【課件】高一生物必修一5.4光合作用

1、5.4 5.4 能量之源能量之源光與光合作用光與光合作用 有些蔬菜大棚內(nèi)懸掛有些蔬菜大棚內(nèi)懸掛紅色紅色 或藍(lán)紫色或藍(lán)紫色的燈，并且白天的燈，并且白天 也開燈。這么做有什么好也開燈。這么做有什么好 處？處？ 為什么不使用綠色的燈補(bǔ)為什么不使用綠色的燈補(bǔ) 充光源？充光源？ 思考與討論？思考與討論？ 一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu) 追根溯源，大多數(shù)生物的能量來自于哪追根溯源，大多數(shù)生物的能量來自于哪 里？里？ 哪種作用方式可以將太陽能轉(zhuǎn)換成化學(xué)哪種作用方式可以將太陽能轉(zhuǎn)換成化學(xué) 能？能？ 哪些物質(zhì)能夠捕獲光能？哪些物質(zhì)能夠捕獲光能？ 來自太陽的光能來自太陽的光能 依靠光合作用依靠光

2、合作用 ( (一）捕獲光能的色素一）捕獲光能的色素 什么是白化苗？什么是白化苗？ 為什么會(huì)出現(xiàn)白化苗？為什么會(huì)出現(xiàn)白化苗？ 光合作用與細(xì)胞內(nèi)的哪些物質(zhì)有光合作用與細(xì)胞內(nèi)的哪些物質(zhì)有 關(guān)呢？關(guān)呢？ 綠葉中到底有哪些色素？綠葉中到底有哪些色素？ 實(shí)驗(yàn)：綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)：綠葉中色素的提取和分離 實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)原理： 綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑 無水乙醇中無水乙醇中. . 各種色素在層析液中的溶解度不同各種色素在層析液中的溶解度不同, , 在濾紙上擴(kuò)散的快慢也不同。在濾紙上擴(kuò)散的快慢也不同。 稱取5g左右的鮮葉， 剪碎，放入研缽中。加 少許的石英砂（充分研

3、磨）和碳酸鈣 (防止研 磨中色素被破壞)與 10ml無水乙醇。在研缽 中快速研磨。將研磨液 進(jìn)行過濾。 提取色素提取色素 分離綠葉中的色素分離綠葉中的色素 分離綠葉中的色素分離綠葉中的色素 3/4 1/4 說明色素的種類說明色素的種類 葉綠體色素分離帶葉綠體色素分離帶 即可以表達(dá)葉綠體中色素的分離帶，從上到即可以表達(dá)葉綠體中色素的分離帶，從上到 下分別為胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素下分別為胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a a和葉綠和葉綠 素素b b； 它們的顏色分別為橙黃色、黃色、藍(lán)綠色、它們的顏色分別為橙黃色、黃色、藍(lán)綠色、 黃綠色；葉綠素黃綠色；葉綠素abab挨得很近；挨得很近； 胡蘿卜素含量最小，

4、色素帶最細(xì)；葉綠素胡蘿卜素含量最小，色素帶最細(xì)；葉綠素a a含含 量最多，色素帶最寬量最多，色素帶最寬。 實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng) （1）選材：應(yīng)選取鮮嫩、顏色深的葉片，以保證含有較）選材：應(yīng)選取鮮嫩、顏色深的葉片，以保證含有較 多的色素。多的色素。 （2）提取色素：研磨要迅速、充分，以保證提取較多的）提取色素：研磨要迅速、充分，以保證提取較多的 色素。色素。 （3）研磨液過濾時(shí)應(yīng)用尼龍布、不能用濾紙，以免濾紙）研磨液過濾時(shí)應(yīng)用尼龍布、不能用濾紙，以免濾紙 吸附色素。吸附色素。 （4）制備濾紙條：剪去兩角，以）制備濾紙條：剪去兩角，以保證色素在濾紙條上擴(kuò)保證色素在濾紙條上擴(kuò) 散均勻、整

5、齊，便于觀察散均勻、整齊，便于觀察。 （5）畫濾液細(xì)線：要平、直、齊，使各色素?cái)U(kuò)散的起點(diǎn)）畫濾液細(xì)線：要平、直、齊，使各色素?cái)U(kuò)散的起點(diǎn) 相同；且干燥后重復(fù)畫一次，相同；且干燥后重復(fù)畫一次，使濾液細(xì)線使濾液細(xì)線han有較多的有較多的 色素色素。 （6）色素分離：濾液細(xì)線不要觸及層析液，否則濾液細(xì)）色素分離：濾液細(xì)線不要觸及層析液，否則濾液細(xì) 線中的色素分子將溶解到層析液中，濾紙上得不到條帶。線中的色素分子將溶解到層析液中，濾紙上得不到條帶。 處理處理 A BC D SIO2(少量少量) CaCO3(少量少量) 95乙醇乙醇 （10ML） 蒸餾水（蒸餾水（10ML） 顏色顏色 造成色素提取液顏色淺

6、的主要原因有哪些？造成色素提取液顏色淺的主要原因有哪些？ 綠葉不鮮嫩，色素含量太少；綠葉不鮮嫩，色素含量太少； 研磨不充分，色素未能充分提取；研磨不充分，色素未能充分提取； 綠葉過少或提取液（丙酮、酒精等）加入綠葉過少或提取液（丙酮、酒精等）加入 過多，導(dǎo)致色素溶液的濃度低；過多，導(dǎo)致色素溶液的濃度低； 未加碳酸鈣或加入量過少，導(dǎo)致部分色素未加碳酸鈣或加入量過少，導(dǎo)致部分色素 分子被破壞。分子被破壞。 這四種色素對(duì)光的吸收有什么差別呢這四種色素對(duì)光的吸收有什么差別呢? 思考思考: 我們又通過什么實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證它們對(duì)光吸收的我們又通過什么實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證它們對(duì)光吸收的 差別呢差別呢? 實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法:將

7、綠葉中的將綠葉中的4種色素的溶液種色素的溶液, 分別放在陽光和三棱鏡之間分別放在陽光和三棱鏡之間,從連續(xù)光譜從連續(xù)光譜 中可以看到不同波長(zhǎng)被吸收的情況中可以看到不同波長(zhǎng)被吸收的情況 葉綠體中的色素提取液葉綠體中的色素提取液 葉綠素主要吸收葉綠素主要吸收_ 類胡蘿卜素主要吸收類胡蘿卜素主要吸收_ 藍(lán)紫光藍(lán)紫光 藍(lán)紫光、紅光藍(lán)紫光、紅光 捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu) 實(shí)驗(yàn)表明：葉綠素實(shí)驗(yàn)表明：葉綠素a和葉綠素和葉綠素b主要吸主要吸 收藍(lán)收藍(lán)紫紫光和紅光，胡蘿卜素和葉黃素主要光和紅光，胡蘿卜素和葉黃素主要 吸收藍(lán)紫光。吸收藍(lán)紫光。 3/4 1/4 說明色素的種類、功能說明色素的種類、功能

8、 光合色素的作用：吸收、傳遞光能，少數(shù)特光合色素的作用：吸收、傳遞光能，少數(shù)特 殊狀態(tài)的葉綠素殊狀態(tài)的葉綠素a具有吸收、轉(zhuǎn)換光能為電具有吸收、轉(zhuǎn)換光能為電 能的作用能的作用 捕捕 獲獲 光光 能能 的的 色色 素素 類胡蘿類胡蘿 卜素卜素 葉綠素葉綠素 胡蘿卜素胡蘿卜素 葉黃素葉黃素 葉綠素葉綠素a 葉綠素葉綠素b (占占1/4) (占占3/4) 濾紙上色帶的排列順序如何？寬窄如何？濾紙上色帶的排列順序如何？寬窄如何？ 胡蘿卜素胡蘿卜素 橙黃色橙黃色 葉黃素葉黃素 黃色黃色 葉綠素葉綠素 藍(lán)綠色藍(lán)綠色 葉綠素葉綠素 黃綠色黃綠色 擴(kuò)散最快，擴(kuò)散最快， 溶解度最大，溶解度最大， 含量最少含量最少

9、 含量最多含量最多 擴(kuò)散最慢，擴(kuò)散最慢， 溶解度最小溶解度最小 擴(kuò)散速度、溶解度大小、含量高低擴(kuò)散速度、溶解度大小、含量高低 討論：討論： 1.1.用這種方法有什么好處？不同顏色的光照對(duì)用這種方法有什么好處？不同顏色的光照對(duì) 植物的光合作用會(huì)有什么影響？植物的光合作用會(huì)有什么影響？ 2.2.為什么不使用綠色的塑料薄膜或補(bǔ)充綠色光為什么不使用綠色的塑料薄膜或補(bǔ)充綠色光 源？源？ 用紅色或藍(lán)色的塑料薄膜 掛紅色或藍(lán)色的燈管 問題探討問題探討: : 1.1.用這種方法可以提高光合作用強(qiáng)度。因?yàn)橛眠@種方法可以提高光合作用強(qiáng)度。因?yàn)?葉綠素吸收最多的是光譜中的藍(lán)紫光和紅光。葉綠素吸收最多的是光譜中的藍(lán)紫

10、光和紅光。 不同顏色的光照對(duì)植物的光合作用會(huì)有影響。不同顏色的光照對(duì)植物的光合作用會(huì)有影響。 2.2.因?yàn)槿~綠素對(duì)綠光吸收最少，所以不使用因?yàn)槿~綠素對(duì)綠光吸收最少，所以不使用 綠色的塑料薄膜或補(bǔ)充綠色光源。綠色的塑料薄膜或補(bǔ)充綠色光源。 捕獲光能的結(jié)構(gòu)捕獲光能的結(jié)構(gòu) 色素色素 酶酶 分布：分布：主要分布在綠色植物的主要分布在綠色植物的 葉肉細(xì)胞葉肉細(xì)胞 形態(tài)：形態(tài)： 一般呈扁平的橢球形或一般呈扁平的橢球形或 球形球形 功能：功能：光合作用的場(chǎng)所。光合作用的場(chǎng)所。 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：外膜外膜 內(nèi)膜內(nèi)膜 基?；?由兩個(gè)以上的類囊體堆由兩個(gè)以上的類囊體堆 疊而成，類囊體薄膜上疊而成，類囊體薄膜上 含色素

11、和酶含色素和酶 基質(zhì)基質(zhì) 含多種光合作用所必含多種光合作用所必 需的酶需的酶 透明，有利于光線透明，有利于光線 的透過的透過 葉綠體葉綠體( (雙層膜雙層膜) ) 是綠色植物細(xì)胞進(jìn)是綠色植物細(xì)胞進(jìn) 行行光合作用光合作用的場(chǎng)所。的場(chǎng)所。 1.2 葉綠體葉綠體 色素色素基粒類囊基粒類囊 體的體的薄膜薄膜上上 酶酶基粒類囊體的基粒類囊體的薄薄 膜膜上和上和基質(zhì)基質(zhì)中中 一一 、光、光 原（前）質(zhì)體原（前）質(zhì)體 白色體白色體 葉綠體葉綠體 有色體有色體 二、二、 溫度溫度 秋天落葉、倒春寒秋天落葉、倒春寒 葉失綠葉失綠 三三 、礦質(zhì)元素、礦質(zhì)元素 1、氧氣是葉綠體釋放出來的、氧氣是葉綠體釋放出來的 2

12、、葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所、葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所 v 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 v 實(shí)驗(yàn)的巧妙之處 1 選用水綿：具有細(xì)而長(zhǎng)的葉綠體并且其螺旋狀分布在細(xì)胞中。選用水綿：具有細(xì)而長(zhǎng)的葉綠體并且其螺旋狀分布在細(xì)胞中。 2 先放在黑暗無空氣的環(huán)境中：排除環(huán)境中光和氧氣的影響。先放在黑暗無空氣的環(huán)境中：排除環(huán)境中光和氧氣的影響。 3 極細(xì)的光束照射、好氧細(xì)菌檢測(cè)：迅速準(zhǔn)確地判斷出釋放氧氣的極細(xì)的光束照射、好氧細(xì)菌檢測(cè)：迅速準(zhǔn)確地判斷出釋放氧氣的 部位。部位。 4 黑暗和極細(xì)光照射形成對(duì)比：明確指出結(jié)果完全是由光照引起的。黑暗和極細(xì)光照射形成對(duì)比：明確指出結(jié)果完全是由光照引起的。 5 設(shè)置驗(yàn)證試

13、驗(yàn)：完全暴露在光下，再一次驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。設(shè)置驗(yàn)證試驗(yàn)：完全暴露在光下，再一次驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 問題問題1 1：為什么選用水綿做為實(shí)驗(yàn)材料？：為什么選用水綿做為實(shí)驗(yàn)材料？ 因?yàn)樗d不僅有細(xì)而長(zhǎng)的帶狀葉綠 體，而且螺旋分布于細(xì)胞中，便于 進(jìn)行觀察和分析研究 問題問題2.2.為什么選用黑暗并且沒有空氣為什么選用黑暗并且沒有空氣 的環(huán)境？的環(huán)境？ 為了排除實(shí)驗(yàn)前環(huán)境中光線和為了排除實(shí)驗(yàn)前環(huán)境中光線和 氧的影響，確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性氧的影響，確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性 光合作用的場(chǎng)所是葉綠體光合作用的場(chǎng)所是葉綠體 光合作用的產(chǎn)物有氧氣！光合作用的產(chǎn)物有氧氣！ 結(jié)論 : 問題問題3 3為什么先用極細(xì)光束照射水為什么先

14、用極細(xì)光束照射水 綿，而后又讓水綿完全暴露在光下？綿，而后又讓水綿完全暴露在光下？ 先選極細(xì)光束，用好氧細(xì)菌檢測(cè)，能先選極細(xì)光束，用好氧細(xì)菌檢測(cè)，能 準(zhǔn)確判斷水綿細(xì)胞中釋放氧的部位；準(zhǔn)確判斷水綿細(xì)胞中釋放氧的部位； 而后用完全曝光的水綿與之做對(duì)照，而后用完全曝光的水綿與之做對(duì)照， 從而證明了實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是光照引起從而證明了實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是光照引起 的，并且氧是由葉綠體釋放出來的。的，并且氧是由葉綠體釋放出來的。 小結(jié)：小結(jié)： 1.植物體進(jìn)行光合作用捕獲光能的物質(zhì)是什植物體進(jìn)行光合作用捕獲光能的物質(zhì)是什 么？么？ 2.捕獲光能的色素有哪些？捕獲光能的色素有哪些？ 3.四種色素分別吸收哪些光？四種色

15、素分別吸收哪些光？ 4.色素分布在細(xì)胞內(nèi)的什么部位？色素分布在細(xì)胞內(nèi)的什么部位？ 5.葉綠體的功能是什么？葉綠體的功能是什么？ 光合作用光合作用 光合作用是指綠色植物通過光合作用是指綠色植物通過葉葉 綠體綠體，利用，利用光能光能，把，把二氧化碳二氧化碳 和水和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)有機(jī) 物物，并且釋放出，并且釋放出氧氣氧氣的過程。的過程。 車間車間 動(dòng)力動(dòng)力 產(chǎn)物產(chǎn)物 原料原料 含葉綠體的真核細(xì)胞能進(jìn)行光合作用，含有含葉綠體的真核細(xì)胞能進(jìn)行光合作用，含有 光合色素的原核生物也能進(jìn)行光合作用。光合色素的原核生物也能進(jìn)行光合作用。 能進(jìn)行光合作用的生物能進(jìn)行光合作用的生物 除綠

16、色植物外，含葉綠體的非綠色植物如 褐藻（海帶等）、紅藻（紫菜等）等， 不含葉綠體的原核生物藍(lán)藻、某些細(xì)菌 （如綠硫細(xì)菌、紫硫細(xì)菌）也能進(jìn)行光合 作用。 2000多年前多年前 亞里士多德亞里士多德(Aristotle) 問題：?jiǎn)栴}：植物生長(zhǎng)所需的物質(zhì)來自何處？植物生長(zhǎng)所需的物質(zhì)來自何處？ 認(rèn)為認(rèn)為：構(gòu)成植物構(gòu)成植物 體的原料是土壤體的原料是土壤 植物增加的重量植物增加的重量=土壤減少的重量土壤減少的重量 光合作用的探究歷程 五年后五年后 16481648年比利時(shí)海爾蒙特的實(shí)驗(yàn)?zāi)瓯壤麜r(shí)海爾蒙特的實(shí)驗(yàn) 結(jié)論：植物增重主要來自水分結(jié)論：植物增重主要來自水分 歷程 17711771年英年英國(guó)國(guó)普利斯特利

17、普利斯特利實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 歷程 結(jié)論結(jié)論：植物可以更新空氣植物可以更新空氣 實(shí)驗(yàn)重復(fù)了實(shí)驗(yàn)重復(fù)了500500多多次次結(jié)論：只有在光照下只有綠葉才可以更新空氣結(jié)論：只有在光照下只有綠葉才可以更新空氣 B組組 A組組 歷程 17851785年，年，發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)了空了空氣氣的的組組 成，科成，科學(xué)學(xué)家在明確家在明確綠綠葉在光下葉在光下放放 出出的的氣氣體是體是氧氣氧氣，吸收吸收的是的是二二氧氧 化化碳碳。 歷程 1845 1845年年，德，德國(guó)國(guó)的科的科學(xué)學(xué)家家 梅耶梅耶指出：植物光合作用指出：植物光合作用時(shí)時(shí)， 把把光能光能轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成化成化成化成化學(xué)學(xué)能能儲(chǔ)儲(chǔ) 存存起起來來。 依據(jù)：依據(jù)：能量能量轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換和

18、守恒定律和守恒定律 歷程 48 1864年，薩克斯年，薩克斯(德德)的實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn) 一半遮光一半遮光 一半曝光一半曝光 一半曝光，一半遮光一半曝光，一半遮光 在暗處放置幾小的葉片在暗處放置幾小的葉片 暗處理暗處理 光照光照 酒精酒精 脫色脫色 碘蒸汽處理碘蒸汽處理 結(jié)論結(jié)論：綠色葉片光合作用產(chǎn)生淀粉綠色葉片光合作用產(chǎn)生淀粉 歷程 19411941年年 魯賓魯賓和卡和卡門門 同位素同位素標(biāo)記標(biāo)記法法研研究究 C18O2 H2O H218O 光照下光照下 的小球的小球 藻懸液藻懸液 O2 18O2 AB 同位素同位素18O標(biāo)記標(biāo)記H2O和和CO2H2 18O和和C18O2 結(jié)論：光合作用釋放的氧來自

19、水結(jié)論：光合作用釋放的氧來自水 光合作用釋放的光合作用釋放的OO2 2到底是來自到底是來自H H2 2OO ，還是還是COCO2 2 歷程 CO2 2020世紀(jì)世紀(jì)0 0年代年代, ,美國(guó)科學(xué)家卡爾文美國(guó)科學(xué)家卡爾文 ( 14CH2 O) 14CO2 碳的同位素碳的同位素 C 標(biāo)記標(biāo)記CO2 14 CO2 14 CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中 的碳的途徑，這一途徑稱為的碳的途徑，這一途徑稱為卡爾文循環(huán)卡爾文循環(huán)。 歷程 14C3 年年 代代科學(xué)家科學(xué)家結(jié)結(jié) 論論 17711771年年 普利斯特普利斯特 利利 植物可以植物可以 . . 17791779年年

20、英格豪斯英格豪斯 只有在只有在 只有只有 才可以更新空氣才可以更新空氣 18451845年年梅耶梅耶 光合作用把光合作用把 轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化 成成 . . 18641864年年薩克斯薩克斯 綠葉通過光合作用綠葉通過光合作用 產(chǎn)生產(chǎn)生 . . 19391939年年 魯賓和卡魯賓和卡 門門 光合作用釋放的氧氣光合作用釋放的氧氣 是來自是來自 . . 更新空氣 光照下 綠葉 光能 化學(xué)能 淀粉 水 CO2 20世紀(jì)40年代 1880年恩格爾曼：光合作用 的場(chǎng)所是葉綠體 光合作用：光合作用： 原料：原料： COCO2 2 和和 H H2 2O O 葉綠體葉綠體 光能光能 產(chǎn)物：產(chǎn)物： 有機(jī)物和氧氣有機(jī)物和氧氣

21、 光合作用反應(yīng)式：光合作用反應(yīng)式： CO2 + H2O ( CH2O ) + O2 光能光能 葉綠體葉綠體 條件：條件： 酶酶 場(chǎng)所：場(chǎng)所： CO2 + H2O* (CH2O) + O2* 光能光能 葉綠體葉綠體 光合作用的原料、產(chǎn)物、場(chǎng)所和條件是光合作用的原料、產(chǎn)物、場(chǎng)所和條件是 什么？請(qǐng)用一個(gè)化學(xué)反應(yīng)式表示出來。什么？請(qǐng)用一個(gè)化學(xué)反應(yīng)式表示出來。 2.2 2.2 光合作用的過程光合作用的過程 根據(jù)是否需要光能，把光合作用根據(jù)是否需要光能，把光合作用 分為分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)光反應(yīng)和暗反應(yīng)。 H H2 2O O 類囊體膜類囊體膜 酶酶 Pi ADP ATP 1.光反應(yīng)階段光反應(yīng)階段 酶酶光光色

22、素色素 葉葉綠綠體體內(nèi)內(nèi)的的類類囊體薄膜上囊體薄膜上 水的光解：水的光解：H2O H + O2 光能光能 （作用（作用: :提供提供還還原力）原力） ATPATP的合成：的合成：ADPADPPi Pi 能量（能量（光能光能） ATPATP 酶酶 條條件件 ： 場(chǎng)場(chǎng)所：所： 物物質(zhì)變質(zhì)變化：化： 能量能量變變化：化：光能光能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)榛罨钴S躍的化的化學(xué)學(xué)能能貯貯存在存在ATPATP和和HH中中 H 2.2.暗反暗反應(yīng)階應(yīng)階段段 COCO2 2的固定：的固定：CO CO2 2C C5 5 2C 2C3 3 酶酶 C C3 3的的還還原：原： ATPATPH H 、 條條件：件： 場(chǎng)場(chǎng)所：所： 物

23、物質(zhì)變質(zhì)變化：化： 能量能量變變化：化： 葉葉綠綠體的基體的基質(zhì)質(zhì)中中 多多種種酶、酶、 ATPATP和和 HH中活中活躍躍的化的化學(xué)學(xué)能能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)樘翘穷愵惖鹊?有機(jī)物中有機(jī)物中穩(wěn)穩(wěn)定的化定的化學(xué)學(xué)能能 2C3 (CH2O) 酶酶 H H 、ATPATP CO2 2 糖類糖類 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 2C3 C C3 3的的 還原還原 基質(zhì)基質(zhì) 多種酶多種酶 H 、ATP 能量的轉(zhuǎn)移途徑：能量的轉(zhuǎn)移途徑： 碳的轉(zhuǎn)移途徑：碳的轉(zhuǎn)移途徑： 光能光能 ATPATP、NADPHNADPH中中 活躍的化學(xué)能活躍的化學(xué)能 (CH2O)中中穩(wěn)定穩(wěn)定 的化學(xué)

24、能的化學(xué)能 CO2C3（CH2O） 整個(gè)光合作用過程中的物質(zhì)變化整個(gè)光合作用過程中的物質(zhì)變化 和能量變化分別是什么？和能量變化分別是什么？ 可見光可見光 C5 2C3 ADP+Pi ATP 2H2OO2 4H 多種酶多種酶 酶酶 (CH2O) CO2 吸收吸收 光解光解 能能 固定固定 還還 原原 酶酶 光反應(yīng)光反應(yīng) 暗反應(yīng)暗反應(yīng) 2.2.光合作用的過程：光合作用的過程： 色素分子色素分子 光能轉(zhuǎn)換中的重要物質(zhì)：光能轉(zhuǎn)換中的重要物質(zhì)： 1 原初電子供體原初電子供體 是是 ，最終，最終 電子和氫供體是電子和氫供體是 ， 最終電子和氫受體是最終電子和氫受體是 。 2 既是能量（活躍化學(xué)能的載體，既

25、是能量（活躍化學(xué)能的載體， 也是還原劑）。也是還原劑）。 將光反應(yīng)和暗反應(yīng)連接在一起的物質(zhì)是將光反應(yīng)和暗反應(yīng)連接在一起的物質(zhì)是 。 3 4 有關(guān)物質(zhì)的轉(zhuǎn)移：有關(guān)物質(zhì)的轉(zhuǎn)移： 由基由基 粒類囊體膜至基質(zhì)，粒類囊體膜至基質(zhì)， 由基質(zhì)至基粒類囊體膜。由基質(zhì)至基粒類囊體膜。 少數(shù)處于特殊狀態(tài)的葉綠體a H2O NADP+ NADPH NADPH、ATP和NADP+、ADP+Pi NADPH、ATP NADP+、ADP+Pi 光反應(yīng)光反應(yīng) 暗反應(yīng)暗反應(yīng) 酶 酶 酶 小結(jié)小結(jié) 色素色素 酶酶 聯(lián)聯(lián) 系系 能量變化能量變化 物質(zhì)變化物質(zhì)變化 場(chǎng)所場(chǎng)所 條條 件件 光光 暗暗 反反 應(yīng)應(yīng) 光光 反反 應(yīng)應(yīng) 過

26、程過程 項(xiàng)目項(xiàng)目 需要光需要光 色素、酶色素、酶 不需要光不需要光 酶酶 類囊體膜上類囊體膜上基質(zhì)中基質(zhì)中 水的光解；水的光解；ATP的合成的合成CO2的固定；的固定；C3的還原的還原 ATP中活中活 躍化學(xué)能躍化學(xué)能 ATP中活中活 躍化學(xué)能躍化學(xué)能 光能光能 有機(jī)物中穩(wěn)有機(jī)物中穩(wěn) 定化學(xué)能定化學(xué)能 光反應(yīng)光反應(yīng) 為為 暗反應(yīng)暗反應(yīng) 提供提供 H 和和ATP， 暗反應(yīng)暗反應(yīng) 為為 光反應(yīng)光反應(yīng) 提供提供NADP+、 ADP 和和Pi 。 條件條件C3C5H和和ATPCH2O合成量合成量 停止光照停止光照 CO2供應(yīng)不變供應(yīng)不變 增加增加減少減少減少減少減少減少 突然光照突然光照 CO2供應(yīng)不

27、變供應(yīng)不變 減少減少增加增加增加增加增加增加 光照不變光照不變 停止停止CO2供應(yīng)供應(yīng) 減少減少增加增加增加增加減少或沒有減少或沒有 光照不變光照不變 CO2供應(yīng)增加供應(yīng)增加 增加增加減少減少減少減少增加增加 1、光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)、光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué) 能并儲(chǔ)存有機(jī)物；能并儲(chǔ)存有機(jī)物； 2、光合作用釋放氧氣；、光合作用釋放氧氣； 3、為生物進(jìn)化起了重要推動(dòng)作用、為生物進(jìn)化起了重要推動(dòng)作用 化能合成作用化能合成作用 細(xì)菌利用體外環(huán)境中的某些無機(jī)物氧化時(shí)所釋細(xì)菌利用體外環(huán)境中的某些無機(jī)物氧化時(shí)所釋 放的能量來制造有機(jī)物，這種合成作用叫化能放的能量來制造有機(jī)物，這種合成作用叫化能 合

28、成作用。合成作用。 除了硝化細(xì)菌外，自然界還有鐵細(xì)菌、硫細(xì)菌除了硝化細(xì)菌外，自然界還有鐵細(xì)菌、硫細(xì)菌 屬于進(jìn)行化能合成作用的自養(yǎng)生物。屬于進(jìn)行化能合成作用的自養(yǎng)生物。 2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量 2HNO2+O2 2HNO3+能量 能量 6CO2+6H2O (CH20)+6O2 硝化細(xì)菌的化能合成作用硝化細(xì)菌的化能合成作用 能夠直接把從外界環(huán)境能夠直接把從外界環(huán)境攝取的無機(jī)物轉(zhuǎn)攝取的無機(jī)物轉(zhuǎn) 變成為自身的組成物質(zhì)變成為自身的組成物質(zhì)，并儲(chǔ)存了能量的一，并儲(chǔ)存了能量的一 類生物類生物 ( (化能自養(yǎng)、光能自養(yǎng)化能自養(yǎng)、光能自養(yǎng)) ) 不能直接利用無機(jī)物制成有機(jī)物不能直接利用無機(jī)

29、物制成有機(jī)物，只能，只能 把從外界把從外界攝取的現(xiàn)成的有機(jī)物攝取的現(xiàn)成的有機(jī)物轉(zhuǎn)變成自身的轉(zhuǎn)變成自身的 組成物質(zhì)，并儲(chǔ)存了能量的一類生物組成物質(zhì)，并儲(chǔ)存了能量的一類生物 如：綠色植物，藍(lán)藻、硝化細(xì)菌、鐵細(xì)菌、硫細(xì)菌等如：綠色植物，藍(lán)藻、硝化細(xì)菌、鐵細(xì)菌、硫細(xì)菌等 如：人、動(dòng)物、真菌如：人、動(dòng)物、真菌(如蘑菇如蘑菇) 、多數(shù)的細(xì)菌（乳酸菌、多數(shù)的細(xì)菌（乳酸菌、 大腸桿菌）等大腸桿菌）等 自養(yǎng)生物：自養(yǎng)生物： 異養(yǎng)生物：異養(yǎng)生物： 光合作用方程式： 有氧呼吸作用方程式： 6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O 光能光能 葉綠體葉綠體 黑暗和光照下的物質(zhì)變化？ 光合作用和呼吸作用的關(guān)系

30、 CO2+H2O （CH2O）+O2 葉綠體 光能 C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量 酶 光合作用和呼吸作用的關(guān)系 光合作用有氧呼吸 區(qū) 別 場(chǎng)所 所需條件 物質(zhì)變化 能量變化 聯(lián)系 光合作用為有氧呼吸提供光合作用為有氧呼吸提供 ；呼吸作用為光合作用提；呼吸作用為光合作用提 供供 。 葉綠體主要在線粒體 光、酶等酶等 無機(jī)物合成有機(jī)物 有機(jī)物分解成無 機(jī)物 光能轉(zhuǎn)變成穩(wěn) 定的化學(xué)能 有機(jī)物中的化學(xué) 能釋放出來，轉(zhuǎn) 移給ATP 有機(jī)物、 O2 CO2 光合作用與呼吸作用的區(qū)別：光合作用與呼吸作用的區(qū)別： 光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用 原料原料 產(chǎn)物產(chǎn)物 能量能量

31、轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 發(fā)生發(fā)生 部位部位 發(fā)生發(fā)生 條件條件 聯(lián)系聯(lián)系 光合作用與呼吸作用的區(qū)別：光合作用與呼吸作用的區(qū)別： 光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用 原料原料CO2、H2OO2、葡萄糖等有機(jī)物、葡萄糖等有機(jī)物 產(chǎn)物產(chǎn)物O2、葡萄糖等有機(jī)物、葡萄糖等有機(jī)物CO2、H2O等等 能量能量 轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 貯藏能量的過程貯藏能量的過程 光能光能活躍的化學(xué)能活躍的化學(xué)能穩(wěn)穩(wěn) 定的化學(xué)能定的化學(xué)能 釋放能量的過程釋放能量的過程 穩(wěn)定的化學(xué)能穩(wěn)定的化學(xué)能活躍活躍 的化學(xué)能的化學(xué)能 發(fā)生發(fā)生 部位部位 有葉綠體的細(xì)胞、葉綠體有葉綠體的細(xì)胞、葉綠體 活細(xì)胞、線粒體、細(xì)活細(xì)胞、線粒體、細(xì) 胞質(zhì)胞質(zhì) 發(fā)生發(fā)生 條件條件 光

32、照、酶光照、酶酶酶 聯(lián)系聯(lián)系 光合作用為有氧呼吸提供光合作用為有氧呼吸提供有機(jī)物和有機(jī)物和O2；呼吸作；呼吸作 用為光合作用提供用為光合作用提供CO2。 光能光反應(yīng)ATP中活 躍的化 學(xué)能 有機(jī)物 中穩(wěn)定 的化學(xué) 能 各項(xiàng)生 命活動(dòng) ATP中活 躍的化 學(xué)能 利用 細(xì)胞 呼吸 光合作用 暗反應(yīng) 直接的能量來源： ATP 最終的能量來源：太陽的光能 太陽的光能 真（實(shí)際）光合速率真（實(shí)際）光合速率=表表觀觀（凈）光合速率（凈）光合速率+呼吸速率呼吸速率 真（實(shí)際）光合強(qiáng)度真（實(shí)際）光合強(qiáng)度=表表觀觀（凈）光合強(qiáng)度（凈）光合強(qiáng)度+呼吸強(qiáng)度呼吸強(qiáng)度 光合作用葡萄糖凈產(chǎn)量光合作用葡萄糖凈產(chǎn)量=光合作用

33、實(shí)際葡萄糖生產(chǎn)量光合作用實(shí)際葡萄糖生產(chǎn)量 -呼吸作用葡萄糖消耗量呼吸作用葡萄糖消耗量 有機(jī)物的積累量有機(jī)物的積累量=白天光合作用合成量白天光合作用合成量-呼吸作用消耗量呼吸作用消耗量 光合作用實(shí)際產(chǎn)氧量光合作用實(shí)際產(chǎn)氧量=實(shí)測(cè)的氧氣釋放量實(shí)測(cè)的氧氣釋放量+呼吸作用耗氧量呼吸作用耗氧量 光合作用實(shí)際光合作用實(shí)際CO2消耗量消耗量=實(shí)測(cè)實(shí)測(cè)CO2消耗量消耗量 +呼吸作用呼吸作用CO2釋放量釋放量 一晝夜有機(jī)物的積累量（用一晝夜有機(jī)物的積累量（用CO2表示）表示）= 白天從外界吸收的白天從外界吸收的CO2量量-晚上呼吸釋放的晚上呼吸釋放的CO2總量總量 1因素？因素？ (1)同一植物的不同生長(zhǎng)發(fā)育階

34、同一植物的不同生長(zhǎng)發(fā)育階 段段 根據(jù)植物在不同生長(zhǎng)發(fā)育階段光合根據(jù)植物在不同生長(zhǎng)發(fā)育階段光合 作用速率不同，適時(shí)適量地提供水肥作用速率不同，適時(shí)適量地提供水肥 及其他環(huán)境條件，以使植物茁壯成長(zhǎng)。及其他環(huán)境條件，以使植物茁壯成長(zhǎng)。 (2)同一葉片的不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期 曲線分析：曲線分析：OA段為幼葉段為幼葉，隨幼葉的生長(zhǎng)，葉面，隨幼葉的生長(zhǎng)，葉面 積不斷增大，葉內(nèi)葉綠體、葉綠素含量不斷增加，光合積不斷增大，葉內(nèi)葉綠體、葉綠素含量不斷增加，光合 作用速率不斷增加。作用速率不斷增加。AB段為壯葉段為壯葉，葉片的面積、葉綠體，葉片的面積、葉綠體 和葉綠素都處于穩(wěn)定狀態(tài)，光合速率也基本穩(wěn)定。和葉綠素都處于

35、穩(wěn)定狀態(tài)，光合速率也基本穩(wěn)定。BC段段 為老葉為老葉，隨著葉齡的增加，葉片內(nèi)葉綠素被破壞，光合，隨著葉齡的增加，葉片內(nèi)葉綠素被破壞，光合 速率也隨之下降。速率也隨之下降。 應(yīng)用：農(nóng)作物、果樹管理后期適當(dāng)摘除老葉、殘應(yīng)用：農(nóng)作物、果樹管理后期適當(dāng)摘除老葉、殘 葉、莖葉蔬菜及時(shí)換新葉，這樣可減少其細(xì)胞呼吸對(duì)有葉、莖葉蔬菜及時(shí)換新葉，這樣可減少其細(xì)胞呼吸對(duì)有 機(jī)物的消耗。機(jī)物的消耗。 內(nèi)因內(nèi)因色素含量、酶的活性和數(shù)量色素含量、酶的活性和數(shù)量 環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響 1）光照）光照 2）溫度）溫度 3）二氧化碳濃度）二氧化碳濃度 4）水分）水分 5）礦質(zhì)元素）礦質(zhì)元素 6）葉

36、面積指數(shù)）葉面積指數(shù) (1)光照強(qiáng)度光照強(qiáng)度 綠綠色植物每色植物每時(shí)時(shí)每刻每刻都都進(jìn)進(jìn)行行細(xì)細(xì)胞胞呼吸，呼吸，當(dāng)當(dāng)在在光下光下測(cè)測(cè) 定植物光合強(qiáng)度定植物光合強(qiáng)度時(shí)時(shí)，由于植物的，由于植物的細(xì)細(xì)胞呼吸同胞呼吸同時(shí)進(jìn)時(shí)進(jìn) 行，因而行，因而實(shí)際測(cè)實(shí)際測(cè)得的得的數(shù)值應(yīng)為數(shù)值應(yīng)為光合作用光合作用與細(xì)與細(xì)胞呼胞呼 吸之差吸之差( (表表觀觀光合強(qiáng)度光合強(qiáng)度) )。 2.外界因素的影響單因子影響 只呼吸只呼吸 呼吸呼吸光合光合呼吸呼吸=光合光合 呼吸呼吸光合光合 B C呼吸呼吸光合光合 A點(diǎn)：點(diǎn)： B B點(diǎn)：點(diǎn)： C點(diǎn)：點(diǎn)： (1)(1)表示表示凈凈光合量光合量( (表表觀觀光合量光合量) ) 植物植物(

37、(葉片葉片) )“吸收吸收”COCO2 2量或量或?qū)嶒?yàn)實(shí)驗(yàn)容器容器內(nèi)內(nèi)COCO2 2 的的減減少量。少量。 植物植物( (葉片葉片) )“釋釋放放”O(jiān) O2 2量或量或?qū)嶒?yàn)實(shí)驗(yàn)容器容器內(nèi)內(nèi)O O2 2的的 增加量；增加量； 植物植物( (葉片葉片) )“積積累累”葡萄糖量或植物重量葡萄糖量或植物重量 ( (有機(jī)物有機(jī)物) )增加量；增加量； (2)表示總光合量(實(shí)際光合量) 葉綠體“ “固定固定” ”CO2量； 葉綠體“ “產(chǎn)生產(chǎn)生” ”O(jiān)2量； 植物或葉綠體“ “產(chǎn)生或制造產(chǎn)生或制造” ”葡萄糖量。 計(jì)算方法計(jì)算方法：真：真(實(shí)際實(shí)際)光合速率表現(xiàn)光合速率表現(xiàn) 光合速率光合速率(凈光合速率或

38、實(shí)測(cè)光合速率凈光合速率或?qū)崪y(cè)光合速率) 細(xì)胞呼吸速率。細(xì)胞呼吸速率。 即真即真(實(shí)際實(shí)際)光合速率是實(shí)際測(cè)量的光光合速率是實(shí)際測(cè)量的光 合速率與細(xì)胞呼吸速率的代數(shù)和。合速率與細(xì)胞呼吸速率的代數(shù)和。 測(cè)測(cè)定方法定方法 呼吸速率呼吸速率：將將植物置植物置 于于黑暗黑暗中，中，測(cè)測(cè)定定實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)容器中容器中 COCO2 2增加量、增加量、O O2 2減減少量或有少量或有 機(jī)物機(jī)物減減少量。少量。 凈凈光合速率：光合速率：將將植物植物 置于置于光下光下，測(cè)測(cè)定定實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)容器中容器中 O O2 2增加量、增加量、COCO2 2減減少量或有少量或有 機(jī)物增加量。機(jī)物增加量。 應(yīng) 用 ： 陰 生應(yīng) 用 ： 陰

39、 生 植物的光補(bǔ)償點(diǎn)植物的光補(bǔ)償點(diǎn) 和光飽和點(diǎn)比較和光飽和點(diǎn)比較 低，如虛線所示。低，如虛線所示。 間作套種時(shí)農(nóng)作間作套種時(shí)農(nóng)作 物的種類搭配，物的種類搭配， 林帶樹種的配置、林帶樹種的配置、 合理采伐，冬季合理采伐，冬季 溫室栽培避免高溫室栽培避免高 溫等都與光補(bǔ)償溫等都與光補(bǔ)償 點(diǎn)有關(guān)。點(diǎn)有關(guān)。 (2)CO2濃度濃度 曲線分析：圖曲線分析：圖1中中A點(diǎn)表示點(diǎn)表示CO2補(bǔ)償點(diǎn)，補(bǔ)償點(diǎn)，即光即光 合作用速率等于呼吸作用速率時(shí)的合作用速率等于呼吸作用速率時(shí)的CO2濃度濃度，圖，圖2 中中A點(diǎn)表示點(diǎn)表示進(jìn)行光合作用所需進(jìn)行光合作用所需CO2的最低濃度。的最低濃度。B和和 B點(diǎn)都表示點(diǎn)都表示CO2飽

40、和點(diǎn)。飽和點(diǎn)。 應(yīng)用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以通過應(yīng)用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以通過“正其行，通正其行，通 其風(fēng)其風(fēng)”，增施農(nóng)家肥等增大，增施農(nóng)家肥等增大CO2濃度，提高光合作濃度，提高光合作 用速率。用速率。 O a b cd e 光合作用的強(qiáng)度 二氧化碳的濃度 a b： b c： c d： d e： CO2濃度超過一定限度，將引起原生質(zhì)體 中毒或氣孔關(guān)閉，抑制光合作用。 CO2濃度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響 CO2濃度再增加，光合作用強(qiáng)度保持不變； 隨CO2的濃度增加，光合作用強(qiáng)度增強(qiáng)； CO2太低，農(nóng)作物消耗光合作用產(chǎn)物； (3)溫度溫度 曲線分析：溫度是通過影響與光合作用有關(guān)曲線分析：溫度是通過影響與光合作

41、用有關(guān) 的的酶的活性酶的活性而影響光合作用速率的。而影響光合作用速率的。 應(yīng)用：冬天，溫室栽培可適當(dāng)提高溫度；夏應(yīng)用：冬天，溫室栽培可適當(dāng)提高溫度；夏 天，溫室栽培可適當(dāng)降低溫度；增大天，溫室栽培可適當(dāng)降低溫度；增大晝夜溫差晝夜溫差獲得獲得 高產(chǎn)。高產(chǎn)。 (4)礦質(zhì)元素礦質(zhì)元素 曲線的含義：在一定濃度范圍內(nèi)，增大必需礦質(zhì)曲線的含義：在一定濃度范圍內(nèi)，增大必需礦質(zhì) 元素的供應(yīng)，可提高光合作用速率，但當(dāng)超過一定濃度元素的供應(yīng)，可提高光合作用速率，但當(dāng)超過一定濃度 后，會(huì)因土壤溶液濃度過高使植物吸水困難從而導(dǎo)致光后，會(huì)因土壤溶液濃度過高使植物吸水困難從而導(dǎo)致光 合作用速率下降。合作用速率下降。細(xì)胞發(fā)

42、生什么現(xiàn)象？細(xì)胞發(fā)生什么現(xiàn)象？ 應(yīng)用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，根據(jù)植物的需肥規(guī)律，適應(yīng)用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，根據(jù)植物的需肥規(guī)律，適 時(shí)地、適量地增施肥料，可以提高作物的光合作用。時(shí)地、適量地增施肥料，可以提高作物的光合作用。合合 理施肥理施肥 (5)(5)水：氣孔的開啟和關(guān)閉水：氣孔的開啟和關(guān)閉 （6 6）葉面積指數(shù)對(duì)光合作用的影響：葉面積指數(shù)對(duì)光合作用的影響： 栽培農(nóng)作物，還是植樹、養(yǎng)花，種栽培農(nóng)作物，還是植樹、養(yǎng)花，種 植的密度都應(yīng)當(dāng)合理。植的密度都應(yīng)當(dāng)合理。合理密植合理密植 2外界因素的影響多因子因素 (1)曲線分析曲線分析 P點(diǎn)前，限制光合速點(diǎn)前，限制光合速 率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示率的因素應(yīng)為橫坐

43、標(biāo)所表示 的因子，隨其因子的不斷加的因子，隨其因子的不斷加 強(qiáng)，光合速率不斷提高。強(qiáng)，光合速率不斷提高。 P點(diǎn)到點(diǎn)到Q點(diǎn)之間，限制點(diǎn)之間，限制 因子既有橫坐標(biāo)因素，也有因子既有橫坐標(biāo)因素，也有 其他因素。其他因素。 Q點(diǎn)后，橫坐標(biāo)所表點(diǎn)后，橫坐標(biāo)所表 示的因素，不再是影響光合示的因素，不再是影響光合 速率的因子，要想提高光合速率的因子，要想提高光合 速率，可采取適當(dāng)提高圖示速率，可采取適當(dāng)提高圖示 中的其他因子的方法。中的其他因子的方法。 左圖表示植物有關(guān)生理作用與環(huán)境因素的關(guān)系，請(qǐng)回答：左圖表示植物有關(guān)生理作用與環(huán)境因素的關(guān)系，請(qǐng)回答： 1.B點(diǎn)葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生點(diǎn)葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器有

44、的細(xì)胞器有 。 2. AC段限制光合作用的主要因素是段限制光合作用的主要因素是 。 3.ED段段和和對(duì)比，限制光合作用的主要因素是對(duì)比，限制光合作用的主要因素是 。 4.和和對(duì)比，限制光合作用的主要因素是對(duì)比，限制光合作用的主要因素是 。 線粒體、葉綠體線粒體、葉綠體 光照強(qiáng)度光照強(qiáng)度 溫度溫度 CO2濃度濃度 5.D點(diǎn)突然停止光照，細(xì)胞能否產(chǎn)生點(diǎn)突然停止光照，細(xì)胞能否產(chǎn)生ATP和和H ，細(xì)胞，細(xì)胞 質(zhì)基質(zhì)內(nèi)質(zhì)基質(zhì)內(nèi)ATP含量含量 （下降、上升、基本不變）。（下降、上升、基本不變）。 能能 基本不變基本不變 3. 光合作用的日變化： (2)(2)應(yīng)應(yīng)用用 溫溫室栽培室栽培時(shí)時(shí)，在，在一定光照強(qiáng)

45、度一定光照強(qiáng)度下，下，白天白天適適當(dāng)當(dāng) 提高提高溫溫度度，增加光合酶的活性，提高光合速率，增加光合酶的活性，提高光合速率， 也可同也可同時(shí)時(shí)適適當(dāng)當(dāng)充加充加COCO2 2，進(jìn)進(jìn)一步提高光合速率。一步提高光合速率。 當(dāng)當(dāng)溫溫度適宜度適宜時(shí)時(shí)，可適，可適當(dāng)當(dāng)增加光照強(qiáng)度和增加光照強(qiáng)度和COCO2 2濃濃度度 以提高光合速率。以提高光合速率?？偪傊筛鶕?jù)具體情之，可根據(jù)具體情況況，通，通過過 增加增加光照強(qiáng)度、光照強(qiáng)度、調(diào)節(jié)溫調(diào)節(jié)溫度或增加度或增加COCO2 2濃濃度度來來充分充分 提高光合速率，以提高光合速率，以達(dá)達(dá)到增到增產(chǎn)產(chǎn)的目的。的目的。 光合作用原理的應(yīng)用光合作用原理的應(yīng)用 （1 1）影

46、響光合作用的因素）影響光合作用的因素 光照、光照、COCO2 2、溫度、水、礦質(zhì)元素等、溫度、水、礦質(zhì)元素等 （2 2）提高農(nóng)作物光合作用強(qiáng)度的措施）提高農(nóng)作物光合作用強(qiáng)度的措施 1 1、適當(dāng)提高光照強(qiáng)度、延長(zhǎng)光照時(shí)間適當(dāng)提高光照強(qiáng)度、延長(zhǎng)光照時(shí)間 補(bǔ)藍(lán)紫光或紅光、多季種植補(bǔ)藍(lán)紫光或紅光、多季種植 3 3、適當(dāng)提高、適當(dāng)提高COCO2 2濃度：濃度： 正其行、通其風(fēng)、合理施肥正其行、通其風(fēng)、合理施肥 4 4、適當(dāng)提高溫度適當(dāng)提高溫度: :維持適當(dāng)?shù)臅円箿夭罹S持適當(dāng)?shù)臅円箿夭?5 5、適當(dāng)增加植物體內(nèi)的含水量：、適當(dāng)增加植物體內(nèi)的含水量：合理灌溉合理灌溉 6 6、適當(dāng)增加礦質(zhì)元素的含量：適當(dāng)增加

47、礦質(zhì)元素的含量：合理施肥合理施肥 2 2、增加光合作用面積增加光合作用面積合理密植合理密植 （1 1）影響光合作用的因素有哪些？）影響光合作用的因素有哪些？ 光照、光照、COCO2 2、溫度、水、礦質(zhì)元素等、溫度、水、礦質(zhì)元素等 （2 2）如何定量表示光合作用的強(qiáng)度？）如何定量表示光合作用的強(qiáng)度？ 探究：環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響探究：環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響 1 1、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)原理 光合作用的強(qiáng)度可通過測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)光合作用的強(qiáng)度可通過測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)原料的原料的 消耗或產(chǎn)物生成消耗或產(chǎn)物生成的數(shù)量來定量的表示。的數(shù)量來定量的表示。 內(nèi)因：內(nèi)因： 酶、色素等酶、色素等 外因：外因：

48、同種生長(zhǎng)旺盛的綠葉同種生長(zhǎng)旺盛的綠葉小圓形葉片小圓形葉片30片（打孔片（打孔 器）器） 讓葉片內(nèi)部氣體逸出（抽出）讓葉片內(nèi)部氣體逸出（抽出） 放入黑放入黑 暗處盛有清水的燒杯中待用暗處盛有清水的燒杯中待用 備用的沉水底葉備用的沉水底葉 片片放入放入3 3只富含只富含COCO2 2的清水的燒杯中的清水的燒杯中進(jìn)行強(qiáng)、進(jìn)行強(qiáng)、 中、弱光的照射（調(diào)節(jié)臺(tái)燈與裝置間距）中、弱光的照射（調(diào)節(jié)臺(tái)燈與裝置間距） 同一同一 時(shí)間內(nèi)葉片浮起的數(shù)量時(shí)間內(nèi)葉片浮起的數(shù)量 燒杯燒杯 小圓形小圓形 葉片葉片 加富含加富含 CO2 的清水的清水 光照光照 強(qiáng)度強(qiáng)度 葉片浮葉片浮 起數(shù)起數(shù) 原理原理 甲甲10片片20 mL強(qiáng)

49、強(qiáng)多多 葉片光合葉片光合 作用產(chǎn)生作用產(chǎn)生 的氧氣使的氧氣使 葉片浮起葉片浮起 乙乙10片片20 mL中中較多較多 丙丙10片片20 mL弱弱少少 探究光照強(qiáng)弱對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響 對(duì)照對(duì)照 用用3盞盞40 W臺(tái)燈分別向臺(tái)燈分別向A、B、 C 3個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行強(qiáng)、個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行強(qiáng)、 中、弱三種光照（中、弱三種光照（為降低為降低 不同光照產(chǎn)生的熱量對(duì)實(shí)不同光照產(chǎn)生的熱量對(duì)實(shí) 驗(yàn)的干擾，可在臺(tái)燈與實(shí)驗(yàn)的干擾，可在臺(tái)燈與實(shí) 驗(yàn)裝置之間放置一盛水玻驗(yàn)裝置之間放置一盛水玻 璃柱）。璃柱）。 光照強(qiáng)弱光照強(qiáng)弱 （自變量）（自變量） 可通過調(diào)可通過調(diào) 節(jié)節(jié)臺(tái)燈功臺(tái)燈功 率或與實(shí)率或與實(shí) 驗(yàn)裝置間驗(yàn)裝置間 的

50、距離的距離來來 決定。決定。 測(cè)定植物的呼吸作用強(qiáng)度：測(cè)定植物的呼吸作用強(qiáng)度： 裝置的燒杯中放入適宜濃度裝置的燒杯中放入適宜濃度 的的NaOH溶液；將玻璃鐘罩溶液；將玻璃鐘罩 遮光處理，放在適宜溫度的遮光處理，放在適宜溫度的 環(huán)境中；環(huán)境中；1小時(shí)后記錄紅墨水小時(shí)后記錄紅墨水 滴移動(dòng)的方向和刻度，得滴移動(dòng)的方向和刻度，得X值。值。 測(cè)定植物的凈光合作用強(qiáng)測(cè)定植物的凈光合作用強(qiáng) 度：裝置的燒杯中放入度：裝置的燒杯中放入 NaHCO3緩沖溶液；將裝置緩沖溶液；將裝置 放在光照充足、溫度適宜的放在光照充足、溫度適宜的 環(huán)境中；環(huán)境中；1小時(shí)后記錄紅墨水小時(shí)后記錄紅墨水 滴移動(dòng)的方向和刻度，得滴移動(dòng)的

51、方向和刻度，得Y值。值。 氣體體積變化法氣體體積變化法-測(cè)光合作用測(cè)光合作用O2產(chǎn)生產(chǎn)生(或或CO2消耗消耗)的體積的體積 原理：將對(duì)稱葉片的一部分原理：將對(duì)稱葉片的一部分(A)遮光，遮光， 另一部分另一部分(B)不做處理，并采用適當(dāng)?shù)牟蛔鎏幚?，并采用適當(dāng)?shù)?方法阻止兩部分的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)移。在方法阻止兩部分的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)移。在 適宜光照下照射適宜光照下照射a小時(shí)后，在小時(shí)后，在A、B的的 對(duì)應(yīng)部位截取同等面積的葉片，烘干稱對(duì)應(yīng)部位截取同等面積的葉片，烘干稱 重，分別記為重，分別記為MA、MB，獲得相應(yīng)數(shù)，獲得相應(yīng)數(shù) 據(jù)，則可計(jì)算出該葉片的光合作用強(qiáng)度，據(jù)，則可計(jì)算出該葉片的光合作用強(qiáng)度， 其單

52、位是其單位是mg/(dm2h)。 問題：?jiǎn)栴}：可用什么方法阻止兩部分葉片可用什么方法阻止兩部分葉片 的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)移？的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)移？ a小時(shí)內(nèi)上述小時(shí)內(nèi)上述B部位截取的葉片光合部位截取的葉片光合 作用合成有機(jī)物的總量（作用合成有機(jī)物的總量（M）為）為_。 灼燒葉脈灼燒葉脈 M=MB-MA 某同學(xué)欲測(cè)定植物葉片葉綠體的光合作用速率，做了如圖所示某同學(xué)欲測(cè)定植物葉片葉綠體的光合作用速率，做了如圖所示 實(shí)驗(yàn)。在葉柄基部作環(huán)剝處理實(shí)驗(yàn)。在葉柄基部作環(huán)剝處理(僅限制葉片有機(jī)物的輸入和輸僅限制葉片有機(jī)物的輸入和輸 出出)，于不同時(shí)間分別在同一葉片上陸續(xù)取下面積為，于不同時(shí)間分別在同一葉片上陸續(xù)取下面積

53、為1cm2的葉的葉 圓片烘干后稱其重量，測(cè)得葉片的葉綠體真正光合作用速率圓片烘干后稱其重量，測(cè)得葉片的葉綠體真正光合作用速率 =(3y一一2zx)6 gcm-2h-1(不考慮取葉圓片后對(duì)葉生理不考慮取葉圓片后對(duì)葉生理 活動(dòng)的影響和溫度微小變化對(duì)葉生理活動(dòng)的影響活動(dòng)的影響和溫度微小變化對(duì)葉生理活動(dòng)的影響)。則。則M處的實(shí)處的實(shí) 驗(yàn)條件是驗(yàn)條件是( ) A下午下午4時(shí)后將整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置遮光時(shí)后將整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置遮光3小時(shí)小時(shí) B下午下午4時(shí)后將整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置遮光時(shí)后將整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置遮光6小時(shí)小時(shí) C下午下午4時(shí)后在陽光下照射時(shí)后在陽光下照射1小時(shí)小時(shí) D晚上晚上8時(shí)后在無光下放置時(shí)后在無光下放置3小時(shí)小時(shí)

54、測(cè)溶氧量的變化測(cè)溶氧量的變化-黑白瓶法黑白瓶法 例：某研究小組從當(dāng)?shù)匾缓吹哪骋簧疃热〉靡煌八畼?，分裝于六例：某研究小組從當(dāng)?shù)匾缓吹哪骋簧疃热〉靡煌八畼樱盅b于六 對(duì)黑白瓶中，剩余的水樣測(cè)得原初溶解氧的含量為對(duì)黑白瓶中，剩余的水樣測(cè)得原初溶解氧的含量為10mg/L，白瓶為，白瓶為 透明玻璃瓶，黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶。將它們分別置于六種不同透明玻璃瓶，黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶。將它們分別置于六種不同 的光照條件下，分別在起始和的光照條件下，分別在起始和24小時(shí)后以溫克碘量法測(cè)定各組培養(yǎng)小時(shí)后以溫克碘量法測(cè)定各組培養(yǎng) 瓶中的氧含量，記錄數(shù)據(jù)如下：瓶中的氧含量，記錄數(shù)據(jù)如下： （1）黑瓶中溶解氧的含

55、量降低為）黑瓶中溶解氧的含量降低為3mg/L的原因是的原因是 ； 該瓶中所有生物細(xì)胞呼吸消耗的該瓶中所有生物細(xì)胞呼吸消耗的O2量為量為 mg/L24h。 光照強(qiáng)度（光照強(qiáng)度（klx）0（黑暗）（黑暗）abcde 白瓶溶氧量白瓶溶氧量(mg/L)31016243030 黑瓶溶氧量黑瓶溶氧量(mg/L)333333 （2）當(dāng)光照強(qiáng)度為）當(dāng)光照強(qiáng)度為c時(shí)，白瓶中植物光合作用產(chǎn)生的氧氣量為時(shí)，白瓶中植物光合作用產(chǎn)生的氧氣量為 mg/L24h。 （3）光照強(qiáng)度至少為）光照強(qiáng)度至少為 填字母）時(shí)，該水層產(chǎn)氧量才能維持填字母）時(shí)，該水層產(chǎn)氧量才能維持 生物正常生活耗氧量所需。生物正常生活耗氧量所需。 a 生

56、物呼吸作用消耗氧氣生物呼吸作用消耗氧氣 7 21 在光照等適宜條件下，將培在光照等適宜條件下，將培 養(yǎng)在養(yǎng)在COCO2 2濃度為濃度為1%1%環(huán)境中的某環(huán)境中的某 植物迅速轉(zhuǎn)移到植物迅速轉(zhuǎn)移到COCO2 2濃度為濃度為 0.003%0.003%的環(huán)境中，其葉片暗的環(huán)境中，其葉片暗 反應(yīng)中反應(yīng)中C C3 3和和C C5 5化合物微摩爾化合物微摩爾 濃度的變化趨勢(shì)如下圖。濃度的變化趨勢(shì)如下圖。 回答問題：回答問題： 圖中物質(zhì)圖中物質(zhì)A A是是 _（C3C3化合物、化合物、C5C5化合物）化合物） 在在CO2CO2濃度為濃度為1%1%的環(huán)境中，物質(zhì)的環(huán)境中，物質(zhì)B B的濃度比的濃度比A A的低，原因

57、是的低，原因是 _；將；將CO2CO2濃度從濃度從1%1%迅速降低到迅速降低到 0.003%0.003%后，物質(zhì)后，物質(zhì)B B濃度升高的原因是濃度升高的原因是_。 若使該植物繼續(xù)處于若使該植物繼續(xù)處于CO2CO2濃度為濃度為0.003%0.003%的環(huán)境中，暗反應(yīng)中的環(huán)境中，暗反應(yīng)中C3C3和和 C5C5化合物濃度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，物質(zhì)化合物濃度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，物質(zhì)A A的濃度將比的濃度將比B B的的_ （低、高）。（低、高）。 CO2CO2濃度為濃度為0.003%0.003%時(shí)，該植物光合速率最大時(shí)所需要的光照強(qiáng)度時(shí)，該植物光合速率最大時(shí)所需要的光照強(qiáng)度 比比CO2CO2濃度為濃度為1%1%時(shí)的時(shí)的_（高、低），其原因（高、低），其原因_。 參考答案：（參考答案：（1 1）C3C3化合物化合物 （2 2）暗反應(yīng)速率在該環(huán)境中達(dá)到）暗反應(yīng)速率在該環(huán)境中達(dá)到 穩(wěn)定，即穩(wěn)定，即C3C3和和C5C5化合物含量穩(wěn)定。根據(jù)暗反應(yīng)的特點(diǎn)，此時(shí)化合物含量穩(wěn)定。根據(jù)暗反應(yīng)的特點(diǎn)，此時(shí) C3C3化合物的分子數(shù)是化合物的分子數(shù)是C5C5化合物的化合物的2 2倍倍 當(dāng)當(dāng)CO2CO2的濃度突然降低的濃度突然降低 時(shí)，時(shí)，C5C5化合物的合成速率不變，消耗速率卻減慢，導(dǎo)致化合物的合成速率不變，消耗速率卻減慢，導(dǎo)致C5C5化化 合物積累（合物積累（3 3）高）高 （4 4）低）低