能量之源-光與光合作用(課時)

第5章細胞的能量供應和利用第4節(jié)能量之源—光與光合作用第2課時：光合作用的原理與應用一棵小樹苗一棵大樹提出問題：植物生長所需要的營養(yǎng)物質從哪里來？植物生長在土壤中，植物體是由“土壤汁”構成的。2000多年前亞里士多德假設：植物生長所需營養(yǎng)源于土壤作出假設:1629年，比利時海爾蒙特的實驗：5年內只澆純凈雨水柳樹增重7447g土壤減少006g結論：植物生長所需營養(yǎng)主要源于水一、光合作用探索歷程1771年，普利斯特利的實驗：結論：植物可以更新空氣500多次植物更新空氣的實驗，又有何新發(fā)現(xiàn)？甲乙結論：植物體只有在光下、植物有綠葉才能更新污濁的空氣。61779年，英格豪斯重復實驗1845年，德國科學家梅耶：根據(jù)能量轉化與守恒定律明確指出，植物在進行光合作用時，把光能轉化成化學能儲存起來1785年，明確：綠葉在光下吸收的是二氧化碳，放出的氣體是氧氣；植物吸收的光能哪里去了？這個化學能儲存在哪里？以什么形式存在？結論：光合作用還產(chǎn)生淀粉暗處理半曝光碘蒸汽處理1．為什么對天竺葵先進行暗處理（饑餓處理）？2.這個實驗是否設置了對照？1864年，薩克斯實驗：1864年，薩克斯實驗：結論：綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉1880年恩格爾曼光合作用的場所在哪里？實驗材料：水綿（絲狀綠藻）好氧菌水綿結構黑暗、無空氣、好氧菌極細光束照射完全曝光好氧菌只集中在葉綠體被光束照射到的地方好氧菌集中在葉綠體所有受光部位光束完全曝光極細光束照射結論：葉綠體是光合作用的場所;氧氣是葉綠體釋放出來的;光合作用需要光能。嘗試描述光合作用的概念并構建出光合作用的反應式模型。場所條件反應物生成物知識生成光合作用過程反應式原料條件產(chǎn)物CO2H2O（CH2O）O2光能葉綠體光合作用：是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。場所請小組討論完成探究實驗光合作用產(chǎn)生的O2光合作用產(chǎn)生的O2來源于H2O探究光合作用中O2的來源？用18O2分別標記H2O和CO2，然后第一組向植物提供H218O和CO2；第二組向植物提供H2O和18CO2，檢測兩組氧氣的放射性18O標記的物質不同O2中是否含有放射性溫度、光照、植物的生長狀態(tài)等自變量：因變量：無關變量：探究課題：設計實驗：提出問題：作出假設：CO2H218O?C18O2H2O?預測1：第一組為O2，第二組為18O2，來自H2O；預測2：第一組為18O2，第二組為O2，來自CO2；預測3：兩組既有18O2、也有O2，來自兩者。第一組第二組同位素標記法1941年，美國科學家魯賓和卡門實驗結論:光合作用釋放的氧氣全部來自水他用14C標記的CO2追蹤了光合作用過程中碳元素的行蹤，從而進一步揭示了光合作用中復雜的化學反應。卡爾文循環(huán)1946年美國科學家卡爾文等人的實驗14CO2

14C3(14CH2O)光合作用的探究歷程2000多年前，亞里士多德1648年，海爾蒙特1771年，普利斯特利1779年，英格豪斯1782年，謝尼伯1845年，梅耶1864年，薩克斯1880年，恩格爾曼1939年，魯賓、卡門20世紀40年代，卡爾文現(xiàn)在，大量科學家在研究。。。。。。供選用的試劑：NaOH溶液、清水、酒精、碘液在設計過程中一定要注意實驗設計中應遵循的原則及有關注意事項。供選用的材料與器材數(shù)量不限。設計實驗證明CO2是光合作用的原料你來設計：

暗處理48小時實驗組對照組NaOH溶液清水清水實驗組對照組碘液碘液酒精2光合作用的意義光合作用與我們有關嗎吸入光合作用釋放的氧所吃食物直接或間接來自光合作用制造的有機物①把無機物合成有機物------制造有機物的“綠色工廠”②將光能轉換成化學能，貯存在有機物中-------巨型能量轉換站③維持了大氣成分的基本穩(wěn)定------空氣凈化器H2O類囊體膜酶Pi

＋ADPATP光反應階段光、色素、酶葉綠體內的類囊體薄膜上水的光解：H2O[H]+O2光能（還原劑）ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能）ATP酶光能轉變?yōu)榛钴S的化學能貯存在ATP中[H]場所：條件：物質變化能量變化進入葉綠體基質，參與暗反應供暗反應使用CO2五碳化合物

C5

CO2的固定三碳化合物2C3C3的還原葉綠體基質多種酶H2O類囊體膜酶Pi

＋ADPATP[H]糖類卡爾文循環(huán)暗反應階段CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的還原：ATP[H]、ADP+Pi葉綠體的基質中

ATP中活躍的化學能轉變?yōu)樘穷惖?/p>

有機物中穩(wěn)定的化學能2C3(CH2O)酶糖類、ATP、酶場所：條件：物質變化能量變化CO2五碳化合物

C5

CO2的固定三碳化合物2C3葉綠體基質多種酶糖類ATP色素分子可見光C52C3ADPPiATP2H2OO24多種酶酶CH2OCO2吸收光解能固定還原酶光反應暗反應光合作用的第一階段，必須有光才能進行光合作用的第二階段，有沒有光都可以進行二、光合作用的過程條件：光、色素、酶場所：反應水的光解：ATP的合成：類囊體薄膜上H2O[H]+O2光葉綠體中的色素ADP＋Pi＋光能ATP酶光能1光反應階段能量轉變：ATP中活躍的化學能產(chǎn)物：、O2、ATP光合作用第一個階段中的化學反應，必須有光才能進行概念：條件：不需光，需多種酶場所：葉綠體基質中過程CO2的固定：CO2＋C52C3酶三碳化合物的還原：ATP中活躍的化學能ATPADP+PiC3+[H](CH2O)+C5酶能量轉變：有機物中穩(wěn)定的化學能產(chǎn)物：（CH2O）、ADP、Pi2暗反應階段概念：光合作用的第二個階段中的化學反應，有光無光都可以進行光反應與暗反應的比較項目光反應階段暗反應階段場所條件物質變化能量變化聯(lián)系類囊體薄膜上葉綠體基質中需光、色素和酶需多種酶2H2O光4[H]+O2CO2的固定:CO2+C5

2C3光ADP+PiATP酶光反應為暗反應提供了和ATP;暗反應為光反應補充了ADP和Pi。兩者相互獨立又同時進行,相互制約又密切聯(lián)系C3的還原:2C3

(CH2O)[H],ATP酶光能ATP中活躍的化學能有機物中穩(wěn)定的化學能1、光反應階段和暗反應階段的比較光反應階段暗反應階段進行部位條件物質變化能量變化聯(lián)系類囊體的薄膜葉綠體基質中光、色素和酶ATP、、多種酶光能轉換成活躍的化學能（儲存在ATP和中）活躍的化學能變成穩(wěn)定的化學能（糖類）光反應為暗反應提供暗反應產(chǎn)生的為光反應合成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的還原2C3→→（CH2O）酶酶ATP和ATPADP和Pi請分析光下的植物突然停止光照后，其體內的C5化合物和C3化合物的含量如何變化？停止光照光反應停止請分析光下的植物突然停止CO2的供應后，其體內的C5化合物和C3化合物的含量如何變化？↓ATP↓還原受阻C3↑C5↓CO2↓固定停止C3↓C5↑1、植物自身因素2、外界環(huán)境因素（1）光照（2）溫度（3）二氧化碳濃度（4）水分（5）無機鹽影響光反應影響酶活性影響暗反應三、影響光合作用的因素利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物。硝化細菌四、化能合成作用根據(jù)獲取有機物的方式不同，可以將生物分為：自養(yǎng)生物異養(yǎng)生物光能自養(yǎng)生物化能自養(yǎng)生物（綠色植物）（硝化細菌等）（生產(chǎn)者）A2B2A1B1怎樣提高植物的光合作用輪作合理密植不同植物對溫度的反應不同,一般最適溫度在25℃適時播種怎樣提高植物的光合作用大棚或溫室中,白天可以適當提高溫度怎樣提高植物的光合作用對于農田里的農作物,確保良好的通風對于大棚或溫室中的農作物,增施農家肥料或使用二氧化碳發(fā)生器或釋放干冰葉片缺水影響葉綠素的生物合成,促進已形成的葉綠素分解,造成葉片發(fā)黃水還是光合作用的原料之一另外水還能影響氣孔的開閉,進而影響二氧化碳的吸收生產(chǎn)上注意及時、合理灌溉怎樣提高植物的光合作用氮是催化光合作用過程中各種酶以及NADP和ATP的重要組成成分;磷是NADP和ATP的重要組成成分;綠色植物通過光合作用合成糖類,以及糖類運輸?shù)綁K根、塊莖和種子等器官中都需要鉀怎樣提高植物的光合作用生產(chǎn)上注意合理施肥1正常生長的綠藻，照光培養(yǎng)一段時間后，用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，此后綠藻細胞的葉綠體內不可能發(fā)生的現(xiàn)象是A．O2的產(chǎn)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為證實葉綠體有放氧功能，可利用含有水綿與好氧細菌的臨時裝片進行實驗，裝片需要給予一定的條件，這些條件是（）A光照，有空氣，臨時裝片中無碳酸氫鈉稀溶液