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1、细胞的能量供胞的能量供应和利用和利用第第4节能量之源能量之源光与光合作用光与光合作用第1课时 光合作用探究历程及色素提取和分离实验众众所所周周知知，一一颗颗种种子子播播种种在在土土壤壤中中，在在适适宜宜的的条条件件下下便便可可萌萌发发生生长长。有有的的可可长长成成高高达达数数十十米米的的参参天天大大树树；有有的的在在其其最最适适合合生生长长的的季季节节里里具具有有惊惊人人的的生生长长速速度度。如如玉玉米米在在拔拔节节期期每每天天大大约约可可长长高高8厘厘米，而大牡竹曾有一天增高米，而大牡竹曾有一天增高41厘米的记录。厘米的记录。植物生长所需的营养物质是从哪里来的？植物生长所需的营养物质是从哪里
2、来的？一、光合作用的探究历程一、光合作用的探究历程光合作用的探究历程光合作用的探究历程1771年年 普利斯特利实验普利斯特利实验1779年年 英格豪斯实验英格豪斯实验1843年年 梅梅 耶耶 实实 验验1864年年 萨萨 克克 斯斯 实实 验验1939年鲁宾与卡门实验年鲁宾与卡门实验1980年年 恩格尔曼实验恩格尔曼实验1648年年 海尔蒙特实验海尔蒙特实验公元前公元前3世纪亚里士多德世纪亚里士多德 公元前3世纪，古希腊亚里士多德提出，植物生长所需的物质全部来自于土壤。17世纪早期，比利时科学家 海尔蒙特第一次试图用定量的方法研究植物的养料来源。2/10图图A A图图B B图图D D实验实验1
3、 1 海尔蒙特柳树实验（海尔蒙特柳树实验（16481648年）年）实验前实验前实验后实验后变化变化土壤干重土壤干重90.800kg90.743kg-0.057kg柳柳 树树2.25kg76.70kg+74.75kg图图C C结论：结论：植物生长所需的养料主要来自于水，植物生长所需的养料主要来自于水，而不是土壤。而不是土壤。3/10结论：植物可以更新空气结论：植物可以更新空气有人重复了普利斯特利的实验，却得到相反的有人重复了普利斯特利的实验，却得到相反的结果，为什么？结果，为什么？实验实验2 2 普利斯特利（普利斯特利（17711771年）年）4/10缺少空白对照，实验结果说服力不强。缺少空白对
4、照，实验结果说服力不强。实验3 荷兰的英格豪斯（1779）通过通过500多次实验，得出结多次实验，得出结论：普利斯特利的实验只有在论：普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功，植物体阳光照射下才能成功，植物体只有绿叶才能更新空气。只有绿叶才能更新空气。到到1785年，发现了空气的组年，发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出成，人们才明确绿叶在光下放出的是的是O2，吸收的是，吸收的是CO2。光光能能化化学学能能储存在什储存在什么物质中么物质中？18451845年，梅耶（德国）年，梅耶（德国）5/10CO2 H2O O2光能光能绿色绿色叶片叶片黑暗黑暗处理处理遮光遮光曝光曝光碘碘蒸蒸气气不变蓝
5、不变蓝变蓝变蓝结论：绿色叶片的光合作用产生了淀粉。结论：绿色叶片的光合作用产生了淀粉。一半遮光一半遮光一半曝光一半曝光实验4 （德）萨克斯实验（1864年）6/10CO2H2O （CH2O）O2光能光能1、消耗掉叶片中的营养物质，避免对实、消耗掉叶片中的营养物质，避免对实验结果的影响验结果的影响 2 2、进行自身对照、进行自身对照 （自变量是光照，因变（自变量是光照，因变量是叶片颜色的变化）量是叶片颜色的变化）1、为什么对叶片先进行暗处理（饥饿处理）？2、为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢？7/10本实验除了证明光合作用的产物是淀粉的同时，还证本实验除了证明光合作用的产物是淀粉的同时，还证明
6、了光照是光合作用的必要条件。明了光照是光合作用的必要条件。光合作用在光合作用在哪里哪里进行呢？进行呢？实验4 （德）萨克斯实验（1864年）(2)实验结论实验结论叶绿体是进行光合作用的场所。叶绿体是进行光合作用的场所。O2是由叶绿体释放的。是由叶绿体释放的。实验5 恩格尔曼的实验相互对照还是自身对照？相互对照还是自身对照？自变量是？因变量是？自变量是？因变量是？自身对照，自变量为光照的有无自身对照，自变量为光照的有无(照光处与不照照光处与不照光处；黑暗与完全曝光光处；黑暗与完全曝光)，因变量为好氧菌的分，因变量为好氧菌的分布。布。选材好。选材好。水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；水绵的叶绿体
7、呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可确定释放氧气多的部位。用好氧细菌可确定释放氧气多的部位。设计妙。设计妙。没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰；没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰；用极细的光束照射，叶绿体上可分为有光照和无用极细的光束照射，叶绿体上可分为有光照和无光照的部位，相当于一组对照实验。光照的部位，相当于一组对照实验。恩格尔曼实验的巧妙之处恩格尔曼实验的巧妙之处 绿色植物通过叶绿体，利用光能，把绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和和H2O转化成储存能量的有机物，并转化成储存能量的有机物，并释放出释放出O2的过程。的过程。CO2H2O （CH2O）O2光能光能叶绿体叶绿体糖类
8、糖类8/101897年，人们首次把绿色植物的上述生理活动称为光年，人们首次把绿色植物的上述生理活动称为光合作用。这样，柳苗的生长之迷也终于被揭开了。合作用。这样，柳苗的生长之迷也终于被揭开了。提出问题：探究光合作用释放的氧气到底来自二氧提出问题：探究光合作用释放的氧气到底来自二氧化碳还是水？化碳还是水？五五 美国的科学家鲁宾和卡门实验（美国的科学家鲁宾和卡门实验（19391939年）年）1、需要标记什么元素？、需要标记什么元素？2、怎样设计对比实验？、怎样设计对比实验？C18O2、H218OC18O2+H2OCO2+H218OCO2H218O?C18O2H2O?预测预测1：第一组为：第一组为O
9、2，第二组为，第二组为18O2，来自，来自H2O；预测预测2：第一组为：第一组为18O2，第二组为，第二组为O2，来自，来自CO2；预测预测3：两组既有：两组既有18O2、也有、也有O2，来自两者。，来自两者。第一组第一组第二组第二组五五 美国的科学家鲁宾和卡门实验（美国的科学家鲁宾和卡门实验（19391939年）年）CO2H218O18O2C18O2H2OO2结论：光合作用释放的氧气来自水结论：光合作用释放的氧气来自水 第一组第一组第二组第二组CO2H2O （CH2O）O2光能光能叶绿体叶绿体相互对照还是自身对照？相互对照还是自身对照？自变量是？因变量是？自变量是？因变量是？五五 美国的科学
10、家鲁宾和卡门实验（美国的科学家鲁宾和卡门实验（19391939年）年）相互对照，自变量为标记物质相互对照，自变量为标记物质(H2O与与C18O2)，因变量为因变量为O2的放射性。的放射性。卡尔文及其同事用来研究光合藻类卡尔文及其同事用来研究光合藻类CO2固定的仪器装置固定的仪器装置 他用他用14C标记的标记的CO2追踪了光合作用过追踪了光合作用过程中碳元素的行踪，程中碳元素的行踪，从而进一步揭示了从而进一步揭示了光合作用中复杂的光合作用中复杂的化学反应。化学反应。六、（美）卡尔文实验（六、（美）卡尔文实验（19481948年）年）同位素标记法同位素标记法 放射性同位素可用于追踪物放射性同位素可
11、用于追踪物质的运行和变化规律。用放射质的运行和变化规律。用放射性同位素标记的化合物，化学性同位素标记的化合物，化学性质不会改变。科学家通过追性质不会改变。科学家通过追踪放射性同位素标记的化合物，踪放射性同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。可以弄清化学反应的详细过程。这种方法叫做同位素标记法。这种方法叫做同位素标记法。光合作用发现过程光合作用发现过程发发现现内内容容发现年代发现年代公元前公元前3世纪世纪植物生长植物生长所需物质所需物质来自土壤来自土壤（古希腊：（古希腊：亚里士多亚里士多德）德）植物生长需要的物质是水H2O（比利时：海尔蒙特）1648年年植物可以植物可以更新空气更新空气
12、（英国：（英国：普里斯特普里斯特利利1771年年植物更新植物更新空气需要空气需要光照（荷光照（荷兰兰:英格豪斯）英格豪斯）1773年年绿色植物绿色植物通过光合通过光合作用吸收作用吸收CO2释放释放O2（瑞（瑞士：塞尼士：塞尼比尔）比尔）1782年年绿色植物绿色植物通过光合通过光合作用制造作用制造了淀粉了淀粉（德国：（德国：萨克斯）萨克斯）1864年年叶绿体是叶绿体是光合作用光合作用的场所的场所（美国：（美国：恩格尔曼）恩格尔曼）1880年年光合作用光合作用释放的释放的O2全部来自全部来自H2O（美（美国：鲁宾国：鲁宾和卡门）和卡门）1939年年光合作用的发现史光合作用的发现史光合作用的概念光合
13、作用的概念绿绿色色植植物物通通过过叶叶绿绿体体，利利用用可可见见光光中中的的光光能能，把把二二氧氧化化碳碳和和水水合合成成为为储储存存能能量量的的有有机机物物（通通常常指指糖糖类类中中葡葡萄萄糖糖）并并且且释释放放出出氧氧气气的过程。的过程。将一株植物培养在H218O中并进行光照，过一段时间后18O存在于 A光合作用生成的水中 B仅在周围的水蒸气中 C仅在植物释放的氧气中 D植物释放的氧气和周围的水蒸气中DD 历经一个半世纪,经过许多科学家的实验,才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产物,在下面几个著名实验中,相关叙述正确的是()。A.普里斯特利指出了植物更新空气且光在这个过程中起关键作用B
14、.萨克斯的实验中,叶片在暗处放置几小时的目的是消耗掉叶片中的营养物质C.恩格尔曼的实验中,定量分析了水绵光合作用生成的氧气量D.鲁宾和卡门的实验中,用18O标记CO2,证明了光合作用产生的氧气来自于H2O而不是CO2B 普里斯特利指出了植物更新空气,并不知道光在这个过程中起关键作用;恩格尔曼的实验能够证明氧气由叶绿体释放出来,并不能定量分析光合作用生成的氧气量;鲁宾和卡门的实验中,用18O分别标记H2O和CO2,证明了光合作用产生的氧气来自于H2O而不是CO2,用18O标记CO2属于对照组。解析解析 二、捕获光能的色素二、捕获光能的色素 提取和分离提取和分离因为有捕获光能的色素因为有捕获光能的
15、色素为什么植物能利用光能为什么植物能利用光能?绿叶中会有哪些种类的色素呢？绿叶中会有哪些种类的色素呢？它们分别是什么颜色的？它们分别是什么颜色的？各种色素在绿叶的含量相同吗？各种色素在绿叶的含量相同吗？提取：绿叶中的色素溶于提取：绿叶中的色素溶于_而不溶于水，而不溶于水，可用可用_提取色素。提取色素。分离：各种色素在分离：各种色素在_中溶解度不同，中溶解度不同，_随随 _ _在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各 种色素相互分离。种色素相互分离。有机溶剂有机溶剂无水乙醇无水乙醇层析液层析液溶解度高的溶解度高的层析液层析液绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和
16、分离操作步骤：操作步骤：提取色素提取色素制备滤纸条制备滤纸条画滤液细线画滤液细线分离色素分离色素观察与记录观察与记录1.请完成下表中的实验流程。绿叶中色素的提取和分离步骤方法原因提提取取绿绿叶叶中中的的色素色素(1)加入二氧化硅:_(2)加入碳酸钙:_(3)加入乙醇:_ 将研磨液迅速倒入基部垫有单层尼龙布的玻璃漏斗中进行过滤。将滤液收集到试管中,并用棉塞塞紧试管口(1)单层尼龙布:_(2)试管口塞紧:_ 充分研磨保护色素溶解、提取色素过滤叶脉及二氧化硅等防止乙醇挥发续表绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离步骤步骤方法方法原因原因制制 备备滤滤 纸纸条条(1)(1)干燥滤纸干燥滤纸:_;
17、:_;(2)(2)剪去两角剪去两角:_。画画 滤滤液液 细细线线用用毛毛细细吸吸管管吸吸取取少少量量滤滤液液,沿沿铅铅笔笔细细线线画画出出一一条条细细而而直直的的滤滤液液细细线线,吹干后再重复画吹干后再重复画1212次次(1)(1)画得细而直画得细而直:_:_ (2)(2)画画2323次次:_:_ 分分 离离绿绿 叶叶中中 的的色素色素(1)(1)层析液用于层析液用于_ _(2)(2)层层 析析 液液 不不 能能 没没 及及 滤滤 液液 细细 线线,以以 防防 止止_ _。(3)(3)覆盖烧杯是为了覆盖烧杯是为了_ 透性好、吸收滤液多透性好、吸收滤液多使层析液同步到达滤液细线使层析液同步到达滤
18、液细线为防止色素带重叠而影响分离效果为防止色素带重叠而影响分离效果是为积累更多的色素是为积累更多的色素,使分离后的色素带明显使分离后的色素带明显分离绿叶中的色素分离绿叶中的色素防止层析液中的成分挥发防止层析液中的成分挥发色素溶解于层析液中而无法分离色素溶解于层析液中而无法分离取决于色素在溶剂取决于色素在溶剂中溶解度的大小中溶解度的大小2.实验现象、结论。色素种类色素种类位置位置色素颜色色素颜色色素宽度色素宽度溶解度溶解度扩散速度扩散速度橙黄色橙黄色最快最快黄色黄色较快较快蓝绿色蓝绿色较慢较慢黄绿色黄绿色最慢最慢最少最高较少较高最多较多较低最低答案：答案：充分是为了研碎细胞保证色素溶出;迅速是为
19、了减少无水乙醇挥发,乙醇挥发性较强,塞紧盛有色素滤液的试管口也是因为挥发性。思考:提取叶绿体中色素时,为什么要迅速、充分研磨叶绿素b叶绿素a叶黄素胡萝卜素取决于色取决于色素含量素含量叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素（含量约（含量约3/43/4）（含量约（含量约1/41/4）叶绿素叶绿素a a（蓝绿色）（蓝绿色）叶绿素叶绿素b b（黄绿色）（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶黄素（黄色）绿绿叶叶中中的的色色素素答案：答案：1.(1)画滤液细线次数太少。画滤液细线次数太少。(2)滤液细线触及层析液，滤液细线触及层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。且时间较长，色素全
20、部溶解到层析液中。答案：甲同学忘记了加入二氧化硅和碳酸钙会使研磨不充分，导答案：甲同学忘记了加入二氧化硅和碳酸钙会使研磨不充分，导致释放的色素数量减少，提取浓度较低，所以在滤纸条的色素浓致释放的色素数量减少，提取浓度较低，所以在滤纸条的色素浓度很低，颜色很浅；度很低，颜色很浅；乙同学加入了水，由于色素只能溶解于有机溶剂中，所以用水乙同学加入了水，由于色素只能溶解于有机溶剂中，所以用水提取不到任何色素，滤纸上没有出现色素带。提取不到任何色素，滤纸上没有出现色素带。【典例精析【典例精析1 1】在圆形滤纸的中央点上滴一滴叶绿体】在圆形滤纸的中央点上滴一滴叶绿体的色素滤液，进行色素分析，会得到近似同心
21、环状的的色素滤液，进行色素分析，会得到近似同心环状的四个色素圈，排在外圈的色素呈（四个色素圈，排在外圈的色素呈（）A.A.橙黄色橙黄色 B.B.黄色黄色C.C.蓝绿色蓝绿色 D.D.黄绿色黄绿色A A【典典例例精精析析2 2】.某某同同学学用用韭韭黄黄研研磨磨后后的的提提取取液液进进行行色色素素分分离离，在在滤滤纸纸条条上上将将出出现现几几条条明明显显的的色色素素带带（）A.0A.0条条 B.1 B.1条条 C.2 C.2条条 D.4 D.4条条【解解析析】韭韭黄黄生生长长在在没没有有光光照照的的环环境境中中，因因此此不不含含有有叶绿素，只含有叶黄素和胡萝卜素两种色素。叶绿素，只含有叶黄素和胡
22、萝卜素两种色素。C CC叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光叶片为什么往往是绿色的呢？例例1右右图图为为用用分分光光光光度度计计测测定定叶叶片片中中两两类类色色素素吸吸收收不不同同波波长长光光波波的的曲曲线线图图,则则判判定定A和和B分分别别为为()。【解析】根据曲线分析可知,A主要吸收红光和蓝紫光,B主要吸收蓝紫光,因此A为叶绿素,B为类胡萝卜素。A.叶绿素、类胡萝卜素 B.类胡萝卜素、叶绿素 C.叶黄素、叶绿素a D.叶绿素a、叶绿素bA技巧归纳技巧归纳此题为识记题。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光此题为识记题。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜类胡萝卜素主要吸
23、收蓝紫光素主要吸收蓝紫光,曲线中的波峰对应波长的光吸收量最大。曲线中的波峰对应波长的光吸收量最大。拓展1：不同颜色温室大棚的光合效率无色大棚：各色光均能通过；有色大棚主要透射和无色大棚：各色光均能通过；有色大棚主要透射和反射同色光，其他光被吸收，所以用无色透明大棚反射同色光，其他光被吸收，所以用无色透明大棚光合效率最高。光合效率最高。而叶绿素对绿光吸收最少，绿色的薄膜的大棚光合而叶绿素对绿光吸收最少，绿色的薄膜的大棚光合效率最低效率最低思考：生活中，无色大棚和绿色大棚哪个应用广泛？为什么光质与光合效率光质与光合效率不同波长的光对光合效率影响不同。不同波长的光对光合效率影响不同。光光合合效效率率
24、大大小小为为：白白光光红红光光、蓝蓝紫紫光光橙橙黄黄光光绿绿光。光。叶叶绿绿体体中中的的色色素素吸吸收收最最多多的的是是蓝蓝紫紫光光和和红红光光，在在日日照照的的基基础础上上，用用红红色色、蓝蓝色色灯灯光光也也以以提提高高光光合合效率效率不同颜色的藻类不同波长的光不同颜色的藻类不同波长的光光照光照温度温度Mg元素元素 若若缺缺乏乏将将导导致致叶叶绿绿素素无无法法合合成成，老老叶叶先先变黄。变黄。Fe元素元素 是是叶叶绿绿素素合合成成过过程程中中某某些些酶酶的的辅辅助助成成分分，缺缺Fe幼叶先变黄。幼叶先变黄。拓展2：影响叶绿素生物合成的因素 这些捕获光能的色素存在于细胞中的这些捕获光能的色素存
25、在于细胞中的什么部位呢？什么部位呢？这些囊状结构称为类囊体。吸收光能的四种色这些囊状结构称为类囊体。吸收光能的四种色素，就分布在类囊体的薄膜上。素，就分布在类囊体的薄膜上。叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素叶绿素叶绿素a(a(蓝绿色蓝绿色)叶绿素叶绿素b b（黄绿色）（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶黄素（黄色）（吸收红光和（吸收红光和蓝紫光）蓝紫光）（吸收蓝紫光）（吸收蓝紫光）含量约占含量约占3/43/4含量约占含量约占1/41/4叶绿体是进行光合作用的场所，它内部的巨大膜表面叶绿体是进行光合作用的场所，它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许
26、多上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。进行光合作用所必需的酶。光光合合作作用用的的色色素素第2课时 光合作用过程的研究光合作用的反应式概括为：光合作用的反应式概括为：光能CO2+H2O （CH2O）+O2叶绿体原料原料 产物产物动力动力 场所场所光合作用：指绿色植物通过叶绿体，利用光光合作用：指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化为储存能，把二氧化碳和水转化为储存着能量的有机物，并且是释放出着能量的有机物，并且是释放出氧气的过程。氧气的过程。CO2+H2O（CH2O）+O2太阳光太阳光叶绿体叶绿体光能CO2+H2O （CH2O）+O2叶绿体 叶叶绿
27、绿体体是是进进行行光光合合作作用用的的场场所所，它它内内部部巨巨大大膜膜表表面面上上，不不仅仅分分布布着着许许多多吸吸收收光光能能的的色色素素分分子子，还还有有许许多多进进行行光光合合作作用用所所必必需需的的酶。酶。光合作用在叶绿体光合作用在叶绿体中是怎样进行的呢？中是怎样进行的呢？光合作用过程光合作用过程光反应光反应暗反应暗反应划分依据划分依据:反应过程是否需要光能反应过程是否需要光能叶绿体叶绿体中的色素中的色素光能光能HO2ATPADP+Pi直接释放直接释放到空气中到空气中为第二阶段为第二阶段提供还原剂提供还原剂为第二阶段为第二阶段提供能量提供能量水在光下分解水在光下分解酶酶H2O光反应阶
28、段光反应阶段能量变化能量变化光能转变为活跃的化学能贮存在光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中中水的光解：水的光解：物质变化物质变化光、色素、酶光、色素、酶叶绿体内的类囊体薄膜上叶绿体内的类囊体薄膜上场所：场所：条件：条件：H2O H +O2光能光能ATP的合成：的合成：ADPPi 能量（能量（光能光能）ATP酶酶多种酶多种酶参加催化参加催化 2C3 CO2 C5还还原原（CH2O）供氢供氢酶酶H固固定定光光反反应应阶阶段段 ATP供能供能 酶酶ADP+Pi暗反应阶段暗反应阶段 ATP中中活跃活跃的的化学能化学能转变为转变为糖类糖类等等 有机物中有机物中稳定稳定的的化学能化学能能量变化能量变化(
29、CH2O)+C5ATP、酶、酶2C3+H C3的还原：的还原：物质变化物质变化CO2C5 2C3酶酶CO2的固定：的固定：条件：条件：H、ATP、酶、酶叶绿体的基质中叶绿体的基质中场所：场所：色素分子色素分子可见光可见光C52C3ADP+PiATP2H2OO24H多种酶多种酶酶酶CH2OCO2吸收吸收光解光解能能固定固定还原还原酶酶光反应光反应暗反应暗反应 光合作用的过程光合作用的过程光合作用的全过程叶绿体中叶绿体中的色素的色素供氢供氢酶酶供能供能还原还原多种酶参多种酶参加催化加催化（CH2O）ADP+Pi酶酶ATP2C3C5固定固定CO2H2OO2水在光水在光下分解下分解H光反应阶段光反应阶
30、段暗反应阶段暗反应阶段光能光能 联系联系比较光反应、暗反应比较光反应、暗反应光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段条件条件场所场所物质变化物质变化能量变化能量变化光、色素、酶光、色素、酶不需光、酶、不需光、酶、H、ATP叶绿体类囊体膜叶绿体类囊体膜叶绿体基质中叶绿体基质中水的光解；水的光解；ATP的生成的生成CO2的固定；的固定；C3的还原的还原 ATP中活中活 跃化学能跃化学能光能光能ATP中活中活 跃化学能跃化学能有机物中稳有机物中稳定化学能定化学能光反应是暗反应的基础，为暗反应提供光反应是暗反应的基础，为暗反应提供HH和和ATPATP，暗反应为光反应提供，暗反应为光反应提供ADPADP
31、和和Pi Pi。CO2+H2O （CH2O）+O2光能光能叶绿体叶绿体.光合作用可分为光反应和暗反应两个阶段。下列有关叙述正确的是()。A.光反应不需要酶,暗反应需要酶 B.光反应消耗水,暗反应消耗ATPC.光反应固定CO2,暗反应还原CO2D.光反应储存能量,暗反应释放能量B 解析解析 光反应进行的条件是需要水、光照和色素,暗反应进行的条件是需要ATP和H。光反应光反应H2O H+O2+Pi+光能光能ATP酶酶ADP水的光解：ATP的合成的合成：暗反应暗反应CO2的还原：2C2C3 3+H (CH+H (CH2 2O)+CO)+C5 5酶酶ATPATPCO2的固定：CO2+C5 2C3酶酶总
32、结：总结：下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：图中图中A A是是_,B_,B是是_,_,它来自于它来自于_的分解。的分解。图中图中C C是是_，它被传递到叶绿体的，它被传递到叶绿体的_部位，用部位，用于于_ _。图中图中D D是是_，在叶绿体中合成，在叶绿体中合成D D所需的能量来自所需的能量来自_图中图中G_,FG_,F是是_,J_,J是是_图中的图中的H H表示表示_，H H为为I I提供提供_光光H2OBACDE+PiFGCO2JHI2水水H基质基质用作还原剂，还原用作还原剂，还原C3ATP色素吸收色素吸收的光能的光能光反应光反应H
33、和和ATP色素色素C5化合物化合物C3化合物化合物糖类糖类(1)(1)明确明确C3C3和和C5C5的来源与去路：在限定条件下，根据的来源与去路：在限定条件下，根据图示明确示明确C3C3和和C5C5的来源与去路，分析的来源与去路，分析C3C3和和C5C5含量的含量的变化。化。【提分技法】【提分技法】分析分析C3C3和和C5C5含量变化的方法含量变化的方法CO2CO2供供应不不变，而光照，而光照变化。化。当光照由当光照由强强弱弱时，光反，光反应减弱，减弱，HH和和ATP ATP ，C3C3还原减弱，原减弱，C3C3消耗消耗 ，C5C5产生生 ，结果使果使C3C3含量增加，含量增加，C5C5含量减少
34、。含量减少。当光照由弱当光照由弱强强时情况与之相反。情况与之相反。光照不光照不变，而，而CO2CO2供供应变化。化。当当CO2CO2供供应充足充足不充足不充足时，CO2CO2固定固定 ，C3C3产生生 ，C5C5消耗消耗 ，结果使果使C3C3含量含量 ，C5C5含量含量 。当当CO2CO2供供应不足不足充足充足时情况与之相反。情况与之相反。减弱减弱减少减少减少减少减少减少增多增多(2)C3(2)C3和和C5C5含量含量变化化趋势相反：相反：当当环境中某一因素如光照或境中某一因素如光照或CO2CO2供供应发生生变化化时，C3C3和和C5C5含量含量变化化趋势总是相反的，如是相反的，如图所示：所示
35、：1 1、在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉、在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉的是（的是（）A A、H BH B、C5C5化合物化合物 C C、ATP DATP D、CO2CO2B2 2、与光合作用光反应有关的是（、与光合作用光反应有关的是（）H2O ATP ADP CO2H2O ATP ADP CO2A.B.C.D.A.B.C.D.A3 3、将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的、将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的C02C02条件条件下。如果将环境中下。如果将环境中C02C02含量突然降至极低水平，此时叶含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的肉细胞内的C3C3化合物、化合物、C5C
36、5化合物和化合物和ATPATP含量的变化情况含量的变化情况依次是依次是A.A.上升；下降；上升上升；下降；上升 B.B.下降；上升；下降下降；上升；下降 C.C.下降；上升；上升下降；上升；上升 D.D.上升；下降；下降上升；下降；下降C4、光合作用过程中，产生、光合作用过程中，产生ADP和消耗和消耗ADP的的 部位在叶绿体中依次为部位在叶绿体中依次为 ()外膜外膜 内膜内膜 基质基质 类囊体膜类囊体膜 A B C DB5 5、光合作用过程的正确顺序是（）、光合作用过程的正确顺序是（）二氧化碳的固定二氧化碳的固定 氧气的释放氧气的释放 叶绿素吸叶绿素吸收光能收光能水的光解水的光解三碳化合物被还
37、原三碳化合物被还原A.B.A.B.C.D.C.D.6 6、在暗反应中，固定二氧化碳的物质是（）、在暗反应中，固定二氧化碳的物质是（）三碳化合物五碳化合物三碳化合物五碳化合物氧气氧气7 7、在光照充足的环境里，将黑藻放入含有、在光照充足的环境里，将黑藻放入含有18O18O的水中，过一段时间后，分析的水中，过一段时间后，分析18O18O放射性标记，放射性标记，最先（最先（）A A、在植物体内的葡萄糖中发现、在植物体内的葡萄糖中发现 B B、在植物体内的淀粉中发现、在植物体内的淀粉中发现C C、在植物体内的淀粉、脂肪、蛋白质中均可发、在植物体内的淀粉、脂肪、蛋白质中均可发现现 D D、在植物体周围的
38、空气中发现、在植物体周围的空气中发现D8 8、某科学家用含有、某科学家用含有14C14C的的CO2CO2来追踪光合作用中的来追踪光合作用中的C C原子，原子，14C14C的转移途径是（的转移途径是（）A A、CO2 CO2 叶绿体叶绿体 ATP ATP B B、CO2 CO2 叶绿素叶绿素 ATP ATP C C、CO2 CO2 乙醇乙醇 糖类糖类 D D、CO2 CO2 三碳化合物三碳化合物 糖类糖类D9 9、在光合作用过程中，能量的转移途径是、在光合作用过程中，能量的转移途径是A A、光能、光能 ATP ATP 叶绿素叶绿素 葡萄糖葡萄糖 B B、光能、光能 叶绿素叶绿素 ATP ATP
39、葡萄糖葡萄糖 C C、光能、光能 叶绿素叶绿素 CO2 CO2 葡萄糖葡萄糖D D、光能、光能 ATP CO2 ATP CO2 葡萄葡萄糖糖 B第3课时 光合作用原理的应用1 1、尝试探究影响光合作用强度的、尝试探究影响光合作用强度的环境因素。环境因素。2 2、说出光合作用原理的应用。、说出光合作用原理的应用。人吃五谷杂粮、鸡人吃五谷杂粮、鸡鸭鱼肉长大，植物鸭鱼肉长大，植物是怎样长大的呢？是怎样长大的呢？（一）光合作用的重要意义为为包包括括人人类类在在内内的的几几乎乎所所有有生生物物的的生生存存提提供供了了物物质质来来源源和能量来源和能量来源维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定维持大气中氧气
40、和二氧化碳含量的相对稳定促进生物进化促进生物进化 从从物物质质转转变变和和能能量量转转化化的的过过程程来来看看，光光合合作作用用是是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。生物界最基本的物质代谢和能量代谢。阅读教材阅读教材104-105页，回答：页，回答：（二）光合作用强度（二）光合作用强度1.光合作用强度的概念：光合作用强度的概念：2.光合作用强度的表示方法：光合作用强度的表示方法：3.光合作用强度的影响因素：光合作用强度的影响因素：光合速率光合速率(光合强度光合强度)：是指一定量的植物（如一定：是指一定量的植物（如一定的叶面积）在单位时间内进行多少光合作用（如产的叶面积）在单位时间内进行多少光合
41、作用（如产生多少生多少O2、消耗多少、消耗多少CO2、合成多少淀粉）、合成多少淀粉）表观（净）光合速率、真正（总）光合速率表观（净）光合速率、真正（总）光合速率表观光合速率表观光合速率=真正光合速率真正光合速率呼吸速率呼吸速率 后后羿羿射射日日是是我我国国古古代代传传说说，故故事事内内容容大大致致为为：古古时时候候天天上上有有十十个个太太阳阳，大大地地干干涸涸焦焦枯枯，草草木木不不生生，人人们们难难以以生生存存。英英雄雄后后羿羿力力大大无无比比，箭箭法法精精准准，射射掉掉了了九九个个太太阳阳，剩剩下下现现在在的的一一个个太太阳阳，使使光光照照和和温温度度适适宜宜，万万物物复复苏苏，草草木木茂茂
42、盛盛。这这个个神神话话说说明明光光照照和温度会影响植物的光合作用。和温度会影响植物的光合作用。趣味趣味生物生物影响光合作用强度的因素影响光合作用强度的因素 COCO2 2+H+H2 2O O （CHCH2 2O O）+O+O2 2光能光能叶绿体叶绿体(色素、酶）色素、酶）MgMg、N N等矿质元素；等矿质元素；酶的活性受温度等影响。酶的活性受温度等影响。光照强度、光质、光照强度、光质、光照时间；光照时间；气体反气体反应物应物作为反应物和反应的媒介；作为反应物和反应的媒介；水分水分气孔关闭气孔关闭CO2CO2供应供应影响光合作用强度的因素？影响光合作用强度的因素？内因：内因：外因：外因：光（强度
43、、光质）光（强度、光质）CO2浓度浓度温度温度矿质元素矿质元素水分水分 酶的种类、数量酶的种类、数量叶面指数（疏密）叶面指数（疏密）RuBPRuBP含量等含量等实验原理：实验原理：利用真空渗入法排除叶内细胞间隙的空气，充以水利用真空渗入法排除叶内细胞间隙的空气，充以水分，使叶片沉于水中。分，使叶片沉于水中。叶片含有空气，上浮叶片含有空气，上浮 叶片下沉叶片下沉 充满充满细胞间隙，叶片上浮细胞间隙，叶片上浮 在光合作用过程中，植物吸收在光合作用过程中，植物吸收CO2放出放出O2，由于，由于O2在水中的溶解度很小，而在细胞间积累，结果使原在水中的溶解度很小，而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上浮
44、，根据上浮所需的时间长短，即能来下沉的叶片上浮，根据上浮所需的时间长短，即能比较光合作用的强弱。比较光合作用的强弱。探究光照强度对光合作用的影响探究光照强度对光合作用的影响抽气抽气光合作用光合作用产生产生O2观察与记录观察与记录一、不同光照强度对光合作用的影响一、不同光照强度对光合作用的影响烧烧杯杯光照光照（日光（日光灯）灯）距离距离光光照照强强度度叶子圆片上浮所需时间叶子圆片上浮所需时间第一第一片片第二第二片片第三第三片片第四第四片片140W5CM强240W30CM中340W50CM弱结论：结论：在一定光照强度范围内，光合作用随着光照强度的增强而增强在一定光照强度范围内，光合作用随着光照强度
45、的增强而增强自自变变量量因因变变量量自变量自变量调节方式调节方式 生长旺盛的叶片，剪成生长旺盛的叶片，剪成生长旺盛的叶片，剪成生长旺盛的叶片，剪成5mm5mm5mm5mm见方的小块，抽见方的小块，抽见方的小块，抽见方的小块，抽去叶内气体，做下列处理，如图，这四个处理中，去叶内气体，做下列处理，如图，这四个处理中，去叶内气体，做下列处理，如图，这四个处理中，去叶内气体，做下列处理，如图，这四个处理中，沉入底部的叶片小块最先浮起的是沉入底部的叶片小块最先浮起的是沉入底部的叶片小块最先浮起的是沉入底部的叶片小块最先浮起的是 A二、外界因素：二、外界因素：1、光照强度：对植物光合作用速率的影响（如图所
46、示）、光照强度：对植物光合作用速率的影响（如图所示）A A（呼吸作用点）（呼吸作用点）（呼吸作用点）（呼吸作用点）B B（光补偿点：）（光补偿点：）（光补偿点：）（光补偿点：）（呼吸作用强度（呼吸作用强度（呼吸作用强度（呼吸作用强度=光合作用强度）光合作用强度）光合作用强度）光合作用强度）C C（光饱和点）（光饱和点）（光饱和点）（光饱和点）净光合作用净光合作用净光合作用净光合作用实际光合作用实际光合作用实际光合作用实际光合作用COCO2 2吸收量吸收量吸收量吸收量光照强度（光照强度（光照强度（光照强度（klx/hklx/h）COCO2 2释放量释放量释放量释放量0 0呼吸作用呼吸作用呼吸作用
47、呼吸作用实际测量值意义：实际测量值意义：实际测量值意义：实际测量值意义：无光条件下，为呼吸作用值；有光条件下，为净光合作用值。无光条件下，为呼吸作用值；有光条件下，为净光合作用值。无光条件下，为呼吸作用值；有光条件下，为净光合作用值。无光条件下，为呼吸作用值；有光条件下，为净光合作用值。实际光合作用值实际光合作用值实际光合作用值实际光合作用值=净光合作用值净光合作用值净光合作用值净光合作用值 +呼吸作用值呼吸作用值呼吸作用值呼吸作用值 （无光其他条件相同时测量）（无光其他条件相同时测量）（无光其他条件相同时测量）（无光其他条件相同时测量）二、外界因素：二、外界因素：1、光照强度：对植物光合作用
48、速率的影响（如图所示）、光照强度：对植物光合作用速率的影响（如图所示）生产实践运用：阴生植物的光补偿点和光饱和点都较低（如图生产实践运用：阴生植物的光补偿点和光饱和点都较低（如图生产实践运用：阴生植物的光补偿点和光饱和点都较低（如图生产实践运用：阴生植物的光补偿点和光饱和点都较低（如图曲线所示），因此，种植阴生植物应避免过强光照；阳生植曲线所示），因此，种植阴生植物应避免过强光照；阳生植曲线所示），因此，种植阴生植物应避免过强光照；阳生植曲线所示），因此，种植阴生植物应避免过强光照；阳生植物的光补偿点和光饱和点相对较高物的光补偿点和光饱和点相对较高物的光补偿点和光饱和点相对较高物的光补偿点和光
49、饱和点相对较高(如图如图如图如图曲线曲线曲线曲线 所示所示所示所示)，因此，因此，因此，因此，种植阳生植物应给与较强光照条件种植阳生植物应给与较强光照条件种植阳生植物应给与较强光照条件种植阳生植物应给与较强光照条件 A A（呼吸作用点）（呼吸作用点）（呼吸作用点）（呼吸作用点）B B（光补偿点：）（光补偿点：）（光补偿点：）（光补偿点：）（呼吸作用强度（呼吸作用强度（呼吸作用强度（呼吸作用强度=光合作用强度）光合作用强度）光合作用强度）光合作用强度）C C（光饱和点）（光饱和点）（光饱和点）（光饱和点）净光合作用净光合作用净光合作用净光合作用实际光合作用实际光合作用实际光合作用实际光合作用CO
50、CO2 2吸收量吸收量吸收量吸收量光照强度（光照强度（光照强度（光照强度（klx/hklx/h）COCO2 2释放量释放量释放量释放量0 0呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用P PB B B B光合作用与呼吸作用达到动态平衡光合作用与呼吸作用达到动态平衡光合作用与呼吸作用达到动态平衡光合作用与呼吸作用达到动态平衡下下下下图图表示某种植物光照表示某种植物光照表示某种植物光照表示某种植物光照强强强强度与光合作用度与光合作用度与光合作用度与光合作用强强强强度关系。度关系。度关系。度关系。P P P P点的生物学含点的生物学含点的生物学含点的生物学含义义是：是：是：是：A A A A无光合作用，有呼吸作