能量之源-光与光合作用(课时)

第5章细胞的能量供应和利用第4节能量之源—光与光合作用第2课时：光合作用的原理与应用一棵小树苗一棵大树提出问题：植物生长所需要的营养物质从哪里来？植物生长在土壤中，植物体是由“土壤汁”构成的。2000多年前亚里士多德假设：植物生长所需营养源于土壤作出假设:1629年，比利时海尔蒙特的实验：5年内只浇纯净雨水柳树增重7447g土壤减少006g结论：植物生长所需营养主要源于水一、光合作用探索历程1771年，普利斯特利的实验：结论：植物可以更新空气500多次植物更新空气的实验，又有何新发现？甲乙结论：植物体只有在光下、植物有绿叶才能更新污浊的空气。61779年，英格豪斯重复实验1845年，德国科学家梅耶：根据能量转化与守恒定律明确指出，植物在进行光合作用时，把光能转化成化学能储存起来1785年，明确：绿叶在光下吸收的是二氧化碳，放出的气体是氧气；植物吸收的光能哪里去了？这个化学能储存在哪里？以什么形式存在？结论：光合作用还产生淀粉暗处理半曝光碘蒸汽处理1．为什么对天竺葵先进行暗处理（饥饿处理）？2.这个实验是否设置了对照？1864年，萨克斯实验：1864年，萨克斯实验：结论：绿色叶片在光合作用中产生了淀粉1880年恩格尔曼光合作用的场所在哪里？实验材料：水绵（丝状绿藻）好氧菌水绵结构黑暗、无空气、好氧菌极细光束照射完全曝光好氧菌只集中在叶绿体被光束照射到的地方好氧菌集中在叶绿体所有受光部位光束完全曝光极细光束照射结论：叶绿体是光合作用的场所;氧气是叶绿体释放出来的;光合作用需要光能。尝试描述光合作用的概念并构建出光合作用的反应式模型。场所条件反应物生成物知识生成光合作用过程反应式原料条件产物CO2H2O（CH2O）O2光能叶绿体光合作用：是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。场所请小组讨论完成探究实验光合作用产生的O2光合作用产生的O2来源于H2O探究光合作用中O2的来源？用18O2分别标记H2O和CO2，然后第一组向植物提供H218O和CO2；第二组向植物提供H2O和18CO2，检测两组氧气的放射性18O标记的物质不同O2中是否含有放射性温度、光照、植物的生长状态等自变量：因变量：无关变量：探究课题：设计实验：提出问题：作出假设：CO2H218O?C18O2H2O?预测1：第一组为O2，第二组为18O2，来自H2O；预测2：第一组为18O2，第二组为O2，来自CO2；预测3：两组既有18O2、也有O2，来自两者。第一组第二组同位素标记法1941年，美国科学家鲁宾和卡门实验结论:光合作用释放的氧气全部来自水他用14C标记的CO2追踪了光合作用过程中碳元素的行踪，从而进一步揭示了光合作用中复杂的化学反应。卡尔文循环1946年美国科学家卡尔文等人的实验14CO2

14C3(14CH2O)光合作用的探究历程2000多年前，亚里士多德1648年，海尔蒙特1771年，普利斯特利1779年，英格豪斯1782年，谢尼伯1845年，梅耶1864年，萨克斯1880年，恩格尔曼1939年，鲁宾、卡门20世纪40年代，卡尔文现在，大量科学家在研究。。。。。。供选用的试剂：NaOH溶液、清水、酒精、碘液在设计过程中一定要注意实验设计中应遵循的原则及有关注意事项。供选用的材料与器材数量不限。设计实验证明CO2是光合作用的原料你来设计：

暗处理48小时实验组对照组NaOH溶液清水清水实验组对照组碘液碘液酒精2光合作用的意义光合作用与我们有关吗吸入光合作用释放的氧所吃食物直接或间接来自光合作用制造的有机物①把无机物合成有机物------制造有机物的“绿色工厂”②将光能转换成化学能，贮存在有机物中-------巨型能量转换站③维持了大气成分的基本稳定------空气净化器H2O类囊体膜酶Pi

＋ADPATP光反应阶段光、色素、酶叶绿体内的类囊体薄膜上水的光解：H2O[H]+O2光能（还原剂）ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能）ATP酶光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中[H]场所：条件：物质变化能量变化进入叶绿体基质，参与暗反应供暗反应使用CO2五碳化合物

C5

CO2的固定三碳化合物2C3C3的还原叶绿体基质多种酶H2O类囊体膜酶Pi

＋ADPATP[H]糖类卡尔文循环暗反应阶段CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的还原：ATP[H]、ADP+Pi叶绿体的基质中

ATP中活跃的化学能转变为糖类等

有机物中稳定的化学能2C3(CH2O)酶糖类、ATP、酶场所：条件：物质变化能量变化CO2五碳化合物

C5

CO2的固定三碳化合物2C3叶绿体基质多种酶糖类ATP色素分子可见光C52C3ADPPiATP2H2OO24多种酶酶CH2OCO2吸收光解能固定还原酶光反应暗反应光合作用的第一阶段，必须有光才能进行光合作用的第二阶段，有没有光都可以进行二、光合作用的过程条件：光、色素、酶场所：反应水的光解：ATP的合成：类囊体薄膜上H2O[H]+O2光叶绿体中的色素ADP＋Pi＋光能ATP酶光能1光反应阶段能量转变：ATP中活跃的化学能产物：、O2、ATP光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光才能进行概念：条件：不需光，需多种酶场所：叶绿体基质中过程CO2的固定：CO2＋C52C3酶三碳化合物的还原：ATP中活跃的化学能ATPADP+PiC3+[H](CH2O)+C5酶能量转变：有机物中稳定的化学能产物：（CH2O）、ADP、Pi2暗反应阶段概念：光合作用的第二个阶段中的化学反应，有光无光都可以进行光反应与暗反应的比较项目光反应阶段暗反应阶段场所条件物质变化能量变化联系类囊体薄膜上叶绿体基质中需光、色素和酶需多种酶2H2O光4[H]+O2CO2的固定:CO2+C5

2C3光ADP+PiATP酶光反应为暗反应提供了和ATP;暗反应为光反应补充了ADP和Pi。两者相互独立又同时进行,相互制约又密切联系C3的还原:2C3

(CH2O)[H],ATP酶光能ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能1、光反应阶段和暗反应阶段的比较光反应阶段暗反应阶段进行部位条件物质变化能量变化联系类囊体的薄膜叶绿体基质中光、色素和酶ATP、、多种酶光能转换成活跃的化学能（储存在ATP和中）活跃的化学能变成稳定的化学能（糖类）光反应为暗反应提供暗反应产生的为光反应合成ATP提供原料水的光解2H2O→4O2ATP形成ADPPi→ATP光酶光能CO2的固定CO2C5→2C3C3的还原2C3→→（CH2O）酶酶ATP和ATPADP和Pi请分析光下的植物突然停止光照后，其体内的C5化合物和C3化合物的含量如何变化？停止光照光反应停止请分析光下的植物突然停止CO2的供应后，其体内的C5化合物和C3化合物的含量如何变化？↓ATP↓还原受阻C3↑C5↓CO2↓固定停止C3↓C5↑1、植物自身因素2、外界环境因素（1）光照（2）温度（3）二氧化碳浓度（4）水分（5）无机盐影响光反应影响酶活性影响暗反应三、影响光合作用的因素利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。硝化细菌四、化能合成作用根据获取有机物的方式不同，可以将生物分为：自养生物异养生物光能自养生物化能自养生物（绿色植物）（硝化细菌等）（生产者）A2B2A1B1怎样提高植物的光合作用轮作合理密植不同植物对温度的反应不同,一般最适温度在25℃适时播种怎样提高植物的光合作用大棚或温室中,白天可以适当提高温度怎样提高植物的光合作用对于农田里的农作物,确保良好的通风对于大棚或温室中的农作物,增施农家肥料或使用二氧化碳发生器或释放干冰叶片缺水影响叶绿素的生物合成,促进已形成的叶绿素分解,造成叶片发黄水还是光合作用的原料之一另外水还能影响气孔的开闭,进而影响二氧化碳的吸收生产上注意及时、合理灌溉怎样提高植物的光合作用氮是催化光合作用过程中各种酶以及NADP和ATP的重要组成成分;磷是NADP和ATP的重要组成成分;绿色植物通过光合作用合成糖类,以及糖类运输到块根、块茎和种子等器官中都需要钾怎样提高植物的光合作用生产上注意合理施肥1正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是A．O2的产生停止B．CO2的固定加快C．ATP/ADP比值下降D．NADPH/NADP＋比值下降B2为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是（）A光照，有空气，临时装片中无碳酸氢钠稀溶液