高一生物光合作用

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1、高一生物光合作用高一生物光合作用1.绿叶中色素的提取与分离绿叶中色素的提取与分离分离原理：四种色素在层析液中溶解度不同，因而随层析液在滤纸上扩散速度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，据此原理可使各色素分离开来。第1页/共60页方法与步骤方法与步骤分离色分离色素素第2页/共60页1 /43 /4色素的种类色素的种类第3页/共60页色素的吸收光谱色素的吸收光谱能得出什么结论？能得出什么结论？ 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。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。类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。第4页/共60页 叶片为什么呈绿色？叶片为什么呈绿色？秋天叶片变黄的原因？秋天叶

2、片变黄的原因？温度降低，叶绿素分解，类胡萝卜素比较稳定，温度降低，叶绿素分解，类胡萝卜素比较稳定，表现出类胡萝卜素颜色。表现出类胡萝卜素颜色。秋天叶片变红的原因？秋天叶片变红的原因？叶绿素因低温而分解，液泡中红色的花青素含量叶绿素因低温而分解，液泡中红色的花青素含量增加。增加。 叶绿素是类胡萝卜素的叶绿素是类胡萝卜素的3倍；倍；两类色素对绿光两类色素对绿光吸收的最少，绿光被大量反射出来。吸收的最少，绿光被大量反射出来。第5页/共60页实验中黑暗处理消耗有机物时需在有光条件实验中黑暗处理消耗有机物时需在有光条件下操作，观察最好选用什么颜色的灯？下操作，观察最好选用什么颜色的灯？ 绿色，这样对实验

3、影响最小。绿色，这样对实验影响最小。温室栽培用什么颜色的塑料大棚最好？温室栽培用什么颜色的塑料大棚最好？无色。无色。无色透明大棚各色光均能透过，两类色素无色透明大棚各色光均能透过，两类色素除吸收红光和蓝紫光外，对其它色素也有不同程除吸收红光和蓝紫光外，对其它色素也有不同程度的吸收。度的吸收。用什么颜色的塑料大棚光合效率最低？用什么颜色的塑料大棚光合效率最低？ 绿色，有色大棚主要透过同色光绿色，有色大棚主要透过同色光,植物对绿光植物对绿光吸收最少。吸收最少。第6页/共60页法合成，叶片变黄。另外，法合成，叶片变黄。另外，Fe是是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺分

4、，缺Fe也将导致叶绿素合成受也将导致叶绿素合成受阻。阻。第7页/共60页叶绿体的结构叶绿体的结构外外膜膜内内膜膜基基粒粒基基质质类囊体类囊体捕获光能的色素分布在捕获光能的色素分布在_类囊体的薄膜上类囊体的薄膜上叶绿体中的色素仅仅是吸收光能么？叶绿体中的色素仅仅是吸收光能么？第8页/共60页 绿色植物通过绿色植物通过叶绿体叶绿体，利用，利用光能光能，把，把CO2和和H2O转化成储存能量的转化成储存能量的有机物有机物，并，并释放出释放出O2的过程。的过程。反应物、条件、反应物、条件、场所、生成物场所、生成物CO2H2O （CH2O）O2光能光能叶绿体叶绿体糖类糖类第9页/共60页光合作用的具体过程

5、可以分为几个阶段？光合作用的具体过程可以分为几个阶段？第10页/共60页三、光合作用的过程三、光合作用的过程光反应光反应暗反应暗反应第11页/共60页思考：暗反应为什么称之为思考：暗反应为什么称之为“暗暗”反应？反应？ 暗反应在光下能不能进行？暗反应在光下能不能进行？H 2 O 光光 H + O 2酶酶A D P + Pi +能量能量A T P光光反反应应水的光解：水的光解：ATPATP的形成：的形成：光光合合作作用用酶酶 2 C 3C O 2 +C 5H ATP酶酶C 6 H12 O 62 C 3暗暗反反应应C O 2的固定：的固定：C O 2的还原：的还原：第12页/共60页 CO2 +

6、2H2O* 光能光能叶绿体叶绿体(CH2O)+ H2O + O2*CO2H2O （CH2O）O2光能光能叶绿体叶绿体糖类糖类呼吸作用：呼吸作用：C6H12O66O26H2O 6CO212H2O能量能量酶酶第13页/共60页光反应光反应暗反应暗反应条条 件件场场 所所物质变化物质变化能量变化能量变化产产 物物原原 料料速速 度度联联 系系 光、色素、酶光、色素、酶 HH、ATPATP、多种酶、多种酶基粒（类囊体的薄膜）基粒（类囊体的薄膜） 基基 质质1. 1. 水的光解水的光解 1. CO1. CO2 2的固定的固定2. H2. H、ATPATP的合成的合成 2. C2. C3 3化合物的还原化

7、合物的还原 3. ATP 3. ATP水解水解光能光能 ATPATP中活跃中活跃 ATPATP中活跃的化学能中活跃的化学能的化学能的化学能 有机物中稳定的化学能有机物中稳定的化学能 ATP、H、O2 （CH2O）、）、ADP、Pi等等H2O CO2快，以微秒计。快，以微秒计。 较缓慢。较缓慢。光反应为暗反应提供了光反应为暗反应提供了HH和和ATPATP，暗反应为光反应，暗反应为光反应提供提供ADPADP、PiPi和和NADPNADP+ +，且暗反应是光反应的继续。，且暗反应是光反应的继续。第14页/共60页四、光照、四、光照、COCO2 2浓度骤变对植物细胞内浓度骤变对植物细胞内C C3 3、

8、C C5 5、HH、ATPATP、（、（CHCH2 2O O）合成量影响）合成量影响 第15页/共60页五、化能合成作用五、化能合成作用自养生物自养生物 利用环境中某些利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量无机物氧化时所释放的能量来来制造有机物。少数的制造有机物。少数的细菌，如硝化细菌细菌，如硝化细菌。光能自养生物光能自养生物化能自养生物化能自养生物2NH2NH3 3+3O3O2 22HNO2HNO2 2+2H+2H2 2O+O+能量能量硝化细菌硝化细菌2HNO2HNO2 2+O+O2 2硝化细菌硝化细菌2HNO2HNO3 3+ +能量能量CO2+H2O（CH2O） +O2硝化细菌硝化细菌异养

9、生物异养生物 只能利用环境中只能利用环境中现成的有机物现成的有机物来维持自身的生来维持自身的生命活动。例如命活动。例如人、动物、真菌及大多数的细菌人、动物、真菌及大多数的细菌。第16页/共60页外部因素外部因素反应条件：反应条件：光、温度、必需矿质元素光、温度、必需矿质元素反应原料：反应原料： CO2浓度、水浓度、水内部因素内部因素植物种类不同植物种类不同同一植物在不同的生长发育阶段同一植物在不同的生长发育阶段同一植物在不同部位的叶片同一植物在不同部位的叶片叶龄叶龄六、影响光合作用的因素六、影响光合作用的因素第17页/共60页叶龄叶龄 OAOA段：段：ABAB段：段：BCBC段：段：幼叶幼叶，

10、随幼叶的不断生，随幼叶的不断生长，叶面积不断增大，长，叶面积不断增大，叶内叶绿体不断增多，叶内叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，叶绿素含量不断增加，光合作用速率不断提高光合作用速率不断提高 壮叶壮叶，叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处，叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率也基本稳定。于稳定状态，光合速率也基本稳定。 老叶老叶，叶片内叶绿素被破坏，光合速率也，叶片内叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。随之下降。 应用：应用：农作物、果树管理后期农作物、果树管理后期适当摘除老叶、适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬菜及时换新叶残叶及茎叶蔬菜及时换新叶，可降低其细胞，可降低其细胞呼吸消耗有机物。呼吸

11、消耗有机物。 第18页/共60页叶面积叶面积 OAOA段：段：A A点：点：OBOB段：段：BCBC段：段：OCOC段：段：随叶面积的不断增大，随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大光合作用实际量不断增大 光合作用面积的饱和点光合作用面积的饱和点 随叶面积的增大，光合随叶面积的增大，光合作用不再增强，原因是有作用不再增强，原因是有很多叶被遮挡，光照强度在光补偿点以下很多叶被遮挡，光照强度在光补偿点以下 干物质量随光合作用增强而增干物质量随光合作用增强而增加加 随叶面积的不断增加，干物质积累量不断降低随叶面积的不断增加，干物质积累量不断降低 随叶面积的不断增加，呼吸量不断增加随叶面积的不断增

12、加，呼吸量不断增加 应用：应用：适当间苗、修剪，合理密植适当间苗、修剪，合理密植。 第19页/共60页第20页/共60页净光合速率的表示方法：净光合速率的表示方法：单位时间内单位时间内O2O2释放量、释放量、CO2CO2吸收量或有机物积吸收量或有机物积累量。累量。真正（实际）光合速率的表示方法：真正（实际）光合速率的表示方法：单位时间内单位时间内0 02 2产生量、产生量、 C0C02 2固定量或有机物产固定量或有机物产生（制造）量。生（制造）量。第21页/共60页1.1.光光光合速率光合速率0 0光强光强A点点 B点点AB段段 BC段段应用：白天：适当增强光照应用：白天：适当增强光照 阴雨天

13、：适当补光阴雨天：适当补光 间作套种时合理搭配农作物的种类。间作套种时合理搭配农作物的种类。第22页/共60页光质光质白光白光 红光、蓝紫光红光、蓝紫光 绿光绿光温室大棚塑料薄膜的颜色最好是：温室大棚塑料薄膜的颜色最好是：无色透明无色透明绿色植物生理实验的安全灯颜色：绿色植物生理实验的安全灯颜色： 绿色绿色水域植物水域植物（藻类藻类水深水深）的垂直分布：的垂直分布：绿藻绿藻红藻红藻褐藻褐藻第23页/共60页第24页/共60页光合速率光合速率0 0COCO2 2浓度浓度A AB BCOCO2 2饱和点饱和点COCO2 2补偿点？补偿点？2.CO2.CO2 2浓度浓度第25页/共60页CC3 3的

14、生成的生成COCO2 2浓度浓度暗反应暗反应C C3 3还原还原 （CHCH2 20 0）光合速率光合速率0 0COCO2 2浓度浓度A AB BA A点：点：ABAB段：段：B B点：点：进行光合作用所需进行光合作用所需COCO2 2的最低浓度的最低浓度 在在一定范围内一定范围内，随，随C0C02 2浓度的提高，植物的浓度的提高，植物的光合速率加快光合速率加快 表示表示C0C02 2的饱和点，的饱和点，COCO2 2超过该浓度，光合速率超过该浓度，光合速率达到最大不再提高。达到最大不再提高。 第26页/共60页CC3 3的生成的生成COCO2 2浓度浓度暗反应暗反应C C3 3还原还原 （C

15、HCH2 20 0）光合速率光合速率0 0COCO2 2浓度浓度A AB B思考：思考：1 1、在温度适宜、在温度适宜、COCO2 2含量超过含量超过B B点对点对应的浓度的条件下，如何进一步提应的浓度的条件下，如何进一步提高光合效率？高光合效率？2 2、若光照充足、温度适宜，造成、若光照充足、温度适宜，造成B B点的原因是什么？点的原因是什么？3 3、若再绘另一光照更弱条件下的该若再绘另一光照更弱条件下的该曲线，则图中曲线，则图中A A点向什么方向移动点向什么方向移动。第27页/共60页应用：农作物增产措施应用：农作物增产措施（2 2）温室栽培，晴天适当增加）温室栽培，晴天适当增加 CO C

16、O2 2浓度浓度施有机肥（农家肥）施有机肥（农家肥）施用施用NHNH4 4HCOHCO3 3肥料肥料（1 1）合理密植使农田通风良好）合理密植使农田通风良好 “正其行，通其风正其行，通其风” 光合速率光合速率0 0COCO2 2浓度浓度A AB BCOCO2 2发生器发生器 第28页/共60页 含水量含水量1 1、光合作用的原料；、光合作用的原料；2 2、植物体内各种生化、植物体内各种生化 反应的介质；反应的介质；3 3、影响气孔的开闭。、影响气孔的开闭。应用：应用：根据作物需水规律根据作物需水规律合理灌溉；合理灌溉； 预防干旱洪涝预防干旱洪涝OAOA段：段：在一定范围内，水在一定范围内，水越

17、充足，光合作用速率越快越充足，光合作用速率越快 第29页/共60页 矿质元素矿质元素矿质元素直接或间接矿质元素直接或间接影响光合作用。如可影响光合作用。如可促进叶片面积增大，促进叶片面积增大，提高酶的合成速率，提高酶的合成速率，作为酶的激活剂等，作为酶的激活剂等，提高光合作用速率。提高光合作用速率。 应用：应用：根据作物的需肥规律，根据作物的需肥规律，适时、适时、适量适量地增施肥料，可提高农作物产量。地增施肥料，可提高农作物产量。 第30页/共60页酶活性酶活性1 1、温度、温度NADPHNADPH、ATPATP生成量生成量暗反应暗反应（CHCH2 20 0）生成量生成量光反应光反应主主次次2

18、 2、温度是、温度是影响气孔开闭影响气孔开闭的因素之一的因素之一第31页/共60页应用：应用：农作物增产措施农作物增产措施晴天：晴天：白天适当升温，晚上适当白天适当升温，晚上适当 降温以保持较高的昼夜温差降温以保持较高的昼夜温差连续阴雨天：连续阴雨天：白天和晚上均降温白天和晚上均降温1 1、适时播种；、适时播种；2 2、温室栽培：、温室栽培：3 3、防止、防止“午休午休”现象现象第32页/共60页 光合作用整套机构对温度比较敏感，温度过高时光光合作用整套机构对温度比较敏感，温度过高时光合速率会减弱。光合作用的最适温度因植物种类而异。合速率会减弱。光合作用的最适温度因植物种类而异。呼吸作用呼吸作

19、用光合作用光合作用温度温度吸收或释放量吸收或释放量CO20第33页/共60页多因子对光合作用速率的影响多因子对光合作用速率的影响P P点：点：Q Q点：点：限制光合速率的因素为横坐标所表示的因子，限制光合速率的因素为横坐标所表示的因子，随该因子的不断加强，光合速率不断提高随该因子的不断加强，光合速率不断提高 横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，若要提高光合速率，可采取适当提高图因子，若要提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法示中的其他因子的方法 第34页/共60页多因子对光合作用速率的影响多因子对光合作用速率的影响温室栽培时，在一定

20、温室栽培时，在一定光照强度光照强度下，白天适当提高下，白天适当提高温度温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当充加增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当充加C0C02 2，进一步提高光合速率。当温度适宜时，可适当增加，进一步提高光合速率。当温度适宜时，可适当增加光照强度和光照强度和C0C02 2浓度以提高光合速率。总之，可根据具体浓度以提高光合速率。总之，可根据具体情况，情况，通过通过增加光照强度增加光照强度，调节温度调节温度或或增加增加COCO2 2浓度浓度来充来充分分提高光合速率提高光合速率，以达到，以达到增产增产的目的的目的 第35页/共60页实验假设实验假设实验步骤实验

21、步骤实验结果实验结果实验结论实验结论在一定范围内随光照强度的增强，在一定范围内随光照强度的增强，光合作用强度也增强光合作用强度也增强案例：案例：探究光照强弱对光合作用强度的影响探究光照强弱对光合作用强度的影响第36页/共60页实验假设实验假设实验步骤实验步骤取生长旺盛的绿叶，用打孔器取生长旺盛的绿叶，用打孔器 打出小圆片打出小圆片3030片。片。将小圆形叶片置于注射器内，将小圆形叶片置于注射器内， 抽拉出小圆形叶片内的气体，抽拉出小圆形叶片内的气体， 重复几次。重复几次。叶叶圆圆片片第37页/共60页实验假设实验假设实验步骤实验步骤将气体逸出的小圆形叶片，放入将气体逸出的小圆形叶片，放入黑暗处

22、黑暗处盛有清水盛有清水的烧杯中待用。的烧杯中待用。取取3 3只小烧杯只小烧杯( (培养皿培养皿) )，分别倒入，分别倒入20mL20mL富含富含COCO2 2的的清水。清水。分别向分别向3 3只小烧杯中各放入只小烧杯中各放入1010片小圆形叶片，然后片小圆形叶片，然后分别对这分别对这3 3个实验装置进行强、中、弱三种光照。个实验装置进行强、中、弱三种光照。第38页/共60页实验假设实验假设实验步骤实验步骤30cm30cm60cm60cm90cm90cm观察并记录同一时间段内各实验装置观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶中小圆形叶片浮起的数量片浮起的数量。第39页/共60页实验假设实验假设

23、实验步骤实验步骤30cm30cm60cm60cm90cm90cm实验结果实验结果实验结论实验结论A A中上浮叶圆片最多，其次是中上浮叶圆片最多，其次是B B，C C中最少。中最少。光合作用的强度受光照强度的影响，光合作用的强度受光照强度的影响，在在一定光照强度范围内一定光照强度范围内，随光照强度升高，随光照强度升高光合作用速率逐渐增强。光合作用速率逐渐增强。第40页/共60页相同相同不同（物质）不同（物质）实例实例异养异养生物生物自养自养生物生物都能都能合成物质合成物质储存能量储存能量无机物无机物有机物有机物人、动物、人、动物、真菌、大多真菌、大多数细菌数细菌有机物有机物有机物有机物能否能否将

24、无机将无机物合成物合成有机物有机物绿色植物绿色植物硝化细菌硝化细菌硫细菌、硫细菌、铁细菌等铁细菌等1 1、异养生物与自养生物比较、异养生物与自养生物比较 第41页/共60页2 2、化能合成作用与光合作用比较、化能合成作用与光合作用比较 第42页/共60页3 3、同化作用、异化作用与新陈代谢类型、同化作用、异化作用与新陈代谢类型 第43页/共60页3 3、同化作用、异化作用与新陈代谢类型、同化作用、异化作用与新陈代谢类型 第44页/共60页考点考点1 1光合作用与细胞呼吸的关系光合作用与细胞呼吸的关系1光合作用和细胞呼吸的关系图光合作用和细胞呼吸的关系图场所：叶绿体场所：叶绿体 场所：细胞质基质

25、、线粒体场所：细胞质基质、线粒体光合作用反应方程式：光合作用反应方程式：CO2H2O (CH2O)O2呼吸作用反应方程式：呼吸作用反应方程式：C6H12O66O26H2O 6CO212H2O能能量量第45页/共60页2光合作用和细胞呼吸中物质和能量的变化关系光合作用和细胞呼吸中物质和能量的变化关系 (1)物质变化：物质变化：思考思考：(1)产生产生ATP最多的阶段是什么阶段？最多的阶段是什么阶段？答案答案：光反应阶段。：光反应阶段。(2)为各种生命活动提供的为各种生命活动提供的ATP最多的阶段是什么阶段？最多的阶段是什么阶段？答案答案：细胞有氧呼吸阶段：细胞有氧呼吸阶段。第46页/共60页3以

26、气体变化探究光合作用与呼吸作用的关系以气体变化探究光合作用与呼吸作用的关系 (1)不同状态下植物的代谢特点及相对强度的关系不同状态下植物的代谢特点及相对强度的关系第47页/共60页(2)光合速率与呼吸速率的关系光合速率与呼吸速率的关系绿色植物在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率。绿色植物在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率。绿色植物组织在光下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为绿色植物组织在光下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。净光合速率。真正光合速率、净光合速率、呼吸速率的关系：真正光合速率净光真正光合速率、净光合速率、呼吸速率的关系：真正光合速率净

27、光合速率呼吸速率合速率呼吸速率三者的常用表示方法：三者的常用表示方法：第48页/共60页总结：影响光合作用和呼吸作用因素的图象分析总结：影响光合作用和呼吸作用因素的图象分析1影响细胞呼吸的外部因素及应用影响细胞呼吸的外部因素及应用第49页/共60页第50页/共60页2.影响光合作用的因素及应用影响光合作用的因素及应用 (1)内部因素内部因素第51页/共60页(2)外部因素外部因素(单因子单因子)第52页/共60页第53页/共60页(3)多因子影响多因子影响第54页/共60页光合作用及呼吸作用在提高作物产量方面的主要应用光合作用及呼吸作用在提高作物产量方面的主要应用途径途径措施或方法措施或方法延

28、长光照时间延长光照时间补充光照补充光照增大光合增大光合作用面积作用面积间作、合理密植间作、合理密植提高光合提高光合作用效率作用效率控制适宜光强、提高控制适宜光强、提高CO2浓度浓度(如通风如通风)、合理施肥、合理施肥(供应适量必需矿质元素供应适量必需矿质元素)提高净光合提高净光合作用速率作用速率维持适当昼夜温差维持适当昼夜温差(白天适当升温，晚上适当降温白天适当升温，晚上适当降温)第55页/共60页【例例3】 (改编题改编题)下图甲表示春季晴天某密闭大棚内一昼夜下图甲表示春季晴天某密闭大棚内一昼夜CO2浓度的变浓度的变 化。乙图曲线化。乙图曲线a表示某种植物在表示某种植物在20、CO2浓度为浓

29、度为0.03%的环境中随着的环境中随着 光照强度的变化光合速率的变化情况；在光照强度的变化光合速率的变化情况；在B点时改变某种条件，结果发点时改变某种条件，结果发 生了如曲线生了如曲线b变化。丁、戊分别表示在一定实验条件下测得的某植物光变化。丁、戊分别表示在一定实验条件下测得的某植物光 合作用速率与光照强度之间的关系、呼吸作用与氧气浓度之间的关合作用速率与光照强度之间的关系、呼吸作用与氧气浓度之间的关 系。请分析回答：系。请分析回答：第56页/共60页(1)甲图中，一昼夜甲图中，一昼夜CO2浓度最高和最低的分别是浓度最高和最低的分别是a、b对应的时刻，对应的时刻，a、b两个时刻的生物学意义是两

30、个时刻的生物学意义是 (2)分析乙图在分析乙图在B点时改变的某种条件可能是点时改变的某种条件可能是(列举两种情况列举两种情况)：理由：理由：理由：理由：(3)乙图中乙图中A点与点与B点相比较，点相比较，A点时叶绿体中点时叶绿体中C3的含量的含量_(填填“多多”或或“少少”)，H的含量的含量_(填填“多多”或或“少少”)。乙图中。乙图中如果在如果在C点时温度降低点时温度降低10，则曲线有何变化？请在丙图中表示出来。，则曲线有何变化？请在丙图中表示出来。表示光合作用强度等于细胞呼吸的强度表示光合作用强度等于细胞呼吸的强度 温度适当增加温度适当增加在一定的温度范围内，随着温度的增加光合作用增强在一定的温度范围内，随着温度的增加光合作用增强 CO2的浓度增加的浓度增加 一定的一定的CO2浓度范围内，随着浓度范围内，随着CO2浓度的增加光合作用增强浓度的增加光合作用增强 多多 少少 第57页/共60页(4)影响图丁中影响图丁中E点上下移动的主要外因是点上下移动的主要外因是 。(5)图戊中的数据需要在适宜光照条件下测量吗？图戊中的数据需要在适宜光照条件下测量吗？ 。 温度温度 不需要不需要 第58页/共60页D第59页/共60页感谢您的观看。感谢您的观看。第60页/共60页