光合作用一轮复习全解ppt课件.ppt
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1、 5.4 5.4 光合作用光合作用考纲要求:考纲要求:1.1.光合作用的基本过程光合作用的基本过程2.2.影响光合作用速率的环境因素影响光合作用速率的环境因素一、捕获光能的色素和结构一、捕获光能的色素和结构对大多数生物,活细胞所需能量对大多数生物,活细胞所需能量的最终源头是的最终源头是_。太阳能太阳能一一.光合色素光合色素 提取与分离提取与分离 种类种类 功能功能 分布分布 影响叶绿素合成的因素影响叶绿素合成的因素分布功能功能吸收、传递、转化光能吸收、传递、转化光能实验:绿叶中色素的提取和分离实验:绿叶中色素的提取和分离1 1、实验原理、实验原理 提取提取: 分离分离:色素能溶解在有机溶剂色素
2、能溶解在有机溶剂无水乙醇无水乙醇中中不同色素在不同色素在层析液层析液中溶解度不同,中溶解度不同,随层析液在滤纸上的扩散速度不同,随层析液在滤纸上的扩散速度不同,溶解度大,在滤纸条上扩散速度快,溶解度大,在滤纸条上扩散速度快,溶解度小,在滤纸条上扩散速度慢溶解度小,在滤纸条上扩散速度慢1 1、提取绿叶中的色素、提取绿叶中的色素2 2、制备滤纸条、制备滤纸条 3 3、画滤液细线、画滤液细线4 4、分离绿叶中的色素、分离绿叶中的色素5 5、观察与记录、观察与记录1 1、提取绿叶中的色素、提取绿叶中的色素2 2、制备滤纸条、制备滤纸条 3 3、画滤液细线、画滤液细线4 4、分离绿叶中的色素、分离绿叶中
3、的色素5 5、观察与记录、观察与记录铅笔线铅笔线画铅笔细线画铅笔细线滤液细线滤液细线画滤液细线画滤液细线1 1、提取绿叶中的色素、提取绿叶中的色素2 2、制备滤纸条、制备滤纸条 3 3、画滤液细线、画滤液细线4 4、分离绿叶中的色素、分离绿叶中的色素5 5、观察与记录、观察与记录插滤纸条插滤纸条层析液层析液培养皿培养皿实验结果实验结果 最宽:叶绿素最宽:叶绿素a a; 最窄:叶绿素最窄:叶绿素b b; 相邻色素带最近:叶绿素相邻色素带最近:叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b b; 相邻色素带最远:胡萝卜素和叶黄素相邻色素带最远:胡萝卜素和叶黄素1、二氧化硅的作用?、二氧化硅的作用?2、碳酸钙的作用
4、?、碳酸钙的作用?3、加无水乙醇的目的?、加无水乙醇的目的?使研磨更加充分使研磨更加充分防止色素被分解防止色素被分解提取色素:提取色素:称取称取- -剪碎剪碎- -研磨研磨- -过滤(单层尼龙布)过滤(单层尼龙布)溶解色素溶解色素【归纳总结【归纳总结】影响叶绿素合成的因素影响叶绿素合成的因素(1)(1)光照:光是影响叶绿素合成的主要条件,一般植物光照: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。在黑暗中不能合成叶绿素,因而叶片发黄。(2)(2)温度:温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性,温度: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
5、绿素分子易被进而影响叶绿素的合成。低温时,叶绿素分子易被破坏,因而叶子变黄。破坏,因而叶子变黄。(3)(3)矿质元素:叶绿素中含矿质元素:叶绿素中含N N、MgMg等矿质元素,若缺乏等矿质元素,若缺乏将导致叶绿素无法合成,老叶先变黄。另外,将导致叶绿素无法合成,老叶先变黄。另外,FeFe是是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分,缺叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分,缺FeFe也将导也将导致叶绿素合成受阻,幼叶先变黄。致叶绿素合成受阻,幼叶先变黄。 某同学在做提取叶绿体色素的实验时,收集到某同学在做提取叶绿体色素的实验时,收集到的色素提取液为淡绿色,分析产生该结果的可能的色素提取液为淡绿色,分析产生该
6、结果的可能原因是原因是 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 乙醇加入量太多,稀释了色素提取液乙醇加入量太多,稀释了色素提取液 乙醇加入量太少,色素未提取出来乙醇加入量太少,色素未提取出来 未加碳酸钙粉末,叶绿素分子已被破坏未加碳酸钙粉末,叶绿素分子已被破坏 A A B BC C D D答案:答案:A A考点考点1 1:实验:实验实验过程实验过程 某同学提取得到叶绿体色素溶液后,取一圆形滤纸,在某同学提取得到叶绿体色素溶液后,取一圆形滤纸,在滤纸中央滴一滴色素提取液,再滴一滴层析液,色素随层滤纸中央滴一滴色素提取液,再滴一滴层析液,色素随层析液扩散得到下图结果,则析
7、液扩散得到下图结果,则1 1、2 2、3 3、4 4四条色带依次表示四条色带依次表示A A胡萝卜素、叶黄素、叶绿素胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a a、叶绿素、叶绿素b b B B叶黄素、胡萝卜素、叶绿素叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a a、叶绿素、叶绿素b b C C叶绿素叶绿素a a、叶绿素、叶绿素b b、胡萝卜素、叶黄素、胡萝卜素、叶黄素 D D叶绿素叶绿素b b、叶绿素、叶绿素a a、胡萝卜素、叶黄素、胡萝卜素、叶黄素答案:答案:A A考点考点1 1:实验:实验实验结果实验结果 上海上海 右图中右图中代表新鲜菠菜叶的光合色素纸层析结代表新鲜菠菜叶的光合色素纸层析结果,则右图果,则右图所示结果最有可
8、能来自于所示结果最有可能来自于 A. A. 水培的洋葱叶水培的洋葱叶 B. B. 生长的柳树幼叶生长的柳树幼叶 C. C. 培养的衣藻培养的衣藻 D. D. 秋冬的银杏落叶秋冬的银杏落叶答案:(答案:(D D) 绿叶衰老时会变黄,一位同学推测其原因,绿叶衰老时会变黄,一位同学推测其原因,可能是叶绿素被破坏,另一位同学则认为,可能可能是叶绿素被破坏,另一位同学则认为,可能是叶黄素含量增多导致叶片变黄,请你设计实验是叶黄素含量增多导致叶片变黄,请你设计实验证明他们的说法是否正确?证明他们的说法是否正确?考点考点1 1:实验:实验实验设计实验设计A A考点考点2 2:有关吸收光谱:有关吸收光谱曲曲
9、线线光质对光合作用的影响光质对光合作用的影响 影响产物产量:影响产物产量: 温室大棚增产措施:薄膜颜色、补充光源温室大棚增产措施:薄膜颜色、补充光源 影响海洋植物分层:影响海洋植物分层:绿藻分布在浅层绿藻分布在浅层 红藻分布在深层红藻分布在深层考点考点3 3:有关吸收光谱:有关吸收光谱应应 用用二、光合作用的探究历程二、光合作用的探究历程 绿色植物通过绿色植物通过_,利用,利用_,把把_转化成储存能量的转化成储存能量的_,并释放出,并释放出_的过程。的过程。光能光能叶绿体叶绿体O2有机物有机物CO2和和H2O糖类糖类CO2H2O (CH2O)O2光能光能叶绿体叶绿体光合作用的具体过光合作用的具
10、体过程是如何被人们认程是如何被人们认识和发现的哪?识和发现的哪?结论:植物可以更新空气结论:植物可以更新空气有人重复了普利斯特利的实验,得到相反的结有人重复了普利斯特利的实验,得到相反的结果,所以有人认为植物也能使空气变污浊?果,所以有人认为植物也能使空气变污浊?17791779年,荷兰的英格豪斯年,荷兰的英格豪斯 普利斯特利的实验只有在普利斯特利的实验只有在阳光照射阳光照射下才能成功;植下才能成功;植物体只有绿叶才能物体只有绿叶才能更新空气更新空气。 到到1785年,发现了空气的组成,年,发现了空气的组成,人们才人们才明确绿叶在光下放出的是明确绿叶在光下放出的是O2,吸收的是,吸收的是CO2
11、。光光能能化化学学能能储存在什储存在什么物质中?么物质中?德国德国梅耶梅耶黑暗处理黑暗处理一昼夜一昼夜1864年德国萨克斯实验年德国萨克斯实验让一张叶片一半让一张叶片一半曝光一半遮光曝光一半遮光除去叶绿素除去叶绿素酒精酒精水水(证明绿叶在(证明绿叶在光光下制造下制造淀粉)淀粉)滴加碘酒滴加碘酒后后或者用碘蒸气处理这片叶,发或者用碘蒸气处理这片叶,发现曝光的一半呈深蓝色,遮光现曝光的一半呈深蓝色,遮光的一半则没有颜色变化。的一半则没有颜色变化。萨克斯的实验萨克斯的实验放在暗处几小时,放在暗处几小时,目的是什么?目的是什么?结论:结论: 产物产物淀粉淀粉 条件条件光照光照1880年年 恩格尔曼的实
12、验恩格尔曼的实验隔绝空气隔绝空气黑暗,用极细光束照射黑暗,用极细光束照射完全暴露在光下完全暴露在光下水绵和好氧水绵和好氧细菌的装片细菌的装片结论:结论: 氧是由叶绿体释放出来的,叶绿体是光合氧是由叶绿体释放出来的,叶绿体是光合作用的场所。作用的场所。 光合作用需要光照光合作用需要光照证明叶绿体是光合作用的场所证明叶绿体是光合作用的场所光合作用的场所只能是叶绿体吗?光合作用的场所只能是叶绿体吗? 蓝藻、光合细菌等没有叶绿体也能进行蓝藻、光合细菌等没有叶绿体也能进行光合作用。光合作用。1939年年鲁宾和卡门鲁宾和卡门的实验的实验(同位素示踪法)(同位素示踪法)结论:光合作用释放的氧全部来自水。结论
13、:光合作用释放的氧全部来自水。美国卡尔文美国卡尔文用用1414C C标记标记1414CO2CO2,供,供小球藻进行光合作用,小球藻进行光合作用,探明了探明了COCO2 2中的中的C C在光在光合作用转化成有机物合作用转化成有机物中的碳的途径,这一中的碳的途径,这一途径称为卡尔文循环途径称为卡尔文循环。年代年代科学家科学家结论结论17711771普利斯特利普利斯特利植物可以更新空气植物可以更新空气17791779英格豪斯英格豪斯只有只有在光照下在光照下植物可以更新空植物可以更新空气气18451845R.R.梅耶梅耶植物在光合作用时植物在光合作用时把光能转变把光能转变成了化学能成了化学能储存起来储
14、存起来18641864萨克斯萨克斯绿色叶片光合作用绿色叶片光合作用产生淀粉产生淀粉18801880恩格尔曼恩格尔曼氧氧由叶绿体释放出来。由叶绿体释放出来。叶绿体叶绿体是光合作用的场所是光合作用的场所19391939鲁宾鲁宾 卡门卡门光合作用释放的光合作用释放的氧来自水氧来自水。2020世纪世纪4040代代卡尔文卡尔文光合产物中有机物的光合产物中有机物的碳来自碳来自COCO2 2答案答案B B (20112011上海)上海)将等量甲、乙两种植物的不同器官在不将等量甲、乙两种植物的不同器官在不同颜色的光下照同颜色的光下照8 8小时,测得的数据见右表。据表小时,测得的数据见右表。据表分析,决定光合作
15、用是否发生的因素是分析,决定光合作用是否发生的因素是A A植物种类植物种类B B光的颜色光的颜色C C温度温度D D植物器官植物器官答案:答案:D D(07(07年江苏生物年江苏生物) ) 右图为探究右图为探究CO2CO2是否为植物光合作是否为植物光合作用原料的实验装置示意图。其中用原料的实验装置示意图。其中a a为实验装置,为实验装置,b b为对照装置。有关用塑料袋扎紧花盆的实验设计为对照装置。有关用塑料袋扎紧花盆的实验设计思路是思路是 A A确保植株与外界空气进一步隔绝确保植株与外界空气进一步隔绝 B B排除土壤中微生物代谢活动的干扰排除土壤中微生物代谢活动的干扰 C C防止防止NaOHN
16、aOH溶液对植物根系的影响溶液对植物根系的影响 D D避免土壤中自养微生物光合作用形成淀粉避免土壤中自养微生物光合作用形成淀粉答案:答案:B B(1111年广东)年广东)中国的饮食讲究中国的饮食讲究“色香味色香味”,颜色会影,颜色会影响消费。小李同学拟研发响消费。小李同学拟研发“绿色绿色”食用色素,他以食用色素,他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。I.I.提取叶绿素提取叶绿素 II.II.探究探究pHpH对叶绿素稳定性的影响对叶绿素稳定性的影响 取一些叶绿素粗产品,配成一定浓度的溶液,于室温取一些叶绿素粗产品,配成一定浓度的溶液,于室温(
17、约(约2525)下进行实验,方法和结果如下表。)下进行实验,方法和结果如下表。(1111年广东)年广东)中国的饮食讲究中国的饮食讲究“色香味色香味”,颜色会影,颜色会影响消费。小李同学拟研发响消费。小李同学拟研发“绿色绿色”食用色素,他以食用色素,他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。(1 1)提取食用叶绿素的)提取食用叶绿素的X X应该为应该为 ,原因是,原因是 。 对人体无害的有机溶剂(食用酒精)对人体无害的有机溶剂(食用酒精) 叶绿素溶于有机溶剂,同时考虑对人体无害叶绿素溶于有机溶剂,同时考虑对人体无害 (1111年广东)年广东)中国
18、的饮食讲究中国的饮食讲究“色香味色香味”,颜色会影,颜色会影响消费。小李同学拟研发响消费。小李同学拟研发“绿色绿色”食用色素,他以食用色素,他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。II.II.探究探究pHpH对叶绿素稳定性的影响对叶绿素稳定性的影响 取一些叶绿素粗产品,配成一定浓度的溶液,于室温取一些叶绿素粗产品,配成一定浓度的溶液,于室温(约(约2525)下进行实验,方法和结果如下表。)下进行实验,方法和结果如下表。(2 2)表中)表中Y Y应该为应该为 ,原因是,原因是_ (3 3)若用作食品色素,天然叶绿素色素不适用于)若用作食品色素,
19、天然叶绿素色素不适用于_ 食品,否则食品,否则_ _ 8.0 8.0 以以1.01.0作为作为pHpH梯度进行实验梯度进行实验 pH pH小于小于6.0 6.0 叶绿素会由于酸性叶绿素会由于酸性pHpH值而被破坏值而被破坏 (4)(4)小李想了解叶绿素产品中是否含有其他色素,小李想了解叶绿素产品中是否含有其他色素, 请你提供监测方法并写出主要步骤。请你提供监测方法并写出主要步骤。纸层析法:主要步骤是纸层析法:主要步骤是制备滤纸条制备滤纸条画色素液细线画色素液细线用层析液分离色素用层析液分离色素观察色素带观察色素带 光反应光反应暗反应暗反应划分依据划分依据: :反应过程反应过程是否需要光能是否需
20、要光能光反应在白天可以进行吗?夜间呢?光反应在白天可以进行吗?夜间呢?暗反应在白天可以进行吗?夜间呢?暗反应在白天可以进行吗?夜间呢?有光才能反应有光才能反应有光、无光都能反应有光、无光都能反应三、光合作用的过程:三、光合作用的过程:H H2 2O O类囊体膜类囊体膜酶酶Pi Pi ADPADPATPATP光反应阶段光反应阶段光、色素、酶、水光、色素、酶、水叶绿体的叶绿体的类囊体薄膜类囊体薄膜上上水的光解:水的光解:H H2 2O H + OO H + O2 2光能光能(还原剂)(还原剂)ATPATP的合成:的合成:ADPADPPi Pi 能量(能量(光能光能) ATPATP酶酶HH场所:场所
21、:条件:条件:物质变化物质变化能量变化能量变化进入叶绿进入叶绿体基质,体基质,参与暗反参与暗反应应供暗反供暗反应使用应使用光能光能 ATPATP中活跃的中活跃的化学能化学能COCO2 2 五碳化合物五碳化合物 C C5 5 COCO2 2的的固定固定三碳化合物三碳化合物 2C2C3 3C C3 3的的还原还原叶绿体基质叶绿体基质多种酶多种酶H H2 2O O类囊体膜类囊体膜酶酶Pi Pi ADPADPATPATPHH糖类糖类+H+H2 2O O卡尔文循环卡尔文循环暗反应阶段暗反应阶段COCO2 2的固定:的固定:COCO2 2C C5 5 2C 2C3 3酶酶C C3 3的还原:的还原:叶绿体
22、的叶绿体的基质基质中中ATPATPH H 、ADP+PiADP+Pi2C2C3 3 CH CH2 2O)+HO)+H2 2O+CO+C5 5酶酶糖类糖类H H 、ATPATP、酶、酶、COCO2 2场所:场所:条件:条件:物质变化物质变化能量变化能量变化COCO2 2 五碳化合物五碳化合物 C C5 5 COCO2 2的的固定固定三碳化合物三碳化合物 2C2C3 3叶绿体基质叶绿体基质多种酶多种酶糖类糖类+H+H2 2O OATPATPHH ATPATP中中活跃活跃的的化学化学能能糖类糖类等有机物中等有机物中稳定稳定的的化学能化学能 联系联系比较光反应、暗反应比较光反应、暗反应光反应阶段光反应
23、阶段暗反应阶段暗反应阶段条件条件场所场所物质变化物质变化能量变化能量变化光光、色素、酶、色素、酶、H H2 2O OCOCO2 2、多种酶、多种酶、HH、ATPATP叶绿体叶绿体类囊体薄膜上类囊体薄膜上叶绿体叶绿体基质基质中中水的光解;水的光解;ATPATP的生的生成成COCO2 2的固定;的固定; C C3 3的还原的还原ATPATP中活中活 跃化学能跃化学能光能光能ATPATP中活中活 跃化学能跃化学能有机物中稳有机物中稳定化学能定化学能光反应是暗反应的基础,为暗反应提供光反应是暗反应的基础,为暗反应提供HH和和ATPATP,暗反应为光反应提供,暗反应为光反应提供ADPADP和和PiPi。
24、叶叶绿体处不同条件下,绿体处不同条件下,C3C3、C5C5、NADPHNADPH、ATPATP以及以及(CH2O)(CH2O)合成量的动态变化合成量的动态变化条件条件C C3 3C C5 5NADPHNADPH和和ATPATP(CH(CH2 2O)O)合成量合成量停止光照停止光照COCO2 2供应不变供应不变增增加加下下降降减少或减少或没有没有减少或没有减少或没有突然光照突然光照COCO2 2供应不变供应不变减减少少增增加加增加增加增加增加光照不变光照不变停止停止COCO2 2供应供应减减少少 增增加加增加增加减少或没有减少或没有光照不变光照不变COCO2 2供应增加供应增加增增加加减减少少减
25、少减少增加增加物质物质上把上把CO2和和H2O转变成转变成以糖类为主的有机物以糖类为主的有机物能量能量上把光能转变成有机物上把光能转变成有机物中的化学能中的化学能光合作用的实质光合作用的实质H H2 2OH + OOH + O2 2+ +PiPi+ +光能光能ATPATP酶酶ADPADP水的光解:水的光解:ATPATP的合成:的合成: 暗反应暗反应总结总结光反应光反应12H12H2 2O + 6COO + 6CO2 2 C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O O +6O+6O2 2光能光能叶绿体叶绿体特别说明特别说明:光合作用的产物除糖类和氧外,还有光合作用的产物除糖类和氧
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