光合作用课件1(2)

1、光合作用光合作用 1 1、光合作用的发现、光合作用的发现2 2、叶绿体中的色素、叶绿体中的色素3 3、光合作用的过程、光合作用的过程 （包括光能在叶绿体中的转换）（包括光能在叶绿体中的转换）4 4、光合作用的重要意义、光合作用的重要意义5 5、提高农作物的光合作用效率、提高农作物的光合作用效率6 6、实验：叶绿体中色素的提取和分离、实验：叶绿体中色素的提取和分离 （20062006年广东试题）年广东试题）16421642年，比利时科学家海尔蒙特进年，比利时科学家海尔蒙特进行了一项著名的柳树实验。他在一个花盆里栽种了一棵行了一项著名的柳树实验。他在一个花盆里栽种了一棵2.3 kg2.3 kg的柳

2、树。栽种前，花盆里的泥土经过高温烘烤干的柳树。栽种前，花盆里的泥土经过高温烘烤干燥后称重为燥后称重为90.8 kg90.8 kg。以后的。以后的5 5年中，海尔蒙特除了只给年中，海尔蒙特除了只给柳树浇水外，没有在花盆里添加任何物质，每年秋天柳柳树浇水外，没有在花盆里添加任何物质，每年秋天柳树的落叶也没有称重和计算：树的落叶也没有称重和计算：5 5年后，他将柳树和泥土分年后，他将柳树和泥土分开称重，发现柳树的重量变成了开称重，发现柳树的重量变成了76.7 kg76.7 kg，泥土烘干后的，泥土烘干后的重量为重量为90.7 kg90.7 kg，比原来只减少，比原来只减少0.1 kg0.1 kg。于

3、是他得出结论：。于是他得出结论：柳树获得的柳树获得的74.4kg74.4kg物质只是来源于水。物质只是来源于水。（1 1）根据你所掌握的生物学知识，判断海尔蒙特的）根据你所掌握的生物学知识，判断海尔蒙特的 结论是否确切？为什么？结论是否确切？为什么？不确切。柳树干重的增加来自于光合作用产生的有机物。不确切。柳树干重的增加来自于光合作用产生的有机物。 土壤中的土壤中的 矿质离子被柳树吸收。矿质离子被柳树吸收。 （2）花盆内的泥土减少了）花盆内的泥土减少了0.1 kg，其原因是：，其原因是：1.1 普里斯特利实验普里斯特利实验实验目的：实验目的： 植物是否能从空气中得到什么。植物是否能从空气中得到

4、什么。实验步骤：实验步骤：1、将点燃的蜡烛和绿色植物一起置于密闭的玻璃罩中。、将点燃的蜡烛和绿色植物一起置于密闭的玻璃罩中。实验现象：实验现象： 1中蜡烛不易熄灭；中蜡烛不易熄灭；2中小鼠不易死亡。中小鼠不易死亡。实验结论：实验结论： 植物可以更新空气植物可以更新空气思考：该实验结论是否严谨？思考：该实验结论是否严谨？一、光合作用一、光合作用1 1、光合作用的发现、光合作用的发现2、将小鼠和绿色植物一起置于密闭的玻璃罩中。、将小鼠和绿色植物一起置于密闭的玻璃罩中。A组:B组:对照实验原则对照实验原则1.2 萨克斯实验萨克斯实验实验目的：实验目的： 植物光合作用能产生什么物质。植物光合作用能产生

5、什么物质。实验步骤：实验步骤：实验现象：实验现象：遮光部分不出现蓝色，曝光部分出现蓝色。遮光部分不出现蓝色，曝光部分出现蓝色。实验结论：实验结论： 光合作用能产生淀粉。光合作用能产生淀粉。2、取出绿色植物，找一生长健壮的叶片，、取出绿色植物，找一生长健壮的叶片， 一半遮光处理，另一半暴露于正常光照一半遮光处理，另一半暴露于正常光照下下1、将实验植物置于黑暗处几小时。、将实验植物置于黑暗处几小时。3、几小时后，用碘蒸气熏实验叶片。、几小时后，用碘蒸气熏实验叶片。4、观察实验叶片的颜色变化。、观察实验叶片的颜色变化。实验原理：实验原理：光照是光合作用的条件，淀粉是光合作用的光照是光合作用的条件，淀

6、粉是光合作用的产物，淀粉遇碘液发生蓝色反应。产物，淀粉遇碘液发生蓝色反应。思考：思考： 该实验现象明显吗？该实验现象明显吗？1 1、置于暗处几小时目的是让叶片中的营养物质、置于暗处几小时目的是让叶片中的营养物质 （淀粉）消耗掉（淀粉）消耗掉 一半遮光一半遮光一半曝光一半曝光2 2、让叶片的一半曝光，另一半遮光是为了进行对照、让叶片的一半曝光，另一半遮光是为了进行对照 1.3 恩格尔曼实验恩格尔曼实验实验目的：实验目的： 植物光合作用的场所是什么。植物光合作用的场所是什么。实验步骤：实验步骤：实验现象：实验现象：A中的好氧菌向叶绿体被光照到的部位集中，中的好氧菌向叶绿体被光照到的部位集中，B中的

7、好氧菌均匀地分布于叶绿体周围。中的好氧菌均匀地分布于叶绿体周围。实验结论：实验结论：光合作用的场所是叶绿体，叶绿体能产生光合作用的场所是叶绿体，叶绿体能产生O2。2、取二张载玻片，分别滴加清水，将水绵和、取二张载玻片，分别滴加清水，将水绵和好氧菌放入清水中，盖上盖玻片，标号好氧菌放入清水中，盖上盖玻片，标号A、B。1、选取生长良好的水绵二片。、选取生长良好的水绵二片。3、将、将A置于黑暗且密闭的环境下，用极细的置于黑暗且密闭的环境下，用极细的光束照射水绵，将光束照射水绵，将B置于适宜的光照下。置于适宜的光照下。4、光镜下观察好氧菌的运动和分布情况。、光镜下观察好氧菌的运动和分布情况。实验原理：

8、实验原理：叶绿体是光合作用的场所，叶绿体是光合作用的场所，O2是光合作用是光合作用的产物，好氧菌的呼吸需要的产物，好氧菌的呼吸需要O2 。1、为什么选用水绵作为实验材料？、为什么选用水绵作为实验材料？ 是因为水绵不仅有细而长的带状叶绿体，而且是因为水绵不仅有细而长的带状叶绿体，而且螺旋分布于细胞中，便于进行观察研究。螺旋分布于细胞中，便于进行观察研究。黑暗且密闭的环境下黑暗且密闭的环境下适宜的光照下适宜的光照下3、为什么先用极细光束照射水绵，而后又让水绵、为什么先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全暴露在光下？完全暴露在光下？ 选用黑暗并且没有空气的环境，是为了排除选用黑暗并且没有空气的环境，

9、是为了排除实验中光线和氧的影响，确保实验的准确性。实验中光线和氧的影响，确保实验的准确性。 能准确判断水绵细胞中释放氧的部位；而后用能准确判断水绵细胞中释放氧的部位；而后用完全曝光的水绵与之做对照，从而证明了实验结果完全曝光的水绵与之做对照，从而证明了实验结果完全是由光照引起的，并且氧是由叶绿体释放的。完全是由光照引起的，并且氧是由叶绿体释放的。2、为什么选用黑暗并且没有空气的环境？、为什么选用黑暗并且没有空气的环境？ 1.4 鲁宾和卡门实验：鲁宾和卡门实验：结论：该实验采用同位素标记法证实了光合作用结论：该实验采用同位素标记法证实了光合作用产生的氧气中的氧全部来自于水。产生的氧气中的氧全部来

10、自于水。甲甲乙乙2捕获光能的结构和色素叶片中的叶肉细胞叶片中的叶肉细胞绿叶绿叶 叶肉细胞叶肉细胞亚显微结构模式图亚显微结构模式图 叶绿体亚显微叶绿体亚显微 结构模式图结构模式图.与光合作用有关的色素和酶分布在哪里呢？与光合作用有关的色素和酶分布在哪里呢？外膜外膜基粒基粒基质基质内膜内膜类囊体膜类囊体膜在类囊体膜上分布有光合作用所需的在类囊体膜上分布有光合作用所需的 和和 ，在基，在基质中也分布有光合作用所需的质中也分布有光合作用所需的 。色素色素酶酶酶酶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）外膜外膜内

11、膜内膜基质基质基粒基粒(色素色素)胡萝卜素胡萝卜素叶绿素叶绿素a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？叶绿体中的色素叶绿体中的色素叶绿素的吸收光谱叶绿素的吸收光谱0400500600700 nm 50100叶绿素叶绿素b叶绿素叶绿素a说明了色素对不同波长的光吸收量不同说明了色素对不同波长的光吸收量不同3 3、光合作用的过程、光合作用的过程 （包括光能在叶绿体中的转换）（包括光能在叶绿体中的转换）CO2+H2O* (CH2O)+O2* 光能光能叶绿体叶绿体（1 1） 光合作用的概念及反应式光合作用的概念及反应式 光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光光合作用是指绿色植物通过叶绿

12、体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧的过程。机物，并且释放出氧的过程。光合作用的概念范围范围 场所场所 动力动力 原料原料 产物产物 绿色植物 叶绿体 光能 二氧化碳和水 储存着能量的有机物和氧气光能光能叶绿体叶绿体CO2+H2O （CH2O）+O2实质实质: :合成有机物合成有机物,储存能量储存能量C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O光能光能叶绿体叶绿体光合作用产生葡萄糖的反应式（）光合作用的过程光反应光反应暗反应暗反应划分依据：反应过程划分依据：反应过程是否需要光能是否需要光能H H2 2O O类囊体膜类囊

13、体膜酶酶Pi ADPATP酶酶光、光、色素、色素、叶绿体内的类囊体膜上叶绿体内的类囊体膜上水的光解水的光解：2H2O 4H + O2光能光能（还原剂）（还原剂）ATP的合成：的合成：ADPPi 能量（能量（光能光能） ATP酶酶）光反应阶段）光反应阶段条件条件 ：场所：场所：物质变化：物质变化：能量变化：能量变化：光能光能转变为活跃的转变为活跃的化学能化学能贮存在贮存在ATP中中HCO2 2（CH2O） 五碳化合物五碳化合物 C5 CO2的的固定固定三碳化合物三碳化合物 2C3C C3 3的的还原还原 基质基质多种酶多种酶H H2 2O O类囊体膜类囊体膜酶酶Pi ADPATPH2 2）、）、

14、暗反应多种酶、多种酶、HH、ATPATP 场所场所 条件条件物质变化物质变化能量变化能量变化叶绿体基质中叶绿体基质中（1 1）COCO2 2的固定的固定（2 2）三碳的还原）三碳的还原ATPATP中活跃的化学能中活跃的化学能有机物中稳定的有机物中稳定的化学能化学能 产物和原料的对应关系：产物和原料的对应关系：（CH2O）CHOCO2CO2H2OO2H2O能量的转移途径：能量的转移途径：碳的转移途径：碳的转移途径：光能光能中活跃中活跃的化学能的化学能(CH2O)中中稳定稳定的化学能的化学能CO2C3（CH2O）光反应为暗反应提供了光反应为暗反应提供了H和和ATP；暗反应；暗反应为光反应提供为光反

15、应提供ADP和和Pi。暗反应暗反应光反应光反应项目项目联系联系能量转换能量转换物质变化物质变化条件条件部位部位ATP有机物中稳定的化学能有机物中稳定的化学能多种酶、多种酶、ATP、H、CO2叶绿体基质中叶绿体基质中CO2+C5 2C3酶酶 H AT P2C3 （CH2O）酶酶CO2 2的固定的固定：C3的还原的还原：光能光能ATP中活跃的化学能中活跃的化学能光、色素、酶、水光、色素、酶、水叶绿体基粒囊状膜上叶绿体基粒囊状膜上ATP的合成的合成 ： ADP+Pi+能量能量 ATP酶酶水的光解水的光解 ： 2H2O 4H+O2光光光光光合作用光反应与暗反应的区别色素色素NADPHADP+PiATP

16、酶酶2C3C5CO2（CH2O）多种酶多种酶还原还原固定固定H2OO2光能光能光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段H+NADP+e光合作用的全过程光合作用的全过程酶酶反应阶段反应阶段能量变化能量变化物质变化物质变化光反应光反应暗反应暗反应光能光能叶绿体叶绿体CO2+H2O* （CH2O）+O*2物质物质上把上把COCO2 2和和H H2 2O O转变成有机物转变成有机物能量能量上把光能转变成有上把光能转变成有机物中的化学能机物中的化学能最基本的物质代谢和能量代谢最基本的物质代谢和能量代谢、 光合作用的意义光合作用的意义1 1、光合作用为包括人类在内的几乎所有、光合作用为包括人类在内的几乎所

17、有生物的生存提供了生物的生存提供了物质物质来源和来源和能量能量来源。来源。2 2、光合作用维持了大气中、光合作用维持了大气中O2O2和和CO2CO2含量的含量的相对稳定。相对稳定。3 3、对生物的进化具有重要作用。、对生物的进化具有重要作用。 3030亿亿2020亿年前，蓝藻制造亿年前，蓝藻制造O O2 2，使进行有氧，使进行有氧呼吸的生物得以发生和发展。呼吸的生物得以发生和发展。O2可形成可形成O3，可，可滤去紫外线，减轻其对生物的破坏，使水生生物滤去紫外线，减轻其对生物的破坏，使水生生物开始逐渐在陆地生活，进而形成广泛分布的各种开始逐渐在陆地生活，进而形成广泛分布的各种动植物。动植物。异养

18、生物：不能直接利用无机物制造有机物，只能把从外界摄取的现成的有机物转变成自身的组成物质，并储存能量的一类生物。自养生物：能够直接从外界摄取无机物转变成自身有机物，并储存能量的一类生物。（如：动物,真菌，绝大多数细菌）（如：大多数植物、化能合成细菌）化能自养类型：硝化细菌、铁细菌、硫细菌、氢细菌等NH3 + O2 HNO2 + 能量HNO2 + O2 HNO3 + 能量CO2 + H2O (CH2O) + O2二、化能合成作用：二、化能合成作用：原理：还原原理：还原CO2所需要的所需要的ATP和和H是通过是通过氧化无机物氧化无机物NH4+、NO2-、H2S、H2、Fe2+等等而获得的。而获得的。

19、1 1、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，下列、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，下列 参与暗反应必需的物质是参与暗反应必需的物质是 AH2O、CO2、ADP BCO2、NADPH、ATP CH2O、CO2、ATP DNADPH、H2O、ADPB练习：练习：2 2、下列关于光合作用说法不正确的是、下列关于光合作用说法不正确的是A A光反应在叶绿体内的囊状薄膜上进行，暗反应光反应在叶绿体内的囊状薄膜上进行，暗反应 在叶绿体内的基质中进行在叶绿体内的基质中进行B B光反应是把光能转化为电能，暗反应是把电能光反应是把光能转化为电能，暗反应是把电能 转化为化学能转化为化学能C C我们今天使用的煤、

20、石油等化石燃料源自于光我们今天使用的煤、石油等化石燃料源自于光 合作用的产物合作用的产物D D玉米叶片中参与光合作用的细胞是叶肉细胞和玉米叶片中参与光合作用的细胞是叶肉细胞和 维管束鞘细胞维管束鞘细胞B3 3、将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的、将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的C0C02 2条件下。如果将环境中条件下。如果将环境中C0C02 2含量突然降至含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的极低水平，此时叶肉细胞内的C C3 3化合物、化合物、C C5 5化合物和化合物和ATPATP含量的变化情况依次是含量的变化情况依次是 A. A. 上升；下降；上升上升；下降；上升 B. B. 下降

21、；上升；下降下降；上升；下降 C. C. 下降；上升；上升下降；上升；上升 D. D. 上升；下降；下降上升；下降；下降C4 4、生长旺盛的叶片，剪成、生长旺盛的叶片，剪成5 5毫米见方的小块，抽去毫米见方的小块，抽去叶内气体，做下列处理，这四个处理中，沉入底部叶内气体，做下列处理，这四个处理中，沉入底部的叶片小块最先浮起的是的叶片小块最先浮起的是C、提高农作物的光合作用效率、提高农作物的光合作用效率 人们要想提高农作物的光合作用效率，就必人们要想提高农作物的光合作用效率，就必须对光合作用中能量转换和物质变化过程进行深须对光合作用中能量转换和物质变化过程进行深入研究。入研究。从光合作用的条件看

22、：从光合作用的条件看： 1 1、光的调控：光照强度、光质、光的调控：光照强度、光质2 2、矿质元素的供应：、矿质元素的供应：合理施肥合理施肥3 3、控制温度、控制温度从光合作用的原料看：从光合作用的原料看： 1 1、增加作物周围的二氧化碳浓度、增加作物周围的二氧化碳浓度2 2、合理灌溉、合理灌溉影响光能利用率的因素：影响光能利用率的因素：光能利用率光能利用率( 轮作轮作 )( 合理密植：间种、套种合理密植：间种、套种 ) 不同的植物对光照强度的需求不同，如不同的植物对光照强度的需求不同，如阳生阳生和阴生植物。和阴生植物。6.1 6.1 光照强度对光合作用的影响光照强度对光合作用的影响例例1：植

23、物的新陈代谢受外部环境因子（如光、温度）和：植物的新陈代谢受外部环境因子（如光、温度）和内部因子（如激素）的影响，研究内、外因子对植物生内部因子（如激素）的影响，研究内、外因子对植物生命活动的影响具有重要意义。命活动的影响具有重要意义。（1）右图表示野外松树（阳生植）右图表示野外松树（阳生植物）光合作用强度与光照强度的物）光合作用强度与光照强度的关系。其中的纵坐标表示松树整关系。其中的纵坐标表示松树整体表现出的吸收体表现出的吸收 CO2 和释放和释放 CO2 量的状况。请分析回答：量的状况。请分析回答： 当光照强度为当光照强度为 b 时，光合作用强度时，光合作用强度 。 不能。光照强度为不能。

24、光照强度为 a 时，光合作用形成的有机物和呼吸时，光合作用形成的有机物和呼吸作用消耗的有机物相等，但晚上只进行呼吸作用。因此，作用消耗的有机物相等，但晚上只进行呼吸作用。因此，从全天看，消耗大于积累，植物不能正常生长。从全天看，消耗大于积累，植物不能正常生长。 最高最高 光照强度为光照强度为 a 时，光合作用吸收时，光合作用吸收 CO2 的量等于呼吸的量等于呼吸作用放出作用放出 CO2 的量。如果白天光照强度较长时期为的量。如果白天光照强度较长时期为 a ，植物能不能正常生长？为什么？植物能不能正常生长？为什么？ 如将该曲线改绘为人参（阴生植物）光合作用强度与如将该曲线改绘为人参（阴生植物）光

25、合作用强度与光照强度关系的曲线，光照强度关系的曲线，b 点的位置应如何移动，为什么？点的位置应如何移动，为什么？0吸收光照强度abcd释放CO2CO2f左移，与松树比较，人参光合作用强度达到最高点时，左移，与松树比较，人参光合作用强度达到最高点时，所需要的光照强度比松树低。所需要的光照强度比松树低。 限制限制cf和和fd段光合作用强度的因子分别是什么？段光合作用强度的因子分别是什么？光照强度、光照强度、CO2浓度浓度例例2 2、用三棱镜可使阳光折射成一条色素带，如下图。、用三棱镜可使阳光折射成一条色素带，如下图。若将一瓶绿藻放在若将一瓶绿藻放在 ABCDEFGABCDEFG（ ）位置上，就会严

26、）位置上，就会严重影响它的生长。而在（重影响它的生长。而在（ ）处光合效率最高。如果）处光合效率最高。如果在在 BCDEFG BCDEFG 上分别放一含草履虫的试管，则它们会聚上分别放一含草履虫的试管，则它们会聚集在哪些区域（集在哪些区域（ ）。如果在）。如果在A A区域放置一瓶区域放置一瓶绿藻，则在绿藻，则在BCDEFGBCDEFG哪些位置上会出现暗带（哪些位置上会出现暗带（ ）阳光阳光ACBDEFGDEBCFGBCFG6.2 6.2 光质对光合作用的影响光质对光合作用的影响A三三棱棱镜镜思考：光质影响光合作用强度的思考：光质影响光合作用强度的 原因是什么？原因是什么？光合色素对不同波长的光

27、吸收量不同光合色素对不同波长的光吸收量不同A光合作用实际量光合作用实际量B干物质量干物质量C呼吸量呼吸量0 2 4 6 8叶面积指数叶面积指数物物质质量量叶面积指数叶面积指数=总叶面积土地面积总叶面积土地面积叶面指数越大说明叶片交错重叠程度越大。叶面指数越大说明叶片交错重叠程度越大。叶面积指数在生产叶面积指数在生产上有什么应用？上有什么应用？合理密植合理密植 适当提高环境中适当提高环境中COCO2 2的浓度能提高光合作用强度，的浓度能提高光合作用强度，有利增产。但有利增产。但COCO2 2浓度过高时又会使光合作用强度下降。浓度过高时又会使光合作用强度下降。1 1、合理密植合理密植保证田间植物通

28、风。保证田间植物通风。2 2、施用农家肥。、施用农家肥。3 3、在大棚中可以使用二氧化碳生发器，施用干冰等。、在大棚中可以使用二氧化碳生发器，施用干冰等。生产上提高生产上提高CO2浓度的措施主要有：浓度的措施主要有：实质：温度影响酶促反应速度实质：温度影响酶促反应速度在生产上应用：在大棚生产中常常采用白天适当升在生产上应用：在大棚生产中常常采用白天适当升温（保证光合作用正常进行，晚上适当降温（降低温（保证光合作用正常进行，晚上适当降温（降低呼吸酶的活性）。呼吸酶的活性）。（4）：的重要组成成分。的重要组成成分。1 1、齐民要术齐民要术中，要求栽种农作物要中，要求栽种农作物要 “ “正其行，通其

29、风正其行，通其风”，原理是（，原理是（ ）A A确保通风透光，从而有利于提高确保通风透光，从而有利于提高 光合作用的效率光合作用的效率B B通风透光，可以增强农作物的呼吸作用通风透光，可以增强农作物的呼吸作用C C可以增强农作物的抗性可以增强农作物的抗性D. D. 增强农作物的蒸腾作用增强农作物的蒸腾作用A练习：练习：123452 2、下图为某高等植物叶肉细胞结构模式图，相关叙、下图为某高等植物叶肉细胞结构模式图，相关叙述述 中不正确的是中不正确的是A A图中能产生图中能产生ATPATP的结构有的结构有1 1、2 2、5 5B B1 1中产生的一分子中产生的一分子CO2 扩散出来进入扩散出来进入2 2中被利用，中被利用， 穿过的磷脂双分子层的层数为穿过