能量之源-光和光合作用

1、2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤1俗话说：万物生长靠太阳。为什么这样说呢？俗话说：万物生长靠太阳。为什么这样说呢？第四节第四节 能量之源能量之源光与光合作光与光合作用用第一课时第一课时1.1.地球表面上的绿色植物每年大约地球表面上的绿色植物每年大约 制造了制造了44004400亿吨亿吨有机物！有机物！2.2.地球表面上的绿色植物每年储存地球表面上的绿色植物每年储存 的能量约为的能量约为7.117.111018KJ，这个，这个 数字相当于数字相当于24万万个三峡电站每年个三峡电站每年 所发出的电力。所发出的电力。请看下面的数据：请看下面的数据：2009-

2、12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤32009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤4实验实验2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤5实验结果：实验结果：讨论讨论：1.1.滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽窄滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽窄 如何？这说明了什么？如何？这说明了什么？2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤72 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

3、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捕捉光能的色素存在于细胞中的什捕捉光能的色素存在于细胞中的什么部位？么部位？2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤99 62009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤10第二课时第二课时2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤11 探究光合作用，科学家们用了探究光合作用，科学家们用了200多年的多年的

4、 时间，经过无数次的实验。目前，对光合时间，经过无数次的实验。目前，对光合作用更深层次的探索还在进行。现在我们作用更深层次的探索还在进行。现在我们就沿着科学家们探寻的足迹，去体验他们就沿着科学家们探寻的足迹，去体验他们认识问题的思维过程和科学探索的乐趣。认识问题的思维过程和科学探索的乐趣。2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤12美国美国古代古代古希腊古希腊亚里士多德亚里士多德土壤减少的重量等于植物增加的重量土壤减少的重量等于植物增加的重量17世纪世纪比利时比利时海尔蒙特海尔蒙特植物增重来自水植物增重来自水1771年年英国英国普利斯特利普利斯特利植物可以更新

5、空气植物可以更新空气1779年年荷兰荷兰英格豪斯英格豪斯植物只有在光下绿色部分可以植物只有在光下绿色部分可以更新空气（更新空气（500多次实验）多次实验）1785年年由于发现了空气的组成由于发现了空气的组成绿叶在光下放出氧气绿叶在光下放出氧气1864年年德国德国萨克斯萨克斯光合作用能产生淀粉光合作用能产生淀粉1880年年恩格尔曼恩格尔曼在光下叶绿体放出氧气在光下叶绿体放出氧气1939年年美国美国鲁宾和卡门鲁宾和卡门氧气来自于水氧气来自于水1940年年美国美国卡尔文卡尔文CO2的碳转化成有机物中的碳的碳转化成有机物中的碳 古希腊亚里士多德认为：古希腊亚里士多德认为：根吸收土壤中的养分，根吸收土壤

6、中的养分，土壤减少的重量土壤减少的重量=植物增加的重量植物增加的重量植物为什么会生长？植物为什么会生长？2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤1417世纪比利时的海尔蒙特实验世纪比利时的海尔蒙特实验五年后五年后2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤15开始时开始时5年后年后实验前后的差值实验前后的差值柳树的质量柳树的质量2.3kg76.7kg干土的质量干土的质量90.8kg90.743kg结论：植物增重来自水分植物增重来自水分+74.7kg0.057kg通过实验，海尔蒙特推翻了亚里士多德的错通过实验，海尔蒙特推翻了亚里士多

7、德的错误观点，那他的实验结论误观点，那他的实验结论完全正确吗？完全正确吗？从柳树生活环境的角度分析，还应考虑从柳树生活环境的角度分析，还应考虑什么因素？什么因素？光、空气光、空气2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤161771年，英国的科学家普利斯特利实验年，英国的科学家普利斯特利实验2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤17思考：思考：1.该实验装置中玻璃罩有什么作用？2.第一组实验中蜡烛熄灭、老鼠的死亡说明了什么？加入了植物后的实验说明了什么？3.前后实验的对比可以得出什么结论？4.普利斯特利的实验看似简单，但后人做

8、时很多时 候不能成功，这是为什么呢 ？2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤181779年，荷兰科学家英格豪斯做了500多次植物更新空气的实验发现了其中的秘密。 黑暗 光下 1、只有在光下植物才、只有在光下植物才 能更新空气。能更新空气。2、植物体只有绿叶在、植物体只有绿叶在 光光 下才能更新空气。下才能更新空气。2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤19植物究竟更新了空气中的什么成分？植物究竟更新了空气中的什么成分？ 直到直到1785年，由于发现了空气的组成，年，由于发现了空气的组成，人们才明确：在光下放出的是氧气，吸收

9、人们才明确：在光下放出的是氧气，吸收的是二氧化碳的是二氧化碳2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤201864年，德国植物学家萨克斯实验天竺葵天竺葵2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤21在暗处放置在暗处放置2-3天天18641864年萨克斯的实验年萨克斯的实验暗处理暗处理光照光照酒精酒精脱色脱色碘蒸汽处理碘蒸汽处理2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤22 1864年，萨克斯年，萨克斯(德德)的实验的实验一半遮光一半遮光一半曝光一半曝光2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃

10、江县第四中学 李孟贤李孟贤232009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤24 1864年，（德）萨克斯的实验年，（德）萨克斯的实验 绿色叶片中光合作用中产生了淀粉绿色叶片中光合作用中产生了淀粉2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤251880年，美国科学家恩吉尔曼实验年，美国科学家恩吉尔曼实验2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤262009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤27思考1:为什么选用水绵做为实验材料？为什么选用水绵做为实验材料？ 2: :实验一为

11、什么要在黑暗且没有空气的环境中进行？实验一为什么要在黑暗且没有空气的环境中进行？3: :为什么先用极细光束照射水绵？而后又让水绵完全暴露为什么先用极细光束照射水绵？而后又让水绵完全暴露 在光下的目的是？在光下的目的是？4: :本实验还有什么巧妙之处？本实验还有什么巧妙之处？水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察。水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察。排除氧气和光的干扰排除氧气和光的干扰在叶绿体上形成光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验。在叶绿体上形成光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验。与在黑暗处形成对照，再次验证实验结果与在黑暗处形成对照，再次验证实验结果用好氧细菌可以确定释放氧气的多少。

12、用好氧细菌可以确定释放氧气的多少。2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤28 返回返回光合作用氧气来源的探究（年）2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤29鲁宾和卡门做的同位素标记实验鲁宾和卡门做的同位素标记实验光合作用产生的氧气全部来自于水，光合作用产生的氧气全部来自于水，而不是来自而不是来自COCO2 22009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤3020世纪世纪40年代，美国的科学家卡尔年代，美国的科学家卡尔文发现了卡尔文循环，探明了二氧文发现了卡尔文循环，探明了二氧化碳在光合作用中转化

13、成有机物中化碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径碳的途径（在类囊体的薄膜上进行）（在类囊体的薄膜上进行）（在叶绿体的基质中进行）（在叶绿体的基质中进行）2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤32光反应和暗反应的比较场所场所条件条件物质物质变化变化能量能量变化变化光反应光反应暗反应暗反应联系联系基粒片层结构薄膜基粒片层结构薄膜叶绿体基质中叶绿体基质中光、色素、酶、水、光、色素、酶、水、ADP ADP 、PiPi HH、ATPATP、酶、酶、 COCO2 2 、C C5水的光解水的光解ATPATP的生成的生成COCO2 2的固定的固定 C C3 3的还原的还原光

14、能光能ATPATP中活跃的化学能中活跃的化学能ATPATP中活跃的化学能中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能有机物中稳定的化学能1、光反应为暗反应准备了还原剂H和能量ATP；2、暗反应为光反应补充消耗掉的ADP和Pi。2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤34 绿色植物通过绿色植物通过 吸收吸收 ，将，将CO2和和H2O合成为合成为 并释放出并释放出 ，同时也将太阳能转化为同时也将太阳能转化为 储存在储存在 和其他有机物中，这一过程称为光合作用。和其他有机物中，这一过程称为光合作用。2 2、什么是光合作用？、什么是光合作用？3、总反应式：、总反应式：CO2+

15、H2O叶绿体叶绿体光能光能糖类糖类(CH2O)+O2叶绿体叶绿体光能光能有机物有机物O2化学能化学能糖类糖类2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤35 物质转化：物质转化： COCO2 2 + H + H2 2O O （CHCH2 2O O）+ O+ O2 2 能量转化：能量转化： 光能光能 ATP ATP （CHCH2 2O O）2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤362009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤372009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤

16、38O2 H ATP2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤401、请按时间先后顺序排列下列事件、请按时间先后顺序排列下列事件 （ ）德国科学家萨克斯证明了绿色叶片在光合作用中产生德国科学家萨克斯证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉了淀粉 美国科学家鲁宾和卡门用同位素标记法证明光合作用美国科学家鲁宾和卡门用同位素标记法证明光合作用释放的氧气全部来自参加反应的水释放的氧气全部来自参加反应的水英国科学家普里斯特利指出植物可以更新空气英国科学家普里斯特利指出植物可以更新空气 美国科学家恩吉尔曼用水绵做实验证明氧是由叶绿体美国科学家恩吉尔曼用水绵做实验证明氧是由叶绿体

17、释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所 A. B. C. D.C课堂巩固练习课堂巩固练习2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤412、1864年，德国科学家萨克斯把绿叶放在暗处几小时，然后将其一半曝光，一半遮光，过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，发现只有曝光的那一半叶片呈深蓝色，这个实验证明光合作用（ ） 需要光合作用 需要光 需要叶绿素 放出氧 制造淀粉 A、 B、 C、 D、C2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤423、下图是利用小球藻进行光合作用实验的示意图，图中

18、A物质和B物质的相对分子质量比是（ ）A1 2B2 1 C8 9D9 8C2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤43 4、生长旺盛的叶片，剪成、生长旺盛的叶片，剪成5mm见方的小块，见方的小块，抽去叶内气体，做下列处理（见图），这四抽去叶内气体，做下列处理（见图），这四个处理中，沉入底部的叶片小块最先浮起的个处理中，沉入底部的叶片小块最先浮起的是（是（ ）。）。 A （第三课时）（第三课时）光合作用原理的应用光合作用原理的应用2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤45影响光合作用的因素及在生产实践中的应用影响光合作用的因素

19、及在生产实践中的应用（1）光对光合作用的影响）光对光合作用的影响光照时间长，光合作用时间长，有利于植物的生长发育。光照时间长，光合作用时间长，有利于植物的生长发育。光照时间光照时间植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加而增加，植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加而增加，但光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照强度的但光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增加增加而增加光照强度光照强度叶绿体中色素的吸收光波主要在红光和蓝紫光。叶绿体中色素的吸收光波主要在红光和蓝紫光。光的波长光的波长2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李

20、孟贤李孟贤461、光照强度，其他条件不变（温度，、光照强度，其他条件不变（温度，CO2浓度）浓度）6101215187891113141617ABCDE光合作用的强光合作用的强度度时时（1）为什么）为什么7-10时光合作用强度不断增强？时光合作用强度不断增强？（2）为什么）为什么12时左右光合作用强度明显减弱？时左右光合作用强度明显减弱？（3）为什么）为什么14-17时光合作用强度不断下降？时光合作用强度不断下降？在一定温度和二氧化碳供应充足的情况下，在一定温度和二氧化碳供应充足的情况下，光合作用的强度随光照加强而增强的。光合作用的强度随光照加强而增强的。温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭，

21、二氧温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭，二氧化碳供应减少，导致光合作用强度明显减弱化碳供应减少，导致光合作用强度明显减弱光照强度不断减弱光照强度不断减弱夏季晴朗的白天某种绿色植物叶片光合作用强度曲线图夏季晴朗的白天某种绿色植物叶片光合作用强度曲线图2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤47生产上使田间通风良好，供应充足的生产上使田间通风良好，供应充足的CO2在一定范围内，植物光合作用强度随着在一定范围内，植物光合作用强度随着CO2浓度的增加而增加，浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度不再增加。但达到一定浓度后，光合作用强度不再增加。（3）CO2

22、浓度浓度生产上白天升温，增强光合作用，晚上降低室温，抑制呼吸作用，生产上白天升温，增强光合作用，晚上降低室温，抑制呼吸作用，以积累有机物。以积累有机物。温度低，光合速率低。随着温度升高，光合速率加快，温度过温度低，光合速率低。随着温度升高，光合速率加快，温度过高时会影响酶的活性，光合速率降低。与温度影响酶的活性一高时会影响酶的活性，光合速率降低。与温度影响酶的活性一致。致。（2）温度）温度（4）矿质元素离子（无机盐离子）（影响叶绿素的形成和酶的矿质元素离子（无机盐离子）（影响叶绿素的形成和酶的形成）形成） 例如：例如：N，P，K，Mg等等2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四

23、中学 李孟贤李孟贤482009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤49小小 结结 提高农作物光合速率的方法有：提高农作物光合速率的方法有： 1 1、控制光照；、控制光照； 2 2、控制温度；、控制温度； 3 3、提供适量的必需矿质元素；、提供适量的必需矿质元素； 4 4、提供适量的二氧化碳；、提供适量的二氧化碳； 2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤50 对某植物作如下处理：（甲）持续光照对某植物作如下处理：（甲）持续光照 10分分钟；（乙）光照钟；（乙）光照5分钟后再黑暗处理分钟后再黑暗处理5分钟，分钟，连续交替进行连续交替

24、进行20分钟。若其它条件不变，则分钟。若其它条件不变，则在甲、乙两种情况下植株所制造的有机物总在甲、乙两种情况下植株所制造的有机物总量是（量是（ ） A.甲多于乙甲多于乙 B甲少于乙甲少于乙 C甲和乙相等甲和乙相等 D无法确定无法确定 例例1:1:一株盆栽植物放在特定装置内一株盆栽植物放在特定装置内, ,保持适宜保持适宜 温度温度, ,当持续光照，提供一定浓度当持续光照，提供一定浓度COCO2 2一一 段时间后段时间后, ,突然突然停止光照，立即测定，立即测定, ,叶叶 绿素内绿素内C C3 3和和C C5 5的含量，预测在停止光照的含量，预测在停止光照 前后前后, ,两种化合物的变化两种化合

25、物的变化 _。如果停止如果停止COCO2 2的供应呢？的供应呢？C C3 3和和C C5 5如何变化？如何变化？_。2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤52B2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤53化能合成作用化能合成作用 NH NH3 3 HNO HNO2 2+ +能量能量硝化细菌硝化细菌 HNO HNO2 2 HNO HNO3 3+ +能量能量硝化细菌硝化细菌6CO6CO2 2+6H+6H2 2O CO C6 6H H1212O O6 6+ 6O+ 6O2 2能量能量2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃

26、江县第四中学 李孟贤李孟贤542009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤55光合作用光合作用化能合成作用化能合成作用无氧呼吸无氧呼吸有氧呼吸有氧呼吸自养自养绿色植物绿色植物硝化细菌硝化细菌2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤562009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤57DB2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤58下列关于光合作用和呼吸作用的叙述，正确的是下列关于光合作用和呼吸作用的叙述，正确的是 （ ） A光合作用和呼吸作用总是同时进行光合作用和呼吸作

27、用总是同时进行 B光合作用形成的糖类能在呼吸作用中被利用光合作用形成的糖类能在呼吸作用中被利用C光合作用产生的光合作用产生的ATP主要用于呼吸作用主要用于呼吸作用D光合作用与呼吸作用分别在叶肉细胞和根细胞中进行光合作用与呼吸作用分别在叶肉细胞和根细胞中进行C 光合作用暗反应阶段中直接利用的物质是（光合作用暗反应阶段中直接利用的物质是（ ） AO2和和C3化合物化合物 B叶绿体色素叶绿体色素 CH20和和O2 D氢氢H和和ATPD2009-12-01湖南省桃江县第四中学湖南省桃江县第四中学 李孟贤李孟贤59下列关于光合作用强度的叙述，正确的是（下列关于光合作用强度的叙述，正确的是（ ） A叶片从

28、幼到老光合作用强度不变叶片从幼到老光合作用强度不变 B森林或农田中植株上部叶片和下部叶片光合作用强度有差异森林或农田中植株上部叶片和下部叶片光合作用强度有差异 C光合作用强度是由基因决定的，因此是固定不变的光合作用强度是由基因决定的，因此是固定不变的 D在相同光照条件下，各种植物的光合作用强度相同在相同光照条件下，各种植物的光合作用强度相同B叶绿体含多种色素，其中一种色素能接受其它色素所吸收的光能，叶绿体含多种色素，其中一种色素能接受其它色素所吸收的光能， 该色素是（该色素是（ ） A胡萝卜素胡萝卜素 B叶黄素叶黄素 C叶绿素叶绿素a D叶绿素叶绿素bC光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是（的是（ ） A叶绿体的类囊体膜上进行光反应和暗反应叶绿体的类囊体膜上进行光反应和暗反应 B叶绿体的类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应叶绿体的类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应 C叶绿体基