高三一轮复习课件：光合作用

第三讲：能量之源—光与光合作用捕获光能的色素光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。植物正常生长需要光能，而叶片中的色素可能与光能的捕获有关。思考与探究：1.用什么方法可以获得绿叶中的色素呢？2.绿叶中的色素是一种还是多种呢？探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》提取色素要注意什么？1.破碎细胞及叶绿体，使色素充分释放。2.保证色素的结构和活性不被破坏。3.使色素溶解于试剂中。考点一实验：叶绿体中色素的提取和分离1.实验原理提取：叶绿体中的色素能溶解在无水乙醇中而不溶于水，可用无水乙醇提取色素。分离：各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的扩散快，反之则慢。从而使各种色素相互分离。2.实验过程3.注意事项叶片要新鲜、颜色要深绿，尽量去除叶脉等部分加入二氧化硅、碳酸钙和无水乙醇研磨要迅速、充分用单层尼龙布过滤要将滤纸条的一端剪去两角画滤液细线：细，匀，直不要将滤液细线浸没在层析液中4.分离结果考点一实验：叶绿体中色素的提取和分离叶绿体中色素提取分离异常现象分析正常分离未加碳酸钙未加二氧化硅考点一实验：叶绿体中色素的提取和分离叶绿体中色素提取分离异常现象分析考点一实验：叶绿体中色素的提取和分离叶绿体中色素提取分离异常现象分析考点一实验：叶绿体中色素的提取和分离捕获光能的色素色素分离的其他方法:捕获光能的色素假设同学甲在进行色素提取实验时，一次加入大量无水乙醇；同学乙在进行层析时，不小心将滤液细线浸没于层析液之下。请问两位同学的操作是否会影响到实验结果？同学甲的操作会导致提取到的色素浓度过低；同学乙的操作会导致滤纸条上的色素更多的溶解于层析液中。两位同学的错误操作均会影响色素分离的效果。花青素，是自然界一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素。水果、蔬菜、花卉中的主要呈色物质大部分与之有关。在植物细胞液泡不同pH条件下，花青素使花瓣、叶片等呈现五彩缤纷的颜色。(2)实验流程防止色素被破坏研磨充分色素保证色素扩散均匀，否则会形成弧形带分离出的色素带平整不重叠清晰橙黄色最少最高黄色蓝绿色最多黄绿色最低光是一种电磁波，分为可见光和不可见光。可见光的波长是400-760nm。不同波长的光，颜色不同。太阳光太阳光是由多种波长的光混合而成不同色素对光的吸收差异不同色素对光的吸收差异叶绿素的分子结构β-胡萝卜素的分子结构不同色素对光的吸收差异色素名称元素组成分子质量β-胡萝卜素C、H536叶黄素C、H、O568叶绿素aC、H、O、N、Mg892叶绿素bC、H、O、N、Mg906（1）色素吸收光谱叶绿素a叶绿素b类胡萝卜素考点二捕获光能的色素和结构及光合作用探究历程1.叶绿体中的色素塑料大棚中“薄膜颜色”与“补光类型”a.不同“薄膜颜色”的透光情况比较红色薄膜蓝色薄膜无色薄膜白光考点二捕获光能的色素和结构及光合作用探究历程红色薄膜蓝色薄膜无色薄膜考点二捕获光能的色素和结构及光合作用探究历程塑料大棚中“薄膜颜色”与“补光类型”a.不同“薄膜颜色”的透光情况比较红色薄膜蓝色薄膜无色薄膜结论：塑料大棚应选用无色薄膜考点二捕获光能的色素和结构及光合作用探究历程塑料大棚中“薄膜颜色”与“补光类型”a.不同“薄膜颜色”的透光情况比较b.不同灯泡（功率相同）产生光的情况比较白光灯泡红光灯泡蓝紫光灯泡结论：补光时应使用红灯泡或蓝紫灯泡考点二捕获光能的色素和结构及光合作用探究历程塑料大棚中“薄膜颜色”与“补光类型”不同色素对光的吸收差异不同波长的光具有明显不同的生物学效应，包括对植物的形态结构与化学组成、光合作用和器官生长发育等方面的不同影响。植物工厂的LED灯都是做成全红、全蓝、红蓝组合三种形式。（2）色素的功能：

①吸收、传递光能：叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素。②转换光能：只有少数处于特殊状态的叶绿素a能将光能转换为电能。（3）影响叶绿素合成的因素：①光照：光是叶绿素合成的必要条件，植物在黑暗中叶呈黄色；②温度：低温抑制叶绿素的合成，破坏已有的叶绿素分子，从而使叶片变黄；③镁等无机盐：镁是构成叶绿素的成分，缺镁叶片变黄。考点二捕获光能的色素和结构及光合作用探究历程叶绿体的结构适于进行光合作用1g菠菜叶片中的类囊体总面积竟有60m2左右。水绵黑藻2．叶绿体(1)结构模式图：双层膜暗反应色素与光反应有关的酶决定考点二捕获光能的色素和结构及光合作用探究历程(3)功能：进行

的场所光合作用证明(4)恩格尔曼的实验：好氧细菌只分布于

被光束照射的部位。叶绿体1.实验材料为什么选择水绵和好氧细菌？

2.为何要除去小室中原有的空气？

3.在黑暗中用极细光束照射水绵有何巧妙之处？

4.为何把载有水绵的临时装片又暴露于光下？5.由实验能得出什么结论？叶绿体的结构适于进行光合作用思考：结合刚刚学过的色素吸收光存在差异这一知识，同学们能否在恩格尔曼第一个实验的基础上进一步提出所要研究的问题？工具：三棱镜好氧细菌水绵好氧细菌叶绿体的结构适于进行光合作用叶绿体是光合作用的场所，并且能够吸收特定波长的光。

叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子，在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有很多进行光合作用所必需的酶。3.光合作用的探究历程（1）海尔蒙特实验结论：水分是植物建造自身的原料考点二捕获光能的色素和结构及光合作用探究历程（1）海尔蒙特实验结论：水分是植物建造自身的原料（2）普里斯特利实验结论：植物可以更新空气考点二捕获光能的色素和结构及光合作用探究历程3.光合作用的探究历程(1)海尔蒙特实验结论：水分是植物建造自身的原料(2)普里斯特利实验结论：植物可以更新空气(3)英格豪斯实验结论：植物在光下可以更新空气考点二捕获光能的色素和结构及光合作用探究历程3.光合作用的探究历程（1）海尔蒙特实验结论：植物质量来自水（2）普里斯特利实验结论：植物可以更新空气（3）英格豪斯实验结论：植物在光下制造淀粉（4）萨克斯实验结论：植物在光下可以更新空气考点二捕获光能的色素和结构及光合作用探究历程3.光合作用的探究历程结论：光合作用在叶绿体完成(5)恩格尔曼实验考点二捕获光能的色素和结构及光合作用探究历程3.光合作用的探究历程（1）海尔蒙特实验结论：植物质量来自水（2）普里斯特利实验结论：植物可以更新空气（3）英格豪斯实验结论：植物在光下制造淀粉（4）萨克斯实验结论：植物在光下可以更新空气结论：光合作用在叶绿体完成(5)恩格尔曼实验考点二捕获光能的色素和结构及光合作用探究历程3.光合作用的探究历程（1）海尔蒙特实验结论：植物质量来自水（2）普里斯特利实验结论：植物可以更新空气（3）英格豪斯实验结论：植物在光下制造淀粉（4）萨克斯实验结论：植物在光下可以更新空气结论：光合作用产生的氧气来自水（6）鲁宾卡门实验实验1：鲁宾和卡门实验实验思路：

用放射性同位素标记来研究物质的去路材料：小球藻处理：用18O分别标记CO2和H2O，给予光照。结论：光合作用在叶绿体完成(5)恩格尔曼实验考点二捕获光能的色素和结构及光合作用探究历程3.光合作用的探究历程（1）海尔蒙特实验结论：植物质量来自水（2）普里斯特利实验结论：植物可以更新空气（3）英格豪斯实验结论：植物在光下制造淀粉（4）萨克斯实验结论：植物在光下可以更新空气（7）卡尔文实验14C标记的14CO2＋小球藻→同位素追踪其放射性C的转移途径：14CO2→C3→(CH2O)（6）鲁宾卡门实验结论：光合作用产生的氧气来自水光合作用的原理实验：卡尔文实验1实验思路：同位素标记14CO2，研究物质转化过程材料：小球藻处理：光照、提供14CO2；不同时间杀死小球藻，再纸层析分离，最后鉴定放射性物质。活动2:根据实验分析光合作用原理CO2C3

C6C5结果：先出现14C3，最后出现14C5、14C6结论：三碳化合物其他中间产物5秒后60秒后光合作用的原理C52C3还原的C3卡尔文实验2：实验现象：如果光照下突然中断CO2供应，C3急剧减少而C5量增加；突然停止光照，C3浓度急速升高而C5的浓度急速降低。CO2（CH2O）结论：C3与C5之间是相互循环的。多种酶活动2:根据实验分析光合作用原理答案

①—A—b

②—C—a

③—E—f

④—D—c

⑤—F——e

⑥—B—d

⑦—G—g考点三光合作用的过程1.光合作用的过程图解b、H的转移：H2O【H】（CH2O）c、C的转移：CO2C3（CH2O）a、O的转移：H2OO2CO2

（CH2O）6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O光能叶绿体CO2+H2O（CH2O）+O2光能叶绿体考点三光合作用的过程2.总反应式项目光反应阶段暗反应阶段区别场所条件物质变化能量转化类囊体薄膜叶绿体基质光、色素、酶、水多种酶、CO2

、[H]、ATP光能转化为ATP中活泼的化学能ATP中活泼的化学能转化为糖类等有机物中稳定的化学能水的光解：2H2O

光4[H]+O2ATP合成：ADP+Pi+光能

ATP酶C3的还原：2C3

（CH2O）+C5[H]，ATP酶联系1、光反应是暗反应的基础，光反应为暗反应的进行提供[H]和ATP；2、暗反应是光反应的继续，暗反应为光反应的进行提供ADP和PiCO2的固定：CO2+C52C3酶考点三光合作用的过程3.光反应和暗反应的比较4.条件骤变时物质量的变化CO2浓度不变光反应[H]、ATPC3C5（CH2O）光照突然减弱

光照突然增强光照不变暗反应C3C5[H]、ATP（CH2O）CO2突然减少

CO2突然增加增加CO2浓度注意：1、这些变化都是条件改变后短期内的变化2、当光暗反应正常进行时，C3含量大约为C5的二倍。2、

光合作用强度的表示方法：①单位时间内光合作用产生糖的数量。②单位时间内光合作用放出O2的量。③单位时间内光合作用吸收CO2的量。1、光合作用强度

概念：

指植物在单位时间内通过光合作用制造有机物的数量。四、影响光合作用强度的因素？CO2+H2O（CH2O）+O2光能叶绿体

CO2+H2O（CH2O）+O2光能叶绿体(色素、酶）①Mg、N、P等矿质元素；②酶的活性受温度等影响。光照强度、光质、光照时间；反应物浓度①作为反应物和反应的媒介；②水分→气孔关闭→CO2供应3、因素：积累环境因素：阳光、温度、水、CO2浓度、无机营养等①光质(光的波长)②光照时间应用：延长光合作用时间大田：复种（一年种两茬或三茬）温室：人工光照考点四影响光合作用的因素及应用光合作用原理的应用实验目的：探究光照强度对光合作用强度的影响实验材料：实验步骤：1.取叶片均分三组，进行编号。2.不同处理：给予低、中、高的光照3.相同处理：圆形的生长旺盛的绿色小叶片用注射器排除叶片中的气体；放入适宜浓度的NaHCO3溶液中（1）实验流程打出小圆形叶片(30)片：

参考案例：探究光照强弱对光合作用强度的影响小圆形叶片沉到水底：将内部气体逸出的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中，小圆形叶片全部沉到水底用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出直径1cm用注射器（内有清水、小圆形叶片）抽出叶片内气体（O2等），重复几次抽出叶片内气体：考点四影响光合作用的因素及应用小圆形叶片加富含CO2的清水光照强度叶片浮起数量甲10片20mL

强多乙10片20mL

中中丙10片20mL

弱少对照实验及结果：（2）实验结论：在一定范围内,随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强（小圆形叶片中产生的O2越多，浮起的越多）。考点四影响光合作用的因素及应用光合作用原理的应用测量并记录实验结果：光合作用原理的应用实验结论：统计并分析实验结果：光照强度光合作用强度随光照强度的增强光合作用强度增加abcdef光饱和点：随光照增强光合作用不再增强时的光照强度光饱和点①光照强度：在一定光照强度范围内，增加光照强度可提高光合作用速率。曲线分析：A点光照强度为0，此时只进行有氧呼吸，释放CO2量表明此时的呼吸强度。

AB段表明：随光照增强，光合作用逐渐加强，CO2的释放量逐渐减少，有一部分用于光合作用；

①光照强度：在一定光照强度范围内，增加光照强度可提高光合作用速率。AB段表明：

到B点时，有氧呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度＝细胞呼吸强度，称B点对应的光照强度为光补偿点

。此时，叶肉细胞不和外界进行气体交换①光照强度：在一定光照强度范围内，增加光照强度可提高光合作用速率。BC段表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强了。称C点对应的光照强度为光饱和点。①光照强度：在一定光照强度范围内，增加光照强度可提高光合作用速率。应用：①阴生植物的B点前移，C点较低，如图中虚线所示，②间作套种作物的种类搭配，林带树种的配置，合理利用光能；③适当提高光照强度可增加大棚作物产量。③光照强度：在一定光照强度范围内，增加光照强度可提高光合作用速率。考点四影响光合作用的因素及应用真光合速率：是指实际发生在叶绿体中的光合作用速率。描述对象是叶绿体，反映其进行光合作用的快慢。表观（净）光合速率：是指叶绿体的真光合速率减去同时发生在线粒体中的呼吸作用速率剩余的部分。净光合作用描述的是叶肉细胞或者叶片。净光合速率＝真正光合速率－呼吸速率补充1：光合作用强度的相关概念思考：

光合速率是指总（真）光合还是净光合？真光合速率：是指实际发生在叶绿体中的光合作用速率。描述对象是叶绿体，反映其进行光合作用的快慢。表观（净）光合速率：是指叶绿体的真光合速率减去同时发生在线粒体中的呼吸作用速率剩余的部分。净光合作用描述的是叶肉细胞或者叶片。补充1：光合作用强度的相关概念即在光下植物的光合作用与细胞呼吸同时进行时，应存在如下关系：1．光合作用实际产氧量（叶绿体产氧量）=实测植物氧气释放量+细胞呼吸耗氧量。2．光合作用实际CO2消耗量（叶绿体消耗CO2量）=实测植物CO2消耗量+细胞呼吸CO2释放量。3．光合作用葡萄糖净产量（葡萄糖积累量）=光合作用实际葡萄糖生产量（叶绿体产生或合成葡萄糖量）－细胞呼吸葡萄糖消耗量。①光照强度：在一定光照强度范围内，增加光照强度可提高光合作用速率。光合速率：是指单位时间,单位叶面积吸收二氧化碳的量或放出氧气的量。

一般来说，光合作用速率是指净光合。思考：答题过程中如何区分净光合和真光合？补充1：光合作用强度的相关概念光照强度ABC光补偿点CO2释放速率CO2吸收速率o纵坐标的值实指净光合速率A点对应的纵坐标的绝对值实指呼吸速率光饱和点最大净光合速率呼吸速率最大光合速率其大小主要受温度影响光照强度ABCCO2吸收速率o纵坐标的值实指净光合速率A点对应的纵坐标的绝对值实指呼吸速率最大净光合速率呼吸速率最大光合速率其大小主要受温度影响S1S2S3呼吸消耗(有机物)量

=(有机物)储存量

=(有机物)制造量

=S1+S2S3--S1S3+S2酵母菌或植物的非绿色器官呼吸速率随O2浓度的变化O2浓度CO2释放速率0无氧呼吸有氧呼吸ABCab总曲线A点:只进行无氧呼吸C点及以后:只进行有氧呼吸A～C之间:无氧呼吸+有氧呼吸B点对应的氧浓度下，无氧呼吸受到抑制，有氧呼吸又很微弱，消耗的有机物最少．补充：光合作用与呼吸作用的主要影响因素分析O2的吸收速率真光合、净光合表述方法：生产、产生速率，固定速率——指释放速率、吸收速率速率——指真光合速率净光合速率补充1：光合作用强度的相关概念当光合作用强度<呼吸作用强度时，会发生图中_____过程。当光合作用强度=呼吸作用强度时，会发生图中_____过程。pqpqmnpqgh已知M、N为同一细胞中的两种细胞器，g、ｈ、ｍ、ｎ、ｐ、ｑ为相关的两种气体分子，回答问题：当光合作用强度>呼吸作用强度时，会发生图中_____过程。A真光合、净光合常用计算公式1．光合作用产生氧气量（叶绿体产氧量）=实测氧气释放量+细胞呼吸耗氧量。2．光合作用CO2固定量（叶绿体消耗CO2量）=实测植物CO2消耗量+细胞呼吸CO2释放量。3．光合作用葡萄糖积累量=光合作用实际葡萄糖生产量（叶绿体产生或合成葡萄糖量）－细胞呼吸葡萄糖消耗量。补充1：光合作用强度的相关概念1.NaHCO3溶液作用：（CO2缓冲液）玻璃瓶中的NaHCO3溶液保证了容器内CO2的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。2.光合速率测定装置：植物光合作用释放氧气，使容器内气体压强增大，毛细管内的水滴右移。单位时间内水滴右移的体积即是光合速率。3.条件整个装置必须在充足光下。补充2：光合作用强度的测量方法：为什么右移代表净光合？如何解释？此时，植物叶肉细胞光合大于呼吸，线粒体并不直接和外界进行气体交换，整个叶片仅从外界吸收CO2，放出氧气。CO2由缓冲液提供不影响压强。思考：该装置是否能直接测定真光合速率？只能直接测得净光合速率1.NaHCO3溶液作用：（CO2缓冲液）玻璃瓶中的NaHCO3溶液保证了容器内CO2的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。2.光合速率测定装置：植物光合作用释放氧气，使容器内气体压强增大，毛细管内的水滴右移。单位时间内水滴右移的体积即是光合速率。3.条件整个装置必须在充足光下。补充2：光合作用强度的测量方法：怎样测定植物呼吸速率？改进措施：

1、遮光2、将装置中的NaHCO3溶液换成NaOH溶液。（液滴左移）如何校正环境对实验的影响？换成大小相似的死的植物补充2：光合作用强度的测量方法：②CO2浓度(1)曲线分析：图1和图2都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度的增加而增大，但当CO2浓度增加到一定范围后，光合作用速率不再增加。

②CO2浓度图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点；图2中的A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。图1和图2中的B和B′点都表示CO2饱和点。④CO2浓度考点四影响光合作用的因素及应用应用：①在农业生产上可以通过“正其行，通其风”②增施农家肥等增大CO2浓度。③温室栽培农作物可以投放干冰；或与鸡舍相连。④CO2浓度考点四影响光合作用的因素及应用③温度(1)曲线分析：温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。(2)应用：冬天，温室栽培可适当提高温度，温室栽培也可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物的积累。④必需元素供应

矿质元素是光合作用的产物——葡萄糖进一步合成许多有机物时所必需的物质。

应用措施：合理施肥（但施肥太多，浓度过高会会使植物失水萎蔫）可促进叶片面积增大，提高酶的合成率，提高光合作用速率。矿质元素⑤水分(1)影响：水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合作用。(2)应用：根据作物的需水规律合理灌溉。⑦叶龄OA段——幼叶。随幼叶的不断生长，叶面积增大，叶绿体增多，叶绿素含量增加，光合速率增加。AB段——壮叶。叶片面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率稳定。BC段——老叶。随叶龄的增加，叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。应用措施：适当摘除老叶、残叶。可降低其呼吸作用消耗有机物。考点四影响光合