1、第第4 4節能量之源節能量之源-光及光合作用光及光合作用一、葉綠體的結構和功能：一、葉綠體的結構和功能：基基粒粒基質基質外膜外膜內膜思考思考:葉綠體的葉綠體的進行光合作用的場所進行光合作用的場所胡蘿卜素（橙黃色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）葉黃素（黃色）葉綠素葉綠素a a（藍綠色）（藍綠色）葉綠素葉綠素b b（黃綠色）（黃綠色）類胡蘿類胡蘿卜素卜素葉綠素葉綠素二、捕獲光能的色素：二、捕獲光能的色素：注意：條帶的顏色、分布順序、寬窄注意：條帶的顏色、分布順序、寬窄葉綠素和葉綠素和葉綠素葉綠素：主要吸收主要吸收紅光和紅光和藍紫光。藍紫光。胡蘿卜素和葉黃素：胡蘿卜素和葉黃素：主要吸收主要吸收藍紫

2、光。藍紫光。吸吸收收光光譜譜2 2、葉綠體中色素的功能：、葉綠體中色素的功能：吸收、傳遞和轉化光能吸收、傳遞和轉化光能暗反應階段暗反應階段光反應階段光反應階段暗暗三、光合作用包括：三、光合作用包括：光反應和暗反應光反應和暗反應說明說明 : C C3 3 ( (是是C C3 3酸酸 ); C); C5 5( (是是C C5 5 糖糖); (CH); (CH2 2O)O)表示糖類表示糖類注意注意: :暗反暗反應產應產生水生水1、光反應階段與暗反應階段的比較、光反應階段與暗反應階段的比較項目項目光反應階段光反應階段暗反應階段暗反應階段區區別別場所場所條件條件物質物質變化變化能量能量轉換轉換聯系聯系葉

3、綠體類囊體膜上葉綠體類囊體膜上葉綠體基質中葉綠體基質中光光、色素、色素、酶酶酶、酶、NADPH 、ATP、有光無光都可進行有光無光都可進行水在光下分解水在光下分解 光能光能ATP 和和NADPH中活躍的化學能中活躍的化學能ATP和和NADPH中活躍的化學能中活躍的化學能有機物中穩定的化學能有機物中穩定的化學能CO2+C5 2C3酶酶CO2的固定的固定：ATP的合成的合成 1、光反應是碳反應的基礎，、光反應是碳反應的基礎，光反應為暗反應的進行提供光反應為暗反應的進行提供NADPH和和ATP2、暗反應為光反應提供暗反應為光反應提供ADP、Pi和和NADP+C3的還原的還原(或或CO2的還原的還原)

4、：2 C3 (CH20)NADPH、ATP酶酶C5NADP+被還原成被還原成NADPH 酶酶2、總反應式：、總反應式：P103例題例題1.（12分）下圖為葉綠體中光合作用過程示意圖，請回分）下圖為葉綠體中光合作用過程示意圖，請回答下列問題：答下列問題：（1 1）圖中）圖中為光合作用的為光合作用的_階段；階段；為為_階段。階段。（2 2）圖中）圖中22在光下被分解為在光下被分解為 _ _和和 _ _，后者用于，后者用于階段的反應。（本小題答圖中標號及其物質名稱）階段的反應。（本小題答圖中標號及其物質名稱）光反應光反應 暗反應暗反應3 氧氣氧氣 5 H（3 3）圖中由）圖中由C C5 5與與 _

5、_結合形成結合形成 _ _，再，再經過一系列復雜過程最終合成經過一系列復雜過程最終合成 _ _等有機物。（答圖等有機物。（答圖中標號及其物質名稱）中標號及其物質名稱）（4 4）進行光合作用的色素分布在圖中）進行光合作用的色素分布在圖中 _ _上。采用加上。采用加入有機溶劑研磨的方法可以提取出綠葉中的色素，研磨時加入碳入有機溶劑研磨的方法可以提取出綠葉中的色素，研磨時加入碳酸鈣的目的是酸鈣的目的是_ _ ；提取液中含有四；提取液中含有四種不同的色素，采用種不同的色素，采用_的方法可以對它們進行分離，的方法可以對它們進行分離，分離后位于最下方的色素帶是分離后位于最下方的色素帶是_，呈，呈_色。色。

6、6 二氧化碳二氧化碳7 三碳化合物三碳化合物 8 糖類糖類1 類囊體膜類囊體膜防止研磨時葉綠體的色素被破壞防止研磨時葉綠體的色素被破壞紙層析法紙層析法葉綠素葉綠素b 黃綠色黃綠色 BADP+Pi2C3（CH2O） CO2 A酶酶 C5 甲乙乙多種酶多種酶 參與催化參與催化（卡爾文循）（卡爾文循）例題例題2 2（5 5分）下圖為葉綠體結構和光合作用暗反應（碳反應）分）下圖為葉綠體結構和光合作用暗反應（碳反應）示意圖，請據圖回答：示意圖，請據圖回答：（1 1）乙圖中）乙圖中B B在甲圖中在甲圖中 產生的。產生的。（2 2）乙圖中）乙圖中、兩個生理過程分別是兩個生理過程分別是 和和 _. _. （3

7、 3）（）（CHCH2 2O O）中的氧來自于）中的氧來自于 。（4 4）除光反應的影響外，還有）除光反應的影響外，還有 _等外界因素會等外界因素會影響暗反應的進行。影響暗反應的進行。 類囊體類囊體CO2固定固定 C3還原還原 CO2 CO2濃度和溫度濃度和溫度光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用有葉綠體的細胞有葉綠體的細胞所有活細胞所有活細胞光合光合色素色素ATPADP和和Pi(CH2O)CO2 +H2O熱量熱量ATPPiADP圖圖2（1）以新鮮綠葉為原料提取）以新鮮綠葉為原料提取時，使用的溶劑一般是時，使用的溶劑一般是_，我們學會了使用我們學會了使用_方法將其分離出來方法將其分離出來,分離后最

8、寬的分離后最寬的色素帶是色素帶是_，呈，呈_顏色。顏色。（2）光能轉變成化學能后，能量首先儲存到）光能轉變成化學能后，能量首先儲存到_中，最中，最終儲存到終儲存到 _中。在植物細胞中，最重要的多糖是纖維中。在植物細胞中，最重要的多糖是纖維素和素和 。例題例題3 3（1010分）圖分）圖2 2為植物體內與能量代謝有關的生理過程圖解，為植物體內與能量代謝有關的生理過程圖解，請據圖作答。（示例：請據圖作答。（示例： Pi Pi ）丙酮（或無水乙醇）丙酮（或無水乙醇）紙層析法紙層析法葉綠素葉綠素a a 藍綠色藍綠色ATPATP4 4 糖類糖類淀粉淀粉圖圖2（3）使）使徹底氧化分解并釋放大量能量的生理過

9、程，其最終代徹底氧化分解并釋放大量能量的生理過程，其最終代謝產物是謝產物是 _。若。若是是ADP，是是Pi，請寫出，請寫出的分子結構簡式的分子結構簡式_ 。（4）請為圖中的）請為圖中的“各項生理活動各項生理活動”列舉出兩個實例：列舉出兩個實例：_ 。 主動運輸、細胞分裂、蛋白質合成等主動運輸、細胞分裂、蛋白質合成等 CO2和和H2OAPPP9、（9分）下圖表示光合作用與細胞呼吸過程中物質變化的關系，分）下圖表示光合作用與細胞呼吸過程中物質變化的關系，請分析回答：請分析回答：(1)在物質變化的同時，伴隨著能量的變化。圖中在物質變化的同時，伴隨著能量的變化。圖中15生理過程生理過程能產生能產生AT

10、P的是的是 。能量最終來源于。能量最終來源于 。 (2)各種生物體各種生物體(除病毒外除病毒外)都能進行的生理過程是都能進行的生理過程是 。(用圖用圖中數字表示中數字表示) (3)過程過程1、3、4都產生都產生H，場所依次是，場所依次是 、 和和 。(4)進行過程進行過程2的條件需要過程的條件需要過程1提供提供H和和 外，還需要多種外，還需要多種 _參與。參與。(5)有氧呼吸與無氧呼吸的共同途徑是有氧呼吸與無氧呼吸的共同途徑是 。(用圖中數字表示用圖中數字表示)1、3、4、5太陽能太陽能3葉綠體類囊體膜葉綠體類囊體膜; 細胞質基質細胞質基質 ; 線粒體基質線粒體基質ATP 酶酶3 四、影響光合

11、速率的環境因素四、影響光合速率的環境因素是測定是測定0 02 2的釋放量或的釋放量或測定植物測定植物光合速率最簡單有效的方法：光合速率最簡單有效的方法：（一）光合速率（或光合作用強度）：（一）光合速率（或光合作用強度）：P104 指植物在指植物在單位時間單位時間內通過光合作用制造糖類的數量內通過光合作用制造糖類的數量 (或釋放氧氣量或消耗二氧化碳量或釋放氧氣量或消耗二氧化碳量)。2、表觀光合速率、表觀光合速率(凈光合速率）凈光合速率） ：植物：植物從外界環境吸收從外界環境吸收的的3、真正光合速率、真正光合速率(總光合速率）總光合速率）：植物從外界環境吸收的植物從外界環境吸收的表示凈光合表示凈光

12、合速率速率植物（葉片）吸收植物（葉片）吸收植物（葉片）植物（葉片）釋放釋放 02的量的量植物（葉片）植物（葉片）積累積累有機物的量有機物的量表示表示總光合總光合速率速率葉綠體吸收葉綠體吸收葉綠體葉綠體釋放釋放 02的量的量(或或02產生量產生量)植物（或葉綠體）植物（或葉綠體）產生（或生成、制造）產生（或生成、制造）有機物的量有機物的量BCO2O2CO2O2（真（真ABC4、(凈光合速率）凈光合速率）(總光合速率）總光合速率）（二）影響光合速率的環境因素：（二）影響光合速率的環境因素：.光合速率光合速率CO2吸吸收量收量CO2釋釋放量放量如果植物長期處于如果植物長期處于B點，沒有點，沒有有機物

13、積累，植物不能生長。有機物積累，植物不能生長。光補償點光補償點光飽和點光飽和點C。 溫度影響酶的活性。溫度影響酶的活性。 光合作用有一個最適光合作用有一個最適溫度；溫度；最適溫度因植物最適溫度因植物種類而異，一般溫帶植種類而異，一般溫帶植物的最適溫度物的最適溫度2525度左度左右。右。.溫度降到了溫度降到了0時，仍時，仍有植物能進行光合作用有植物能進行光合作用. 在一定的溫度范圍內，在一定的溫度范圍內，提高溫度可以提高酶的活性，提高溫度可以提高酶的活性，加快反應速度。加快反應速度。增產的措施：增產的措施：增加晝夜溫差增加晝夜溫差 二氧化碳含量很低時，綠色植物不能制造有機物，二氧化碳含量很低時，

14、綠色植物不能制造有機物，在一定的濃度范圍內在一定的濃度范圍內,光合作用速率隨光合作用速率隨CO2的濃度增大的濃度增大而加快，超過一定濃度光合作用速率趨于穩定。而加快，超過一定濃度光合作用速率趨于穩定。CO2補償點補償點，即在此即在此CO2濃度條件下，植物濃度條件下，植物通過光合作用吸收的通過光合作用吸收的CO2與植物呼吸作用釋與植物呼吸作用釋放的放的CO2相等。環境中的相等。環境中的CO2低于這一濃度，低于這一濃度，植物的光合作用就會低于呼吸作用，消耗大植物的光合作用就會低于呼吸作用，消耗大于積累，長期如此植物就會死亡。于積累，長期如此植物就會死亡。 在一定的范圍內，植物光合作用的強在一定的范

15、圍內，植物光合作用的強度隨度隨COCO2 2濃度的增加而增加，但濃度的增加而增加，但達到一定濃達到一定濃度后，光合作用強度就不再增加或增加很度后，光合作用強度就不再增加或增加很少，這時的少，這時的COCO2 2濃度稱為濃度稱為COCO2 2的飽和點。的飽和點。 。（）（）（）（）增產的措施：增產的措施：（根據（根據對光合作用的影響）對光合作用的影響）圖9 曲線在曲線在P點之前點之前，限制光合速率的因素應為，限制光合速率的因素應為橫坐橫坐標所表示的因素標所表示的因素；達到達到Q點時點時，橫坐標所表示的因素，橫坐標所表示的因素不再是限制因素，要相提高光合速率，可適當提高圖不再是限制因素，要相提高光

16、合速率，可適當提高圖中中其他因素其他因素。、光照強度、溫度和、光照強度、溫度和5 5、水對光合作用的影響：、水對光合作用的影響：水是光合作用的原料；水影響氣孔開度。水是光合作用的原料；水影響氣孔開度。光合作用的日變化光合作用的日變化BCD光合作用的日變化光合作用的日變化BC段高溫使氣孔關閉，段高溫使氣孔關閉，CO2吸收量減少，光合強度下降吸收量減少，光合強度下降BCAB段光照強度增加，光段光照強度增加，光合作用強度上升。合作用強度上升。ADEDE段光強減段光強減弱、氣溫降弱、氣溫降低，光合強低，光合強度下降度下降P是是ATP分分子的組成成分等等子的組成成分等等 。P是是ATP分子的組成成分等等

17、分子的組成成分等等 。P是是ATP分子的組成成分等等分子的組成成分等等 。亞硝化細菌亞硝化細菌硝化細菌硝化細菌五、五、（一）化能合成作用（一）化能合成作用： 自然界中少數種類的細菌，能夠自然界中少數種類的細菌，能夠利用體外環境中某些利用體外環境中某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物，這種合成作，這種合成作用，叫做用，叫做化能合成作用化能合成作用。（二）自養生物：（二）自養生物： 進行光合作用的生物包括進行光合作用的生物包括綠色植物和某些細菌綠色植物和某些細菌。它們以它們以COCO2 2和水為原料，利用光能合成糖類，糖類中儲存著由光能轉化來和水為原料，利用

18、光能合成糖類，糖類中儲存著由光能轉化來的的能量，因此被稱為能量，因此被稱為自養生物自養生物。能把無機物轉化為有機物能把無機物轉化為有機物（二）異養生物：（二）異養生物： 人、動物、真菌和大部分細菌，人、動物、真菌和大部分細菌，細胞中沒有葉綠素，不能細胞中沒有葉綠素，不能進行光合作用，只能利用環境中現成的有機物來維持自身的進行光合作用，只能利用環境中現成的有機物來維持自身的生命活動生命活動異養生物。異養生物。不能把無機物轉化為有機物不能把無機物轉化為有機物自養型自養型異養型異養型光能自養光能自養:化能自養化能自養:需氧型需氧型厭氧型厭氧型兼性厭氧型：如酵母菌兼性厭氧型：如酵母菌同化作用同化作用異

19、化作用異化作用新陳新陳代謝代謝光合作用光合作用化能合成作用化能合成作用細胞代謝細胞代謝: 細胞中細胞中每時每刻都進行著每時每刻都進行著許多化學許多化學反應反應, ,統稱為細胞代謝統稱為細胞代謝. .海淀練習冊海淀練習冊P3310.10.（1212分）圖中的甲、乙兩圖分別示某植株一晝夜中對分）圖中的甲、乙兩圖分別示某植株一晝夜中對COCO2 2的的吸收和釋放的狀況。甲圖的資料來自于春季的某一晴天，乙圖吸收和釋放的狀況。甲圖的資料來自于春季的某一晴天，乙圖的資料來自于盛夏的某一晴天，請據圖回答問題：的資料來自于盛夏的某一晴天，請據圖回答問題：(1)甲圖所示曲線中，甲圖所示曲線中，C點和點和E點時，

20、植株處于點時，植株處于何種生理狀態何種生理狀態：(2)據甲圖所示，光合作用強度最高的時刻是據甲圖所示，光合作用強度最高的時刻是 點，一晝夜中點，一晝夜中植物體內積累有機物達到最多的時刻是植物體內積累有機物達到最多的時刻是 點，點，BF(3)據乙圖所示，該植物接受光照的時刻是據乙圖所示，該植物接受光照的時刻是_點，但從點，但從A點開始點開始CO2的釋放量有所減少，這可能是因為的釋放量有所減少，這可能是因為 。乙圖曲線中乙圖曲線中FG段段CO2的吸收量逐漸減少是因的吸收量逐漸減少是因為為 ，以致光合作用的光反應產生的，以致光合作用的光反應產生的_ 和和 逐漸減少，從而影響了暗反應逐漸減少，從而影響

21、了暗反應 的強的強度，進而影響了暗反應對度，進而影響了暗反應對CO2的吸收固定。的吸收固定。(4)乙圖曲線所示乙圖曲線所示E處的光合作用強度暫時降低，可能是因為處的光合作用強度暫時降低，可能是因為 。凌晨氣溫低凌晨氣溫低,植物的呼吸作用減弱植物的呼吸作用減弱. ATPNADPH還原作用還原作用B（5）在溫室水培過程中發現植物出現）在溫室水培過程中發現植物出現萎蔫萎蔫現象，出現此現象，出現此現象可能的原因是現象可能的原因是_；若取萎蔫植物葉表皮細胞；若取萎蔫植物葉表皮細胞做成臨時裝片，在顯微鏡較暗的視野下可觀察到細胞發生做成臨時裝片，在顯微鏡較暗的視野下可觀察到細胞發生_現象；若想鑒定細胞是否還

22、有活性，可以觀察現象；若想鑒定細胞是否還有活性，可以觀察上述細胞是否能發生上述細胞是否能發生_現象?，F象。植物細胞失水植物細胞失水質壁分離質壁分離質壁分離復原質壁分離復原1111(4(4分分) )空心菜原為夏季蔬菜，為使空心菜能盡早上市，?？招牟嗽瓰橄募臼卟?，為使空心菜能盡早上市，福州地區春季常用大棚生產方法，下州地區春季常用大棚生產方法，下圖甲表示春季晴天某密閉大棚圖甲表示春季晴天某密閉大棚內一晝夜內一晝夜COCO2 2濃度的變化濃度的變化，圖乙為棚內植物各時吸收圖乙為棚內植物各時吸收COCO2 2的速率的速率，假若一晝夜中假若一晝夜中6 6時日出，時日出，1818時日落。請據兩圖回答下列各

23、問：時日落。請據兩圖回答下列各問：（1）圖甲中的）圖甲中的BC段段CO2濃度下降的原因是濃度下降的原因是_ ，所以氣溫不太低的中午，農民常常對大棚進行通風，這樣做是所以氣溫不太低的中午，農民常常對大棚進行通風，這樣做是通過通過 以達到增產的目的。以達到增產的目的。P73三新三新6121824CO2濃濃度度0ABCDab時甲時1218（mg/h）ab6-22乙24CO2吸吸收收速速率率04610答案：答案：(1)光合作用強度大于呼吸作用強度；光合作用強度大于呼吸作用強度； 提高提高CO2濃度，增強光合作用強度濃度，增強光合作用強度. （2）若與夜間氣溫不會太低，農民也常常對大棚進行時短時間）若與夜間氣溫不會太低，農民也常常對大棚進行時短時間通風，其目的是通風，其目的是_ _-_，從而達到增產的目。，從而達到增產的目。P73三心三心6121824CO2濃濃度度0ABCDab時甲時1218（mg/h）ab6-22乙24CO2吸吸收收速速率率04610降低溫度以減少呼吸作用對有機物的消耗。降低溫度以減少呼吸作用對有機物的消耗。（3）圖乙中的）圖乙中的a點，植物細胞內與大棚內點，植物細胞內與大棚內CO2濃度變化有關的濃度變化有關的生理活動的特點是此時生理活動的特點是此時 _ 。(4)大棚栽培中大棚栽培中,若一次施肥過多若一次施肥過多,植株可能出現萎蔫現象