2019_20學(xué)年高中生物4.2光合作用課件蘇教版必修.pptx

第二節(jié) 光合作用,一,二,三,四,五,一、回眸歷史,解開光合作用之謎,一,二,三,四,五,一,二,三,四,五,一,二,三,四,五,二、恩吉爾曼的實驗和色素對光能的捕獲 1.恩吉爾曼實驗分析 (1)選材:水綿和好氧細(xì)菌。 (2)原理:用不同波長的光照射水綿,觀察好氧細(xì)菌的分布。 (3)現(xiàn)象:好氧細(xì)菌主要集中在紅光區(qū)和藍(lán)光區(qū)。,一,二,三,四,五,2.色素對光的吸收 (1)捕獲光能的色素 綠葉中的色素有四種。,(2)色素的功能:吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換光能。 (3)吸收光譜:不同波長的光波吸收的情況:葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍(lán)光;胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光。,一,二,三,四,五,三、光合作用的過程 1.場所:葉綠體。 2.過程,(1)光反應(yīng) 場所:葉綠體的類囊體膜上。 是否需要光:是。 物質(zhì)變化:將水分解為O2和H,將ADP和Pi合成ATP。反應(yīng)式為2H2O 4H+O2。 能量變化:光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中活躍的化學(xué)能。,一,二,三,四,五,(2)暗反應(yīng) 場所:葉綠體的基質(zhì)中。 是否需要光:有光無光均可。 物質(zhì)變化 a.CO2的固定:一分子二氧化碳與一分子五碳化合物結(jié)合形成二分子三碳化合物。 b.C3的還原:三碳化合物被還原為有機(jī)物,儲存能量。 能量變化:ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能。,一,二,三,四,五,自主思考 結(jié)合光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個過程的條件分析,黑暗條件下植物能進(jìn)行光合作用嗎?延長光照時間能提高農(nóng)作物產(chǎn)量嗎? 提示:黑暗條件下,暗反應(yīng)也不能正常進(jìn)行,因為暗反應(yīng)需要光反應(yīng)為其提供H和ATP;延長光照時間,光合作用能順利進(jìn)行,可以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。,一,二,三,四,五,3.總反應(yīng)式,4.概念:綠色植物通過葉綠體吸收光能,將CO2和H2O合成為有機(jī)物并釋放出O2,同時也將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存在有機(jī)物中,這一過程稱為光合作用。 5.實質(zhì):合成有機(jī)物,儲存能量。,一,二,三,四,五,四、影響光合作用的環(huán)境因素 1.光照強度 (1)在一定范圍內(nèi),隨著光照強度的增加,光合速率也相應(yīng)地變大。 (2)光照強度超過某一定值時,光合速率不再增加。 2.CO2 (1)在一定范圍內(nèi),隨著CO2濃度的增加,光合速率增加。 (2)達(dá)到某一定值后,隨著CO2濃度增大,光合速率不再增加。 3.溫度 (1)植物光合作用有一定的溫度適應(yīng)范圍,在此范圍內(nèi)有最適溫度,此時光合作用最強。 (2)低于或者高于最適溫度,光合作用強度減弱。 4.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的提高光能利用率的方法 主要通過合理密植、延長光照時間和增強光合作用速率等途徑。,一,二,三,四,五,五、綠葉中色素的提取和分離 1.原理:綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中。不同色素在層析液中的溶解度不同,溶解度大的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散快,反之則慢。 2.實驗中一些材料的用途 (1)無水乙醇:溶解色素。 (2)二氧化硅:有助于充分研磨。 (3)碳酸鈣:防止色素被破壞。 (4)層析液:分離色素。,一,二,三,四,五,3.結(jié)果,探究點,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,一,二,易錯點排查,光合作用的過程 問題導(dǎo)引 當(dāng)光合作用的光反應(yīng)過程被人為阻斷,你認(rèn)為暗反應(yīng)會停止嗎?反過來,當(dāng)暗反應(yīng)過程被人為阻斷,你認(rèn)為光反應(yīng)會怎樣變化? 提示:光合作用的光反應(yīng)與暗反應(yīng)是相互聯(lián)系的,而它們之間的聯(lián)系紐帶是ATP和H。當(dāng)光反應(yīng)停止時(如植物在黑暗條件下),暗反應(yīng)所需的ATP和H的來源被阻斷,暗反應(yīng)會停止;暗反應(yīng)停止,光反應(yīng)也會隨之停止,因為暗反應(yīng)停止,光反應(yīng)的產(chǎn)物積累,抑制了光反應(yīng)的進(jìn)行。,探究點,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,一,二,易錯點排查,名師精講 1.圖解,探究點,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,一,二,易錯點排查,2.光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較,探究點,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,一,二,易錯點排查,3.光合作用過程中的物質(zhì)變化分析,探究點,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,一,二,易錯點排查,4.光合作用過程中原子轉(zhuǎn)移途徑,探究點,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,一,二,易錯點排查,典例剖析 【例題1】下圖是某植物體內(nèi)進(jìn)行的某種活動,據(jù)圖完成問題。,探究點,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,一,二,易錯點排查,(1)該生理活動的名稱是_。 (2)該生理活動是在葉肉細(xì)胞內(nèi)被稱為_的細(xì)胞器中進(jìn)行的。 (3)寫出圖中字母A、B、C各自所代表的物質(zhì)的名稱:A_;B_;C_。 (4)需要消耗物質(zhì)A和B的生理過程的名稱是_。 (5)圖中編號所表示的生理過程是_。 (6)若用14C標(biāo)記CO2中的C,則被標(biāo)記的C存在于_中。 (7)色素吸收的_能,在這一生理活動過程的_階段部分被轉(zhuǎn)移到_中,轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能,再經(jīng)過這一生理過程的_階段,轉(zhuǎn)變?yōu)開化學(xué)能。 (8)將CO2濃度(體積分?jǐn)?shù))從1%迅速降低到0.003%后,物質(zhì)B的濃度將_,試分析其原因:_。,探究點,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,一,二,易錯點排查,解析:圖中所示生理過程為光合作用,其中為光反應(yīng),為暗反應(yīng),A為ATP,B為H,C為(CH2O),為水的光解,為CO2的固定,為C3的還原;CO2濃度下降后,C3的生成量減少,H和ATP的消耗量減少,生成量不變,因此H和ATP的濃度會升高。 答案:(1)光合作用 (2)葉綠體 (3)ATP H (CH2O) (4)C3的還原 (5)水的光解 (6)C3、(CH2O)和C5 (7)光 (光反應(yīng)) ATP (暗反應(yīng)) 穩(wěn)定的 (8)升高 C3的濃度下降,H的消耗量減少,生成量不變,探究點,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,一,二,易錯點排查,典型方法光合作用中C3、C5、ATP和H含量的變化規(guī)律 (1)方法總結(jié):若改變的條件為光照,則從分析光反應(yīng)階段入手,分析H和ATP的濃度變化,再分析暗反應(yīng)過程中C3和C5的濃度變化;若改變條件為CO2濃度,則從分析暗反應(yīng)階段入手,分析C3和C5的濃度改變,再分析C3或C5濃度的改變對H和ATP的濃度改變有何影響。 分析四種物質(zhì)中任何一種物質(zhì)濃度改變都要從生成量與消耗量兩個角度進(jìn)行。,探究點,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,一,二,易錯點排查,(2)舉例分析 突然停止光照,首先分析對光反應(yīng)的影響:,再分析光反應(yīng)改變后對暗反應(yīng)的影響:,探究點,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,一,二,易錯點排查,突然停止CO2供應(yīng),首先分析對暗反應(yīng)的影響:,再分析對光反應(yīng)的影響:,變式訓(xùn)練1 下圖是光合作用過程的圖解,下列分析不正確的是( ) A.若突然停止光照,則短時間內(nèi)C3的含量增加 B.圖中為O2;為ATP,可用于暗反應(yīng)階段C3的還原 C.若用3H標(biāo)記的H2O進(jìn)行示蹤,可發(fā)現(xiàn)H原子的轉(zhuǎn)移途徑為H2OC3糖類 D.圖示植物通過光合作用制造有機(jī)物并釋放O2的過程必須在有光條件下進(jìn)行 解析:H原子的轉(zhuǎn)移途徑為H2OH糖類。 答案:C,探究點,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,一,二,易錯點排查,探究點,一,二,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,易錯點排查,影響光合作用的因素及應(yīng)用 問題導(dǎo)引 光合作用過程一般與太陽輻射進(jìn)程相符合:從早晨開始,光合作用逐漸加強,中午達(dá)到高峰,以后逐漸降低,到日落后停止,成為單峰曲線。但晴天無云而太陽光照強烈時,則形成雙峰曲線,呈現(xiàn)“午休”現(xiàn)象。請分析出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因。 提示:出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因:第一,水分在中午供應(yīng)不足,氣孔關(guān)閉;第二,二氧化碳供應(yīng)不足等。,探究點,一,二,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,易錯點排查,名師精講 1.外部因素(單因子),探究點,一,二,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,易錯點排查,探究點,一,二,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,易錯點排查,探究點,一,二,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,易錯點排查,探究點,一,二,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,易錯點排查,2.多因子對光合作用速率的影響,探究點,一,二,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,易錯點排查,(1)曲線分析:P點時限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子,隨該因子的不斷加強,光合速率不斷提高。當(dāng)?shù)絈點時,橫坐標(biāo)所表示的因素不再是影響光合速率的因子,要想提高光合速率,可適當(dāng)提高圖示中的其他因子。 (2)應(yīng)用:溫室栽培時,在一定光照強度下,白天適當(dāng)提高溫度,增加光合酶的活性,提高光合速率,也可同時適當(dāng)充加CO2,進(jìn)一步提高光合速率。當(dāng)溫度適宜時,可適當(dāng)增加光照強度和CO2濃度以提高光合速率。,探究點,一,二,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,易錯點排查,【例題2】 下圖表示環(huán)境因素對綠色植物光合作用速率的影響,據(jù)圖分析,下列敘述不正確的是( ) A.當(dāng)處于A點或B點時,葉肉細(xì)胞中的葉綠體中均伴隨ATP的合成與水解 B.當(dāng)所處環(huán)境中缺鎂時,在CO2含量不變的情況下,A點可能降到B點 C.比較圖中兩條曲線可知,適當(dāng)增加CO2濃度可提高光合速率,增加產(chǎn)量 D.A點與B點光合作用速率存在差異的原因是光照強度和CO2濃度的不同,探究點,一,二,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,易錯點排查,解析:A點與B點所處條件為光照強度相同、CO2濃度不同,因此光合速率存在差異的原因是CO2的濃度不同。 答案:D,探究點,一,二,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,易錯點排查,變式訓(xùn)練2 導(dǎo)學(xué)號36724050圖甲和圖乙表示某植物在一定的CO2濃度條件下,光合作用速率與環(huán)境因素之間的關(guān)系,下列相關(guān)敘述錯誤的是( ),探究點,一,二,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,易錯點排查,A.圖甲中,A點限制光合作用速率的主要因素是光照強度,B點限制光合作用速率的主要因素是溫度或CO2濃度 B.從圖乙可以看出,當(dāng)超過一定溫度后,光合作用速率會隨著溫度的升高而降低 C.溫度主要通過影響酶的活性來影響光合作用速率 D.若光照強度突然由A變?yōu)锽,短時間內(nèi)葉肉細(xì)胞中C3的含量會增加,探究點,一,二,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,易錯點排查,解析:圖甲表示光照強度和溫度對光合作用速率的影響,圖乙表示溫度對光合作用速率的影響。分析圖甲中某點上的限制因素時,要看曲線是否達(dá)到飽和點。如果沒有達(dá)到飽和點(如A點),則限制因素主要為橫坐標(biāo)表示的因素,即光照強度;當(dāng)達(dá)到飽和點以后(如B點),則限制因素為橫坐標(biāo)表示的因素以外的其他因素,如溫度或CO2濃度。當(dāng)光照強度突然增強時,光反應(yīng)速率加快,產(chǎn)生更多的H和ATP,所以C3的還原速率加快,短時間內(nèi)葉肉細(xì)胞中C3的含量會減少。 答案:D,探究點,易錯點排查,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,判斷正誤(正確的畫“”,錯誤的畫“”)。 1.葉綠體中的色素分布在基質(zhì)中。( ) 提示: 葉綠體中的色素分布在類囊體膜上。 2.光合作用需要的酶只分布在葉綠體基質(zhì)中。( ) 提示: 類囊體的膜上和葉綠體基質(zhì)中都有。 3.植物處在干旱環(huán)境中,光合作用不能正常進(jìn)行,主要影響光反應(yīng)水的光解。( ) 提示: 植物缺水,則氣孔關(guān)閉,CO2供應(yīng)不足,影響暗反應(yīng),水的光解只需很少H2O就能進(jìn)行。 4.暗反應(yīng)必須在無光條件下進(jìn)行。( ) 提示: 暗反應(yīng)有光、無光條件下均可以進(jìn)行。,探究點,易錯點排查,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,5.葉綠體和液泡中都有色素,但只有葉綠體中的色素參與光能的捕獲。( ) 提示: 6.光合作用光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP只用于暗反應(yīng)階段,不能用于其他生命活動。( ) 提示: 7.溫度改變只影響光合作用光反應(yīng)過程。( ) 提示: 溫度改變時,不管是光反應(yīng)還是暗反應(yīng)均會受到影響。 8.葉綠體中ATP的合成發(fā)生在類囊體膜上,ATP的水解發(fā)生在葉綠體基質(zhì)。( ) 提示:,探究點,易錯點排查,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,9.植物生長過程中,葉綠體內(nèi)各種色素的比例保持不變。( ) 提示: 植物生長過程中,葉綠體中色素的比例會隨植物生長期、光照、溫度等的變化而變化。 10.隨CO2濃度的增大,植物體光合速率增強。( ) 提示: 在其他條件一定的情況下,隨CO2濃度的增大,葉綠體的光合速率逐漸增強,當(dāng)CO2濃度增大到一定值后,光合速率不再隨CO2濃度的增大而增強。,探究點,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,易錯點排查,提取和分離葉綠體中的光合色素 【實驗指導(dǎo)】 1.實驗原理 提取:各種色素能溶解在有機(jī)溶劑(無水乙醇等)中形成溶液,使色素從生物組織中脫離出來。 分離:各種色素都能溶解在層析液中,但在層析液中的溶解度不同,因而在濾紙上的擴(kuò)散速度也有差異。,探究點,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,易錯點排查,2.實驗步驟、方法及原因分析,探究點,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,易錯點排查,探究點,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,易錯點排查,探究點,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,易錯點排查,3.實驗結(jié)果分析 (1)色素帶的條數(shù)與色素種類有關(guān),四條色素帶說明有四種色素。 (2)色素帶的寬窄與色素含量有關(guān),色素帶越寬說明此種色素含量越多。 色素帶最寬的是葉綠素a,最窄的是胡蘿卜素,葉綠素b比葉黃素稍寬。 (3)色素帶在濾紙條上的位置與色素的擴(kuò)散速度和在層析液中的溶解度有關(guān)。胡蘿卜素位于濾紙條的最上端,說明其擴(kuò)散速度最快,在層析液中的溶解度最大,其次是葉黃素、葉綠素a、葉綠素b。,探究點,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,易錯點排查,特別提醒實驗中應(yīng)注意的問題 選材:選材時應(yīng)注意選取鮮嫩、色濃綠、少漿汁的葉片,如菠菜葉、棉花葉等。 畫濾液細(xì)線:用濾液沿鉛筆線畫線時,應(yīng)以細(xì)、直、顏色濃綠為標(biāo)準(zhǔn);重復(fù)畫線時,必須在前一次畫的線干燥后再進(jìn)行,否則會造成濾液細(xì)線過粗,不能將色素分開;重復(fù)若干次。 濾紙條上四種色素從上往下依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b。,探究點,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,易錯點排查,【設(shè)計體驗】 下圖表示綠葉中色素的提取和分離實驗的部分材料和用具,有關(guān)敘述錯誤的是( ),A.圖加入研缽內(nèi)的物質(zhì)有無水乙醇、二氧化硅、碳酸鈣 B.將研磨液倒入中,漏斗基部應(yīng)放一塊單層尼龍布 C.畫濾液細(xì)線的要求是細(xì)、齊、直 D.層析結(jié)果色素帶最寬的是葉綠素b,擴(kuò)散最快的是葉黃素,探究點,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,易錯點排查,解析:色素提取時加入無水乙醇的目的是溶解色素,加入二氧化硅的目的是使研磨充分,加入碳酸鈣的目的是防止研磨時對色素造成破壞;在過濾時,漏斗的基部應(yīng)放一塊單層尼龍布;層析的結(jié)果:色素帶最寬的是葉綠素a,擴(kuò)散最快的是胡蘿卜素。 答案:D,1,2,3,4,5,探究點,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,易錯點排查,1.如右圖所示,某植物上的綠葉在陽光照射一段時間后,經(jīng)脫色并用碘液處理,結(jié)果有錫箔覆蓋的部位不呈藍(lán)色,而沒有錫箔覆蓋的部位呈藍(lán)色。本實驗證明( ) 光合作用需要二氧化碳 光合作用需要光 光合作用需要葉綠素 光合作用放出氧氣 光合作用制造淀粉 A. B. C. D.,1,2,3,4,5,探究點,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,易錯點排查,解析:光合作用需要光、CO2和葉綠素,光合作用能放出O2,即本身的敘述是正確的。但從題干條件看,本實驗是有光和無光的對照實驗,只能證明,不能證明。 答案:C,1,2,3,4,5,探究點,實驗設(shè)計,當(dāng)堂檢測,易錯點