济宁市第一中学济宁市第一中学制作人：王中伟制作人：王中伟青青园中葵，青青园中葵，朝露待日晞。朝露待日晞。阳春布德泽，阳春布德泽，万物生光辉。万物生光辉。 一：光合作用探究历程光合作用探究历程二：叶绿体的结构与功能叶绿体的结构与功能三：光合作用的过程三：光合作用的过程四：四：光合作用原理的应用光合作用原理的应用五：解题规律五：解题规律1 1、18641864年，德国，年，德国，萨克斯萨克斯的实验的实验结论：结论： 光合作用产生淀粉光合作用产生淀粉 。 假设：光合作用可能产生淀粉假设：光合作用可能产生淀粉过程：过程：实验组实验组对照组对照组2 2、18801880年，美国，年，美国，恩格尔曼恩格尔曼的实验的实验无空气的黑暗环境，无空气的黑暗环境，实验组实验组完全暴光完全暴光对照组对照组结论：结论： 光合作用光合作用的场所是叶绿的场所是叶绿体，产物有氧体，产物有氧气。气。假设：光合作用的场所可能是叶绿体。假设：光合作用的场所可能是叶绿体。过程：过程：3 :鲁宾和卡门的同位素标记实验鲁宾和卡门的同位素标记实验结论：光合作用释放的氧全部来自水。结论：光合作用释放的氧全部来自水。18O2O2AB绿叶中色素的提取和分离实验绿叶中色素的提取和分离实验:1实验原理实验原理:绿叶中色素在层析液中的绿叶中色素在层析液中的( )不同,在滤纸上的( )不同,可以分离开各种色素.2注意事项:无水乙醇作用:( )二氧化硅作用:( )碳酸钙的作用:( )溶解度溶解度扩散速度扩散速度 溶解色素溶解色素 研磨充分研磨充分防止色素被破坏防止色素被破坏叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素叶绿素叶绿素b叶黄素叶黄素(蓝绿色）蓝绿色）（黄绿色）（黄绿色）（橙黄色）（橙黄色）（黄色）（黄色）（含量占（含量占3/4）（含量占（含量占1/4）外外膜膜内内膜膜基基质质基基粒粒1:叶绿体中的色素叶绿体中的色素叶绿体结构模式图叶绿体结构模式图(色素色素)胡萝卜素胡萝卜素叶绿素叶绿素a 二二:叶绿体叶绿体 光合作用的场所光合作用的场所（光反应酶、（光反应酶、光反应场所）光反应场所）（暗反应酶、少量（暗反应酶、少量DNA,RNA.暗反应场所）暗反应场所）光合作用场所一定是叶绿体吗？光合作用场所一定是叶绿体吗？2 2、色素的吸收光谱、色素的吸收光谱叶绿素溶液叶绿素溶液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类胡萝卜素溶液类胡萝卜素溶液光反应阶段：光反应阶段：暗反应阶段：暗反应阶段：（叶绿体类囊体薄膜）（叶绿体类囊体薄膜）（叶绿体基质）（叶绿体基质）叶绿体叶绿体中的色中的色素素三三:光合作用的过程光合作用的过程光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段光能光能co22c3H2O水在光下分解水在光下分解C5ATPADP+Pi酶酶供能供能H供氢供氢O2 固固 定定还还 原原多种酶多种酶参加催化参加催化(CH2O)基基粒粒基质基质光反应阶段：光反应阶段：暗反应阶段：暗反应阶段：（叶绿体基粒类囊体膜）叶绿体基粒类囊体膜）（叶绿体基质）（叶绿体基质）物质变化：物质变化：H2O的光解的光解 H2O H+O2ATP的形成的形成 ADP+Pi ATP能量变化：能量变化： 光能光能 活跃的化学能活跃的化学能光光色素色素光光色素色素光反应阶段：光反应阶段：暗反应阶段：暗反应阶段：（叶绿体基粒类囊体膜）叶绿体基粒类囊体膜）（叶绿体基质）（叶绿体基质）物质变化：物质变化：H2O的光解的光解 H2O H+O2ATP的形成的形成 ADP+Pi ATP能量变化：能量变化： 光能光能 活跃的化学能活跃的化学能(ATP)光光色素色素光光色素色素物质变化：物质变化：能量变化：能量变化： 活跃的化学能活跃的化学能 稳定的化学能稳定的化学能(有有机机 物物)CO2的固定的固定 CO2+C5 2C3CO2的还原的还原 2C3 （CH2O）+C5酶酶 H 酶酶 ATP1:光合作用反应式：光合作用反应式： 光合作用指绿色植物通过光合作用指绿色植物通过_，利，利用用_，把，把_和和_转化成储存转化成储存着能量的着能量的_，并且释放出，并且释放出_的的过程。过程。2:光合作用概念：光合作用概念：CO2+H2O （CH2O）+O2光能光能叶绿体叶绿体叶绿体叶绿体光能光能二氧化碳二氧化碳水水有机物有机物氧气氧气光合作用的场所光合作用的场所条件条件产物产物原料原料 叶绿体叶绿体光照光照(CH2O),O2（来源于（来源于H2O）O2 H2O3、光合作用实质：、光合作用实质：光能光能 活跃的化学能活跃的化学能 稳定的化学能稳定的化学能能量变化：能量变化：物质变化：物质变化： 无机物无机物 有机物有机物三三:光合作用的过程光合作用的过程4.光合作用的意义光合作用的意义为一切生物生命活动提供物质来源和能量来源。为一切生物生命活动提供物质来源和能量来源。.维持了大气成分的基本稳定。维持了大气成分的基本稳定。促进了生物的进化：呼吸方式由无氧呼吸进化为促进了生物的进化：呼吸方式由无氧呼吸进化为 有氧呼吸。有氧呼吸。1、延长光照时间增加光照强度、延长光照时间增加光照强度2、提高二氧化碳浓度、提高二氧化碳浓度3、适宜的温度：、适宜的温度：增施有机肥料，利增施有机肥料，利用微生物分解有机物用微生物分解有机物产生二氧化碳产生二氧化碳直接施放贮存在直接施放贮存在钢瓶中的二氧化碳钢瓶中的二氧化碳点煤球炉点煤球炉保持昼夜温差保持昼夜温差解题规律总结解题规律总结1 1：影响光合作用的速率的环境因素影响光合作用的速率的环境因素影响光合作用的速率的环境因素影响光合作用的速率的环境因素(1)(1)(1)(1)光合作用速率的测定方法光合作用速率的测定方法光合作用速率的测定方法光合作用速率的测定方法 测定植物光合作用的速率，最简单有效的方法是测定植物光合作用的速率，最简单有效的方法是测定植物光合作用的速率，最简单有效的方法是测定植物光合作用的速率，最简单有效的方法是测定：二氧化碳的吸收量测定：二氧化碳的吸收量测定：二氧化碳的吸收量测定：二氧化碳的吸收量. . . .在光照下测定的二氧化碳的吸收量只是光合作用从外界吸在光照下测定的二氧化碳的吸收量只是光合作用从外界吸在光照下测定的二氧化碳的吸收量只是光合作用从外界吸在光照下测定的二氧化碳的吸收量只是光合作用从外界吸收的量，称为表观光合速率。真正光合速率是指植物在光收的量，称为表观光合速率。真正光合速率是指植物在光收的量，称为表观光合速率。真正光合速率是指植物在光收的量，称为表观光合速率。真正光合速率是指植物在光下实际把二氧化碳转化成有机物的量，即在单位时间内、下实际把二氧化碳转化成有机物的量，即在单位时间内、下实际把二氧化碳转化成有机物的量，即在单位时间内、下实际把二氧化碳转化成有机物的量，即在单位时间内、叶面积从外界吸收和自身呼吸释放二氧化碳的量。叶面积从外界吸收和自身呼吸释放二氧化碳的量。叶面积从外界吸收和自身呼吸释放二氧化碳的量。叶面积从外界吸收和自身呼吸释放二氧化碳的量。 (1)光合作用速率的测定方法光合作用速率的测定方法例例1:(20071:(2007年高考生物试题（山东卷）年高考生物试题（山东卷）, ,以测定的以测定的CO2CO2吸收量与释放量为指标，吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是结果如图所示。下列分析正确的是 A.A.光照相同时间，光照相同时间，3535时光合作用制造的有机物的量与时光合作用制造的有机物的量与3030时相等时相等B.B.光照相同时间，在光照相同时间，在2020条件下植物积累的有机物的量最多条件下植物积累的有机物的量最多C.C.温度高于温度高于2525时，光合作用制造的有机物的量开始减少时，光合作用制造的有机物的量开始减少D.D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等A解题规律总结解题规律总结(2):环境因素对光合作用的影响环境因素对光合作用的影响 1）光照光照:光是光合作用的能量来源，光照光是光合作用的能量来源，光照 强度直接影响光合速率。强度直接影响光合速率。 2）二氧化碳浓度二氧化碳浓度:二氧化碳是光合作用的两二氧化碳是光合作用的两种原料之一种原料之一 3）温度温度:直接影响光合作用中各种酶的活动、直接影响光合作用中各种酶的活动、光合结构光合结构. 4）矿质元素）矿质元素 1):1):光照强度光照强度光照强度光照强度对光合作用的影响对光合作用的影响对光合作用的影响对光合作用的影响光是光合作用的能量来源，BC:在一定范围内，光合速在一定范围内，光合速率随光照强度提高而加快。率随光照强度提高而加快。原因原因:光反应产生光反应产生ATP, HCD:当光照强度高到一定数当光照强度高到一定数值后，光照强度再提高而光值后，光照强度再提高而光合速率不再加快合速率不再加快.原因原因:受暗反应受暗反应CO2浓度限制浓度限制BABCD2）二氧化碳浓度对光合作用的影响）二氧化碳浓度对光合作用的影响AB:CO2浓度过低浓度过低,光合作用不能进光合作用不能进行行.BC:随随CO2浓度增浓度增加加,光合强度增大光合强度增大.原因原因:CO2影响暗反影响暗反应应CD:随随CO2浓度增浓度增加加,光合强度不变光合强度不变.原因原因:受光反应的受光反应的ATP和和H限制限制BBCDBCD3)、温度对光合作用的影响、温度对光合作用的影响实质：温度影响实质：温度影响暗反应暗反应（酶促反应酶促反应）在生产上应用：在生产上应用： 在大棚生产中常常采用在大棚生产中常常采用白天适当升温白天适当升温（保证光合作保证光合作 用正常进行，用正常进行，晚上适当降温晚上适当降温（降低呼吸酶的活性降低呼吸酶的活性）。）。例例2、下图表示在、下图表示在10000勒克司光照下某植物的呼吸量与勒克司光照下某植物的呼吸量与光合量随环境温度而发生，据图回答问题：光合量随环境温度而发生，据图回答问题：（1）从图中可）从图中可以看出，叶绿体以看出，叶绿体内的酶与呼吸酶内的酶与呼吸酶相比相比 。最适温度低最适温度低 （2）最有利于该植）最有利于该植物有机物积累的温度为物有机物积累的温度为 。 此时图中显示此时图中显示出的净产量为出的净产量为 。（3）温度为）温度为40度时该植物度时该植物的代谢情况为的代谢情况为 。（4）从图中关系谈一谈夏季）从图中关系谈一谈夏季中午时蒸腾作用的益处：中午时蒸腾作用的益处： 。350.2mol的的CO2光合量等于呼吸量。光合量等于呼吸量。蒸腾作用降低叶片的温度蒸腾作用降低叶片的温度,有利于光合作用。有利于光合作用。（a a a a）N N N N：是各种酶以及：是各种酶以及：是各种酶以及：是各种酶以及ATPATPATPATP的重要组的重要组的重要组的重要组 成成分，叶绿素中也有成成分，叶绿素中也有成成分，叶绿素中也有成成分，叶绿素中也有N N N N元素。元素。元素。元素。(4)、矿质元素对光合作用的影响矿质元素对光合作用的影响矿质元素对光合作用的影响矿质元素对光合作用的影响（b b）P P：是叶绿体膜：是叶绿体膜：是叶绿体膜：是叶绿体膜 和和和和ATPATP的重要组成成分。的重要组成成分。的重要组成成分。的重要组成成分。（c）MgMg：叶绿素叶绿素叶绿素叶绿素的重要组成成分。的重要组成成分。光反应阶段暗反应阶段进行部进行部位位条件条件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体薄膜中叶绿体类囊体薄膜中叶绿体基质中叶绿体基质中光、色素和酶光、色素和酶ATP 、 H 多种酶催化多种酶催化光能光能电能电能活跃的化学能活跃的化学能 活跃的化学能活跃的化学能稳定的化学能稳定的化学能 光反应为暗反应提供光反应为暗反应提供HH和和ATPATP暗反应消耗了光反应的产物暗反应消耗了光反应的产物, ,促进光反应的进行促进光反应的进行水的光解水的光解H2O2H+1/2O2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 2C3CO2的还原的还原2C3 CH2O+C5 酶酶 酶酶ATP H2、光合作用的过程、光合作用的过程解题规律总结3:光反应与暗反应关系: (1): 光反应要在基粒中有光下进行,为暗反应提供H和ATP (2) 暗反应在基质中有光或无光下都能进行, 消耗了光反应的产物,促进光反应的进行解题规律总结解题规律总结4:光合作用量变分析公式: CO2 2+C5 5 2C3 3 酶酶酶酶 ATP H ATP H CH2 2O+C5 5(1):如果停止光照,(2):如果停止二氧化碳,ATPATP减少减少,ADP,ADP增多增多,C,C3 3增多增多,C,C5 5减少减少C C5 5增多增多,C,C3 3减少减少,ATP,ATP增多增多,ADP,ADP减少减少解题规律总结解题规律总结5:根据获取有机物的方式不同，可以将生物分为：自养生物异养生物光能自养生物光能自养生物化能自养生物化能自养生物（绿色植物（绿色植物.蓝藻）蓝藻）（硝化细菌等）（硝化细菌等）思考评价思考评价1:下图是改变光照和下图是改变光照和CO2浓度后与光合作用有关的五碳浓度后与光合作用有关的五碳 化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线，请回答化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线，请回答：（1）曲线）曲线b表示的化合物是表示的化合物是 ，在无光照时，其量迅，在无光照时，其量迅速下降的原因是：速下降的原因是： ； 。（2）曲线）曲线a表示的化合物是表示的化合物是 ，在，在CO2浓度降低时，浓度降低时，其量迅速下降的原因是：其量迅速下降的原因是： ； 。（3）由此可见光照强度和）由此可见光照强度和CO2浓度的变化均影响光合作浓度的变化均影响光合作用的速度，但前者主要影响光合作用的用的速度，但前者主要影响光合作用的 ，后者，后者主要影响光合作用的主要影响光合作用的 。C3无光，不能合成无光，不能合成ATP和和H，C3不能被还原；不能被还原；而而C5又继续被固定形成又继续被固定形成C3固定过程减慢，固定过程减慢， C3形成量减少，形成量减少，而且而且C3还原过程仍在进行。还原过程仍在进行。光反应光反应暗反应暗反应C5