《2019-2020学年高中生物 第三章 第五节 光合作用课件 浙科版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019-2020学年高中生物 第三章 第五节 光合作用课件 浙科版必修1（59页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五节 光合作用,一、光合作用概述 光合作用是一个吸能反应,它利用太阳能将二氧化碳转变为糖,并将能量贮存在糖分子内。光合作用是一个将光能转变为化学能的过程。 1.叶绿体的结构 (1)有内、外两层膜,其内膜里面充满了浓稠的液体,称为基质。悬浮在基质中有许多类囊体。 (2)类囊体是由膜形成的碟状的口袋,许多类囊体叠在一起称为 基粒。组成类囊体的膜称为光合膜。 2.光合作用的总方程式(以葡萄糖为产物),3.光合作用的两个阶段 光合作用的第一个阶段是直接需要光的,称为光反应,在类囊体膜中进行;第二个阶段不需要光直接参加,是二氧化碳转变成糖的过程,称为碳反应,以前称为暗反应。 自主思考 光合作用是不是细
2、胞呼吸的逆反应? 提示 不是。两者进行的场所不同,两者所需的酶不同。 二、叶绿素和其他色素 1.活动:光合色素的提取与分离 (1)提取色素。 取新鲜绿叶烘干、粉碎,加少许二氧化硅、碳酸钙,再加入23 mL体积分数为95%的乙醇,迅速研磨成匀浆。 在放有一块单层尼龙布的玻璃漏斗中过滤,取滤液。,(2)制备滤纸条。 将干燥的定性滤纸剪成长10 cm、宽1 cm的纸条,剪去一端两角。 在距剪角一端1 cm处用铅笔画一条细的横线。 (3)点样。 用毛细吸管吸少量的滤液沿铅笔线均匀地画出一条细而直的滤液细线; 待滤液干后再重复画34次。 (4)分离叶绿体中的色素。 将2 mL层析液倒入大试管中,将滤纸条
3、(有滤液细线的一端朝下)插入层析液中,注意,滤纸的滤液细线要高于层析液液面。 用软木塞塞住试管口。 (5)观察实验结果:滤纸条上出现四条宽度、颜色不同的色带。,2.色素的种类和吸收光谱 自主思考 因为绿色植物进行光合作用时主要吸收红光和蓝紫光,所以在种植大棚蔬菜时,有人建议用红色或蓝紫色薄膜,有人建议用无色薄膜,你认为用哪种薄膜搭建大棚最好? 提示 无色薄膜。光合作用主要吸收红光和蓝紫光,其他波长的光也会吸收一些。,三、光合作用的过程 1.光反应 (1)条件:光、色素、酶。 (2)场所:类囊体膜。 (3)物质变化。 水在光下裂解为H+、O2和电子。 光能被吸收并转化为ATP和NADPH中的化学
4、能。 水中的氢(H+e-)在光下将NADP+还原为NADPH。 (4)能量变化:将光能转变成ATP和NADPH中活跃的化学能。,2.碳反应 (1)条件:多种酶的催化。 (2)场所:叶绿体基质。 (3)卡尔文循环。 二氧化碳还原为糖的一系列反应称为卡尔文循环。 从一个五碳糖(RuBP,即核酮糖二磷酸)开始,在酶的催化作用下,1分子的二氧化碳与1个RuBP结合,形成1个六碳分子,它随即分解成2个三碳酸分子。每个三碳分子接受来自NADPH的氢和来自ATP的磷酸基团,形成三碳糖(实际上是三碳糖磷酸),这是二氧化碳分子进入卡尔文循环后形成的第一个糖。 三碳糖是碳反应的产物。 之后的反应都是为了再生RuB
5、P。 ATP和NADPH完成还原反应后,回到ADP和NADP+的状态,参加光反应。,(4)光合作用中碳反应的产物三碳糖,在叶绿体内能作为合成淀粉、蛋白质和脂质的原料而被利用,但大部分是运至叶绿体外,并且转变成蔗糖,供植物体所有细胞利用。 自主思考 光反应过程中产生的NADPH在碳反应中起什么作用? 提示 既作为还原剂,又提供能量。,四、环境因素影响光合速率 1.光合速率或称光合强度: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(如释放多少氧气、消耗多少二氧化碳)。 2.最重要的影响因素:光强度、温度、空气中的二氧化碳浓度。 (1)光强度:光合速率随光强度的增加而增加,但在强度
6、达到全日照之前,光合作用已达到饱和点时的速率,即光强度再增加光合速率也不会增加。 (2)温度:通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合速率。一般温带植物的最适温度常在25 左右。 (3)二氧化碳浓度:空气中二氧化碳浓度的增加会使光合速率增加。 自主思考 在进行植物温室栽培时,施加有机肥能够增产,为什么? 提示 二氧化碳是光合作用的原料,施加有机肥是为了增加二氧化碳浓度,使光合作用强度增加,合成的有机物增多,使作物增产。,探究点一,探究点二,探究点三,易错点排查,叶绿体的结构、功能及色素的种类、作用 问题导引 将叶绿素提取液放在透射光下观察,可以看到叶绿素为绿色,而在反射光下观察时则为红色。你知
7、道是什么原因吗? 提示 对着光源观察叶绿素提取液时,看到的是叶绿素的吸收光谱。由于叶绿素提取液吸收的绿光部分最少,故用肉眼观察到的主要为绿色透射光。背光源观察叶绿素提取液时,看到的是叶绿素分子受激发后所产生的反射光谱。反射出的光波波长比入射光波的波长长,叶绿素提取液在反射光下呈红色。,探究点一,探究点二,探究点三,易错点排查,名师精讲 1.叶绿体的结构和功能 (1)结构(如下图所示) 双层膜:分内、外膜,包围着几个到几十个绿色基粒等细微结构。 基粒:每个基粒由许多圆饼状的囊状结构堆叠而成,这些囊状结构称为类囊体,色素就分布在类囊体的薄膜上。 基质:在基粒和基粒之间充满基质,含有与光合作用有关的
8、酶。 (2)功能:叶绿体内的基粒和类囊体扩展了其受光面积,其上含有许多吸收光能的色素分子和光合作用所必需的酶,因此叶绿体是高等植物进行光合作用的场所。,探究点一,探究点二,探究点三,易错点排查,2.叶绿体中的色素种类及作用 (1)色素的种类和作用。,探究点一,探究点二,探究点三,易错点排查,(2)色素与吸收光谱。 (3)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。,探究点一,探究点二,探究点三,易错点排查,【例题1】 叶绿体是植物进行光合作用的细胞
9、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 解析 在叶绿体中,各种色素都分布在类囊体的薄膜上。光反应的酶分布在类囊体的薄膜上,碳反应的酶分布在叶绿体基质中。 答案 A,探究点一,探究点二,探究点三,易错点排查,变式训练 1实验测得小麦在不同波长的光照下光合速率的变化和小麦植株中叶绿素a对不同波长光线的相对吸收量,根据实验数据制成如下图所示的曲线图。请据图完成下列问题。,探究点一,探究点二,探究点三,易错点排查,(1)从图中可看出叶绿素a主要吸
10、收 光和 光。 (2)在波长为450 nm光照下的产糖速率比在波长为700 nm光照下的 ;在波长为425 nm光照下的氧气释放速率比在波长为650 nm光照下的 。 (3)在波长为750 nm到800 nm光照下的光合速率为零,其最可能的原因是 。 解析 (1)由图可见:叶绿素a主要吸收蓝紫光和红光。 (2)从图中的光合速率曲线可知,在波长为450 nm光照下的光合速率比在波长为700 nm光照下的高,故前者的产糖速率比后者高。因为在波长为425 nm光照下的光合速率比在波长为650 nm光照下的低,故前者氧气的释放速率比后者低。 (3)在波长为750 nm到800 nm光照下,叶绿素a对光
11、吸收量为零,导致光合速率也为零,说明叶绿素a不吸收该波段的有色光。 答案 (1)红 蓝紫(2)高 低(3)叶绿素a不吸收该波段的有色光,探究点一,探究点二,探究点三,易错点排查,光合作用的过程 问题导引 1880年,美国科学家恩格尔曼用水绵进行了光合作用的实验:把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气并且黑暗的环境中,然后用极细的光束照射水绵。通过显微镜观察发现,好氧细菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位附近;如果上述临时装片完全暴露在光下,好氧细菌则集中在叶绿体所有受光部位的周围。这个实验说明了什么问题? 提示 恩格尔曼的实验说明: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。
12、,探究点一,探究点二,探究点三,易错点排查,名师精讲 1.光合作用过程图解,探究点一,探究点二,探究点三,易错点排查,2.光反应和碳反应的区别和联系,探究点一,探究点二,探究点三,易错点排查,特别提醒 碳反应在有光、无光条件下均可进行,但因需要光反应提供的NADPH和ATP,因此在无光条件下,碳反应不能长时间进行。,探究点一,探究点二,探究点三,易错点排查,3.反应方程式及元素去向(以葡萄糖为产物) 特别提醒 碳反应产物是三碳糖。而三碳糖在叶绿体中可以转化为淀粉、蛋白质、脂质。在细胞溶胶中可转化为蔗糖或参与各种代谢。因此对光合作用产物应理解为有机物和氧气更为确切。 水既是光合作用产物,又是生成
13、物。,探究点一,探究点二,探究点三,易错点排查,4.条件骤变时物质量的变化 当外界因素中光照强弱、CO2浓度骤然变化时,短时间内将直接影响光合作用过程中三碳酸、RuBP、NADPH、ATP及C6H12O6的生成量,进而影响叶肉细胞中这些物质的含量,它们的关系归纳如下:,探究点一,探究点二,探究点三,易错点排查,探究点一,探究点二,探究点三,易错点排查,5.光合作用与需氧呼吸的区别与联系,探究点一,探究点二,探究点三,易错点排查,特别提醒 只有植物的含叶绿体的细胞和光合细菌才能进行光合作用,细胞呼吸则是所有活细胞都要进行。,探究点一,探究点二,探究点三,易错点排查,【例题2】 光反应为碳反应提供
14、的物质是( ) A.NADPH和H2O B.NADPH和ATP C.ATP和CO2 D.H2O和CO2 解析 光反应:光解水,产生氧气;将光能转变成化学能,产生ATP,为碳反应提供能量;利用水光解产生的氢离子和电子合成NADPH,为碳反应提供还原剂。 答案 B,探究点一,探究点二,探究点三,易错点排查,变式训练 2甲图表示光合作用部分过程的图解,乙图表示改变光照后,与光合作用有关的五碳糖和三碳糖分子在细胞内含量的变化曲线,请据图回答下列问题。,探究点一,探究点二,探究点三,易错点排查,(1)甲图中A表示的物质是 ,它是由 产生的,其作用主要是 。 (2)甲图中ATP形成所需的能量最终来自于 。
15、 (3)乙图中曲线a表示的化合物是 ,在无光照时,其含量迅速上升的原因是 。 (4)曲线b表示的化合物是 ,在无光照时,其含量下降的原因是 。,探究点一,探究点二,探究点三,易错点排查,解析 (1)光反应为碳反应提供的物质是NADPH和ATP,由此可确定A是NADPH,NADPH是由H2O分解后经一系列过程产生的,其作用主要是用于三碳酸分子的还原。(2)光反应中,光能转化为活跃的化学能储存于ATP中。(3)(4)题干中已明确a、b表示三碳酸分子和五碳糖的含量变化,光照停止后,光反应停止,NADPH和ATP含量下降,三碳酸分子的还原减弱直至停止,而CO2的固定仍在进行,因此三碳酸分子含量相对升高
16、,五碳糖含量相对下降,即a表示三碳酸分子,b表示五碳糖。 答案 (1)NADPH 水在光下分解 用于三碳酸分子的还原 (2)光能 (3)三碳酸分子 CO2与五碳糖结合生成三碳酸分子,而三碳酸分子不能被还原 (4)五碳糖 五碳糖与CO2结合生成三碳酸分子,而三碳酸分子不能被还原为五碳糖,探究点一,探究点二,探究点三,易错点排查,影响光合速率的因素及应用 问题导引 “万物生长靠太阳”,光照越强,植物的光合作用就越强,这个观点对吗? 提示 不对。在一定的范围内,光合作用随光照强度增加而加强,但超过某一限度,光照强度再增强,光合作用不再加强,甚至会减弱。,探究点一,探究点二,探究点三,易错点排查,名师精讲 1.光照强度 (1)光照强度与光合作用速率的关系。 如图1所示,在一定
