生物光合作用

生物光合作用第1页/共40页图A图B图C图D干燥土壤90.8kg小柳树2.25kg只用雨水浇灌五年后柳树长大土壤烘干后称重1648~1653年(比利时)海尔蒙特实验前实验后变化土壤干重90.800kg90.743kg-0.057kg柳树2.25kg76.70kg+74.75kg回眸历史

解开光合作用之谜第2页/共40页回眸历史

解开光合作用之谜1231、蜡烛易熄灭、小白鼠易窒息而死。2、蜡烛不容易熄灭。3、小白鼠不易窒息而死。结论?植物吸收了“固定空气”,放出了“活命气体”即:植物能更新空气!1771年，(英）普里斯特利(JosephPriestley)的实验

第3页/共40页1779年,荷兰科学家---金鱼藻实验思考:为什么选择金鱼藻作为实验材料?回眸历史

解开光合作用之谜第4页/共40页1864年，(德）萨克斯(J.VonSachs)的实验

回眸历史

解开光合作用之谜第5页/共40页2、让叶片中的淀粉消耗掉或转移

实验是否设置了对照,实验中单一变量是什么?实验中哪些处理用于排除干扰?本实验得出的结论是？1、实验为空白对照，单一变量为光照2、植物光合作用需要光照?(现在我们认为是不能够得出这个结论的)结论：1、植物光合作用产生了淀粉；回眸历史

解开光合作用之谜第6页/共40页1880年，(美）恩吉尔曼(G.Engelmann)的实验

黑暗中,无空气

极细光束光照下,无空气水绵结构回眸历史

解开光合作用之谜第7页/共40页1、为什么水绵是合适的实验材料？

2、他是如何控制实验条件的？3、他是如何对照的？水绵具有细而长的叶绿体，便于观察

选用黑暗、无空气的环境：排除环境中光线和氧气的影响选用极细的光束，并用好氧细菌检测：准确判断释放氧气的部位此实验在设计上有什么巧妙之处？自身对照回眸历史

解开光合作用之谜

恩吉尔曼的实验结果是什么？得出此结论的理由是什么？结论：

氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。因为好氧细菌只集中在叶绿体受光部位的周围。第8页/共40页1930年（美）鲁宾(S.Ruben)和卡门（M.Kamaen)用氧的同位素18O分别标记H2O和CO2,使它分别成为H218O和C18O2。进行两组光合作用的实验：CO2C18O218O2O2H218OH2O绿色植物（如小球藻）结论：光合作用释放的O2全部来自于H2O回眸历史

解开光合作用之谜第9页/共40页回眸历史

解开光合作用之谜第10页/共40页光合色素与光能的捕获不同种色素的作用是否相同呢？第11页/共40页绿色植物的光合作用是在叶绿体中进行，叶绿体中的色素具有吸收光能的作用。那么，叶绿体中究竟有几种色素？怎么才能把它们提取和分离出来呢？下面我们通过实验来说明光合色素与光能的捕获第12页/共40页一、实验原理1.叶绿体中的色素能溶解在丙酮（有机溶剂，酒精、汽油、苯、石油醚等）中，所以用丙酮可提取叶绿体中色素。2.色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得快，溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得慢，因而可用层析液将不同的色素分离。光合色素与光能的捕获第13页/共40页光合色素与光能的捕获边做边学实验步骤：152634第14页/共40页光合色素与光能的捕获第15页/共40页光合色素与光能的捕获第16页/共40页实验关键1.选材时应注意选择鲜嫩、色浓绿、无浆汁的叶片。如菠菜叶、棉花叶、洋槐叶等。2.画滤液细线时应以细、齐、直为标准，重复画线时必须等上次画线干燥后再进行，重复2-3次。3.层析时不要让滤液细线触及层析液。光合色素与光能的捕获第17页/共40页叶绿体中色素的提取和分离光合色素与光能的捕获第18页/共40页为什么植物的叶片呈现绿色？

光照到物体表面后，该物体又将这种颜色的光反射出来，就是我们所见到的颜色。对植物而言，除了部分橙光、黄光和大部分绿光被反射外，其他的基本上都被叶绿素分子等所吸收了，所以植物的叶片呈现绿色。第19页/共40页积极思维恩吉尔曼实验的结果分析：这一巧妙的实验说明了什么？叶绿体中的色素对不同波长的吸收的强度不同，主要吸收红光与蓝紫光，几乎不吸收绿光第20页/共40页

实验表明：叶绿素a和b在蓝光和红光部分都有很高的吸收峰，叶绿体中的胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。积极思维第21页/共40页叶绿素类胡萝卜素叶绿素b叶黄素(蓝绿色）（黄绿色）（橙黄色）（黄色）（含量占3/4）（含量占1/4）外膜内膜基质基粒叶绿体中的色素叶绿体结构模式图(色素)胡萝卜素叶绿素a（光反应酶、光反应场所）（暗反应酶、暗反应场所）▲光合作用场所一定是叶绿体吗？光合作用的场所叶绿体第22页/共40页CO2O2叶绿体光合作用图解H2O有机物阳光光合作用的过程第23页/共40页光反应阶段与暗反应阶段的比较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囊状结构的薄膜上叶绿体的基质中需光、色素和酶不需光、色素;需多种酶光能转变为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：H2O

光

[H]+O2光ADP+PiATP酶CO2的固定：CO2+C52C3C3的还原：2C3

（CH2O）

[H]，ATP酶ATPADP+Pi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ATP2、暗反应是光反应的继续，暗反应为光反应的进行提供合成ATP的原料ADP和Pi3、两者相互独立又同时进行，相互制约又密切联系第24页/共40页光合作用的过程总结：1.光合作用的概念（1）什么是光合作用？绿色植物通过叶绿体吸收光能，将CO2和H2O合成为有机物并释放出O2，同时也将太阳能转化为化学能储存在糖类和其他有机物中，这一过程称为光合作用。第25页/共40页光合作用的过程2.光合作用的反应式、实质（2）反应式（3）实质光能化学能无机物有机物第26页/共40页教学目标巩固

D3、给一株正在进行光合作用的大豆供给CO2

，则一段时间后C存在于……（）

A.淀粉B.脂肪

C.氨基酸D.以上三项都有141、光反应中，ATP和O2的产生都离不开………………（）

A.水和CO2B.色素和CO2

C.水、光能、CO2D.水、色素、光能2、光合作用过程中，能量流动的大致途径是…………（）

A.光色素（CH2O）

B.光色素ADP（CH2O）

C.光色素ATP（CH2O）

D.光ADPATP（CH2O）CD14光合作用的过程第27页/共40页影响光合作用的环境因素一、光——光照强度对光合作用的影响解题思路：利用光合作用的模型分析光强（自变量）和光合强度（因变量）的关系。分析过程：光能活跃化学能（ATP）稳定化学能（有机物）ADP+PiH2OO2+[H]C3有机物ATP光光能量：物质：光反应第28页/共40页例1：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、外因子对植物生命活动的影响具有重要意义。（1）右图表示野外松树（阳生植物）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体表现出的吸收CO2和释放CO2

量的状况。请分析回答：①当光照强度为b时，光合作用强度

。

不能。光照强度为a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，从全天看，消耗大于积累，植物不能正常生长。最高②光照强度为a时，光合作用吸收CO2的量等于呼吸作用放出CO2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？③如将该曲线改绘为人参（阴生植物）光合作用强度与光照强度关系的曲线，b点的位置应如何移动，为什么？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。④限制cf和fd段光合作用强度的因子分别是？光强、CO2浓度影响光合作用的环境因素第29页/共40页二、CO2对光合作用的影响解题思路：利用光合作用的模型分析CO2浓度（自变量）和光合强度（因变量）的关系。分析过程：[H]2C3有机物ATPC5固定还原CO2生产上提高CO2化碳的措施主要有？1、保证田间植物通风。2、施用农家肥。3、在大棚中经常使用二氧化碳生发器，施用干冰，或混养家禽、家畜等。影响光合作用的环境因素第30页/共40页[例1]将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的C02条件下。如果将环境中C02含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况依次是A.上升；下降；上升B.下降；上升；下降C.下降；上升；上升D.上升；下降；下降

[解析]从光合作用的反应过程进行分析：在光合作用过程中，C02参与暗反应，C02与C5化合物结合，生成两个C3化合物，当C02突然减少时，这个过程必然受阻，因而导致C5化合物的含量上升和C3化合物含量下降。而C3化合物的减少，又使暗反应中C3化合物还原成葡萄糖的过程受阻，消耗光反应提供的ATP量也减少，使细胞中ATP含量上升。[答案]C影响光合作用的环境因素第31页/共40页三、温度对光合作用的影响实质：温度影响暗反应（酶促反应）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（降低呼吸酶的活性）。例4、下图表示在10000勒克司光照下某植物的呼吸量与光合量随环境温度而发生，据图回答问题：（1）从图中可以看出，叶绿体内的酶与呼吸酶相比

。最适温度低影响光合作用的环境因素第32页/共40页（2）最有利于该植物有机物积累的温度为

。此时图中显示出的净产量为

。（3）温度为40度时该植物的代谢情况为

。（4）从图中关系谈一谈夏季中午时蒸腾作用的益处：

。35℃0.2mol的CO2光合量等于呼吸量。蒸腾作用降低叶片的温度,有利于光合作用。影响光合作用的环境因素第33页/共40页（1）N：是各种酶以及NADP+和ATP的重要组成成分，叶绿素中也有N元素。四、矿质元素对光合作用的影响（2）P：是叶绿体膜、NADP+和ATP的重要组成成分。（3）K：在合成糖类，以及将其运输到块根、块茎和种子等器官过程中起作用。（4）Mg：叶绿素的重要组成成分。影响光合作用的环境因素第34页/共40页知识海洋第35页/共40页知识海洋1、延长光照时间增加光照强度2、提高二氧化碳浓度①增施有机肥料，利用微生物分解有机物产生二氧化碳②直接施放贮存在钢瓶中的二氧化碳③点煤球炉3、适宜的温度：保持昼夜温差第36页/共40页

光合作用受光照强度、CO2浓度、温度等影响，图中4条曲线（a、b、c、d）为不同光照强度和不同CO2浓度