会如何呢？（韭黄、叶上白边、少了光合色素会如何呢？（韭黄、叶上白边、白化苗）白化苗）实验:光合色素的提取和分离一、实验原理:1、提取原理：色素能溶解在无水乙醇中。2、分离原理：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。纸层析法二、实验过程1 1、提取色素、提取色素：取适量菠菜叶，加无水乙醇，再取适量菠菜叶，加无水乙
3、醇，再加少许二氧化硅和碳酸钙，迅速加少许二氧化硅和碳酸钙，迅速研磨成匀浆。研磨成匀浆。二氧化硅作用：二氧化硅作用：碳酸钙作用：碳酸钙作用：研磨充分研磨充分防止叶绿素被破坏防止叶绿素被破坏2 2、过滤、过滤 在一小玻璃漏斗基部放一块单层尼龙布将研磨液迅在一小玻璃漏斗基部放一块单层尼龙布将研磨液迅速倒入漏斗中。收集滤液到一个试管中，及时用棉塞速倒入漏斗中。收集滤液到一个试管中，及时用棉塞将试管中塞紧（将试管中塞紧（防止挥发防止挥发）。）。3、制备滤纸条并画线画线要细、直、齐，使色素带平整、不重叠。铅笔线 滤纸条剪去两角是为了在层析过程中,层析液同步到达滤液细线 将滤纸条的一端剪去两角，并在距这一端
4、1cm处用铅笔画一条细的横线4、画滤液线：吸管吸取少量滤液，沿铅笔画的横线均匀画出一条细而直的滤液细线。待滤液干后再画一次，共画34次。重复画几次是使后来的色素带清晰 5、分离叶绿体中的色素、分离叶绿体中的色素层析液培养皿滤液细线高于层析液：防止色素溶于层析液中，导致色素带不清晰。将滤纸条插入层析液中，用棉塞塞紧试管口。注意不能让滤液细线触及层析液。层析液沿着干燥的滤纸由下而上扩散，当扩散到细线时，色素便溶解在层析液中，并随着层析液一起向上扩散，而不同的色素溶解度不同，扩散速度也不同，所以将不同色素分离开。6 6、实验结果分析、实验结果分析色素种类色素种类 色素颜色色素颜色 色素含量色素含量
5、溶解度溶解度 扩散速度扩散速度胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a 叶绿素叶绿素b橙黄色橙黄色黄色黄色蓝绿色蓝绿色黄绿色黄绿色最少最少较少较少最多最多较多较多最高最高较高较高较低较低最低最低最快最快较快较快较慢较慢最慢最慢色素色素叶绿体基粒的类囊体的薄膜叶绿体基粒的类囊体的薄膜位置位置分类分类叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素叶绿素叶绿素a a叶绿素叶绿素b b叶黄素叶黄素胡萝卜素胡萝卜素功能功能吸收、传递、转化光能。吸收、传递、转化光能。含量占含量占1/4含量占含量占3/4(蓝绿色）蓝绿色）（黄绿色）（黄绿色）（橙黄色）（橙黄色）（黄色）（黄色）少了光合色素会如何呢？（韭黄、叶上白边、少
6、了光合色素会如何呢？（韭黄、叶上白边、白化苗）白化苗）7、色素的吸收光谱 光合作用的过程（光反应、暗反应两个阶段）2023-8-192023-8-19下图为高等绿色植物光合作用图解，以下说法正确的是下图为高等绿色植物光合作用图解，以下说法正确的是 ()A是光合色素，分布在叶绿体和细胞质基质中是光合色素，分布在叶绿体和细胞质基质中B是氧气，可参与有氧呼吸是氧气，可参与有氧呼吸C是三碳化合物，能被氧化为是三碳化合物，能被氧化为(CH2O)D是是ATP，在叶绿体基质中生成，在叶绿体基质中生成2023-8-19条件条件C3C5H和和ATP(CH2O)合成量合成量光照停止，CO2不变光照增强，CO2不变
7、光照不变CO2减少光照不变CO2增加，增加减少减少减少减少增加增加增加减少增加增加减少增加减少减少增加C3和C5变化趋势相反 光反应阶段和暗反应阶段的比较光反应阶段和暗反应阶段的比较光反应阶段暗反应阶段条件条件场所场所物质物质变化变化能量变能量变化化联系联系叶绿体类囊状薄膜上叶绿体类囊状薄膜上叶绿体基质中叶绿体基质中必须有光、色素和酶必须有光、色素和酶有光无光均可、多种酶有光无光均可、多种酶光能光能ATPATP中中活跃的化学能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 1 1、光反应为暗反应提供、光反应为暗反应提供HH和和ATPATP；2 2、暗反应为光反应提供、暗反应为光反应提供A
8、DPADP和和PiPi水的光解：水的光解：2H2O4H+O2合成合成ATP：ADP+Pi ATP光光 酶酶光能光能CO2的固定的固定 CO2+C5 2C3C C3 3的还原的还原2C3+H （CH2O）+酶酶 酶酶ATP 光合作用光合作用细胞呼吸细胞呼吸代谢类型代谢类型物质变化物质变化能量变化能量变化实质实质场所场所条件条件联系联系比较光合作用、呼吸作用比较光合作用、呼吸作用光光、色素、酶、色素、酶叶绿体叶绿体细胞质基质、线粒体细胞质基质、线粒体 有光无光均可、酶有光无光均可、酶无机物无机物 有机物有机物有机物有机物 无机物无机物 ATP中活中活 跃化学能跃化学能光能光能糖类等有机物糖类等有机
9、物中稳定化学能中稳定化学能有机物稳有机物稳定的化学定的化学能能 ATP中活中活 跃化学能、跃化学能、热能热能合成有机物，储存能量合成有机物，储存能量分解有机物，释放能量分解有机物，释放能量1.物质：物质：光合作用为呼吸作用提供物质（有机物、光合作用为呼吸作用提供物质（有机物、O2）；）；呼吸作用为光合作用提供原料（呼吸作用为光合作用提供原料（CO2）2.能量：能量：合成代谢合成代谢分解代谢分解代谢合成合成分解分解某班学生以新鲜菠菜叶为材料进行叶绿体中色素的提取和分离的实验时，由于各组操作不同，出现了如图所示的四种不同的层析结果。下列分析最不合理的是A甲可能误用蒸馏水做提取液和层析液B乙可能是因
10、为研磨时未加入SiO2C丙是正确操作得到的理想结果D丁可能是因为研磨时未加入CaCO32023-8-19如图是某植物叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的物质变化示意图，其中为生理过程，ah为物质名称，请据图回答：（1）图中物质b和g分别是_和_（2）过程、发生的场所依次是_和_（3）上述过程中，能够产生ATP的过程是_，必须有氧气参与进行的是_（4）较强光照下，过程中d的移动方向是_（5）假如白天突然中断CO2的供应，则在短时间内f量的变化是_（增加、减少或不变），植物合成糖类等有机物的量变化是_（增加、减少或不变）；假如该植物从光照条件下移到黑暗处，h量的变化是_（增加、减少或不变）2023-8-
11、19化能合成作用化能合成作用 绿色植物以光能为能源来合成有机物，绿色植物以光能为能源来合成有机物，是自养生物。是自养生物。少数细菌利用无机物氧化释放出来的少数细菌利用无机物氧化释放出来的 能量来制作有机物，这种合成作用叫做能量来制作有机物，这种合成作用叫做化化能合成作用能合成作用。如如硝化细菌硝化细菌能将氨氧化成亚硝酸再氧化能将氨氧化成亚硝酸再氧化成硝酸，利用此反应中释放的化学能将二成硝酸，利用此反应中释放的化学能将二氧化碳和水合成为糖类，也是一直自养型氧化碳和水合成为糖类，也是一直自养型生物生物影响光合作用的因素 光合速率：光合作用的强度，又称为光合光合速率：光合作用的强度，又称为光合速率。
12、速率。光合作用速率可以用光合作用速率可以用一定量的植物在单位一定量的植物在单位时间内进行光合作用时间内进行光合作用释放释放O2或或吸收吸收CO2的的量量或或有机物的产生量有机物的产生量来表示来表示。影响光合作用的因素：影响光合作用的因素：内在因素：植物体自身生长发育的不同阶内在因素：植物体自身生长发育的不同阶段、生长状态，叶龄等。段、生长状态，叶龄等。外在因素：光照强度、外在因素：光照强度、CO2浓度、温度、其浓度、温度、其他方面（如水、矿质元素）等。他方面（如水、矿质元素）等。测定光合作用速率的装置总光合作用总光合作用 =净光合作用净光合作用 +呼吸作用呼吸作用 （表观光合作用）（表观光合作
13、用）O2O2的释放量的释放量CO2CO2的吸收量的吸收量有机物的积累量有机物的积累量（真正光合作用）（真正光合作用）O2O2的产生量的产生量CO2CO2的固定量的固定量有机物的产生量有机物的产生量光合作用与呼吸作用的物质联系光合作用与呼吸作用的物质联系=+呼吸作用消耗的呼吸作用消耗的O2呼吸作用产生的呼吸作用产生的CO2呼吸作用消耗的有机物呼吸作用消耗的有机物 B：光补偿点：光补偿点：光合作用和呼吸作用达到平衡时的光照：光合作用和呼吸作用达到平衡时的光照强度，或者光合作用吸收的强度，或者光合作用吸收的CO2量等于呼吸作用释放量等于呼吸作用释放CO2的量的量C：光饱和点：光合速率最大时的光照强度
14、。：光饱和点：光合速率最大时的光照强度。A点：光照强度为零，只有呼吸作用点：光照强度为零，只有呼吸作用光光照照强强度度现采用如图所示方法测定植物叶片光合作用强度，将对称叶片的现采用如图所示方法测定植物叶片光合作用强度，将对称叶片的一半遮光一半遮光(A)，另一半不遮光，另一半不遮光(B)，并采用适当的方法阻止，并采用适当的方法阻止A、B间物质和能量的转移。在适宜光照和温度下照射一段时间，在间物质和能量的转移。在适宜光照和温度下照射一段时间，在A、B中截取对应部分相等面积的叶片，烘干称重，分别记作中截取对应部分相等面积的叶片，烘干称重，分别记作m1和和m2，单位，单位mg/(dm2h)。下列说法正
15、确的是。下列说法正确的是()Am2表示被截取的部分在光照时间内净光合作用的大小表示被截取的部分在光照时间内净光合作用的大小Bm1表示被截取的部分在光照时间内呼吸作用的大小表示被截取的部分在光照时间内呼吸作用的大小C该方法在未测出呼吸作用强度的条件下，能测出实际光合作该方法在未测出呼吸作用强度的条件下，能测出实际光合作用的强度用的强度D(m2m1)表示表示B叶片被截取的部分在光照时间内有机物的积叶片被截取的部分在光照时间内有机物的积累量累量 如图表示某植物在不同光照强度下，单位时间内CO2释放量和O2产生总量的相对变化对植物生理过程分析正确的是（）A光照强度为a时，光合作用强度不为零B光照强度为
16、b时，光合作用与呼吸作用强度相等C光照强度为c时，光合作用强度是呼吸作用强度两倍D光照强度为d时，光合作用从环境中吸收2单位CO2量量 阳生植物的光补偿点和光饱和点大于阴生植物的光补偿阳生植物的光补偿点和光饱和点大于阴生植物的光补偿点和光饱和点。点和光饱和点。应用应用（1 1）间作、套作间作、套作：巧妙搭配各种农作物，从时间和：巧妙搭配各种农作物，从时间和空间上更好的利用光照。空间上更好的利用光照。（2 2）通过）通过合理密植合理密植,增加光合作用面积。增加光合作用面积。（3 3）夏天正午农作物遮阴夏天正午农作物遮阴，阻止气孔关闭，有利于，阻止气孔关闭，有利于提高光合作用强度。提高光合作用强度
17、。2 2、COCO2 2浓度浓度光光合合作作用用的的强强度度CO2浓度浓度ABC植物能够进行光合作用积累有机物质的最低植物能够进行光合作用积累有机物质的最低CO2浓度称为浓度称为CO2补偿点补偿点，例如图中的例如图中的A点。点。在一定范围内，随着在一定范围内，随着CO2浓度的增加，光合作用强度也增加，如图浓度的增加，光合作用强度也增加，如图中中A、B之间范围内。之间范围内。当当CO2浓度继续增加时，光合作用强度不再增加或增加很少，此时浓度继续增加时，光合作用强度不再增加或增加很少，此时的的CO2浓度称为浓度称为CO2的饱和点的饱和点，如图中的，如图中的B点。点。如果如果CO2浓度继续升高，光合
18、作用不但不会增加，反而下降，甚至浓度继续升高，光合作用不但不会增加，反而下降，甚至引起植物引起植物CO2中毒，影响植物正常的生长发育。例如图中中毒，影响植物正常的生长发育。例如图中B、C之间。之间。0CO2的浓度的浓度光合作用的强度光合作用的强度应用应用（1 1）农田：）农田：通风透光通风透光，有利于充分利用光能，有利于充分利用光能和更多的和更多的CO2CO2。（2 2）温室：使用）温室：使用农家肥农家肥和和CO2CO2发生器发生器，提高，提高CO2CO2浓度。浓度。3 3、温度、温度应用：适时播种；白天提高温度，晚上降低温度。例2：例：下图是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合例：下图是夏季
19、晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析回答：作用强度的曲线图。分析回答：1为什么为什么710时的光合作用强度不断增强？时的光合作用强度不断增强？2为什么为什么12时左右的光合作用强度明显减弱？时左右的光合作用强度明显减弱？3为什么为什么1417时的光合作用强度不断下降？时的光合作用强度不断下降？1710时的光照不断增强，所以光合作用强度不断增强。时的光照不断增强，所以光合作用强度不断增强。212时左右的温度很高，蒸腾作用很强，气孔关闭，二氧化碳时左右的温度很高，蒸腾作用很强，气孔关闭，二氧化碳供应减少，所以光合作用强度明显减弱。供应减少，所以光合作用强度明显减弱。31417时的
20、光照不断减弱，所以光合作用强度不断减弱。时的光照不断减弱，所以光合作用强度不断减弱。4 4、矿质元素、矿质元素1）氮氮是催化光合作用过程各种酶以及是催化光合作用过程各种酶以及NADP+和和ATP的重要组成成分。的重要组成成分。2）磷磷也是也是NADP+和和ATP的要组成成分，在维持的要组成成分，在维持叶绿体膜的结构和功能上起着重要作用。叶绿体膜的结构和功能上起着重要作用。3）绿色植物通过光合作用合成糖类、以及将糖）绿色植物通过光合作用合成糖类、以及将糖类运输到块根、块茎和种子等器官，都需要类运输到块根、块茎和种子等器官，都需要钾。钾。4）镁镁是叶绿素的重要组成成分，没有镁就不能是叶绿素的重要组
21、成成分，没有镁就不能合成叶绿素。合成叶绿素。水水在生产上的应用在生产上的应用对光合作用的影响对光合作用的影响外因外因预防干旱预防干旱合理灌溉合理灌溉1.水是光合作用的原料水是光合作用的原料2.水是体内各种化学反应的介质水是体内各种化学反应的介质3.水还影响气孔的开闭水还影响气孔的开闭,间接影响间接影响CO2进入植物体进入植物体5.5.水水P点时，限制光合速率的因素应为点时，限制光合速率的因素应为 所表示的因子，所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。随其因子的不断加强，光合速率不断提高。横坐标横坐标到到Q点时，点时，所表示的因素不再是影响光合速率的因子，所表示的因素不再是影响光合速
22、率的因子，要想提高光合速率，可采取适当要想提高光合速率，可采取适当提高图示的其他因子提高图示的其他因子限制因素：就是瓶颈，阻碍某事物发展的关键性因素。限制因素：就是瓶颈，阻碍某事物发展的关键性因素。改变这个因素，反应速率改变，就是限制因素，改变它对反应速改变这个因素，反应速率改变，就是限制因素，改变它对反应速率不影响，就不是限制因素率不影响，就不是限制因素横坐标横坐标多变量坐标图分析多变量坐标图分析甲、乙、丙三图分别表示几个环境因素对小麦光合作用速率的影响甲、乙、丙三图分别表示几个环境因素对小麦光合作用速率的影响，除各图中所示因素外，其他因素均控制在适中范围。请据图回答，除各图中所示因素外，其
23、他因素均控制在适中范围。请据图回答以下问题：以下问题：(1)(1)甲图甲图P P点，限制小麦光合作用速率的因素为点，限制小麦光合作用速率的因素为 ；乙图；乙图Q Q点，高点，高CO2CO2浓度条件下，若要进一步提高小麦光合作用速率，可尝试采取的浓度条件下，若要进一步提高小麦光合作用速率，可尝试采取的措施是措施是 ；预计丙图；预计丙图Q Q点之后三条曲线的走势为点之后三条曲线的走势为 。(2)(2)干旱初期，小麦光合作用速率下降的主要原因可以用图干旱初期，小麦光合作用速率下降的主要原因可以用图 说明，说明，其具体解释是其具体解释是 。(3)(3)除上述因素外，除上述因素外，也是影响光合作用速率的
24、主要因素之一也是影响光合作用速率的主要因素之一。为探究影响光合作用强度的环境因素，将同一品种的玉米苗置于为探究影响光合作用强度的环境因素，将同一品种的玉米苗置于2525条件下培养，实验结果如图所示下列分析条件下培养，实验结果如图所示下列分析下列分析错误的是（）下列分析错误的是（）A A施肥与施肥与CO2CO2的吸收无关。的吸收无关。B B与与B B点相比，点相比，A A点条件下限制点条件下限制CO2CO2吸收量的主要因素是光照强度。吸收量的主要因素是光照强度。C C与与D D点相比，点相比，C C点条件下限制光合作用强度的因素是土壤含水量。点条件下限制光合作用强度的因素是土壤含水量。D D与与C C点相比，点相比，A A点施肥过少，限制了点施肥过少，限制了CO2CO2的吸收。的吸收。
