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1、【高效【高效导学】学】2014-2015学年高中学年高中生物生物-第第5章章-第第4节-第第2课时-光合作光合作用的原理和用的原理和应用用课件件-新人教版必修新人教版必修1自主学习 新知突破1了解科学家对光合作用的探究过程。了解科学家对光合作用的探究过程。2掌握光合作用光反应、暗反应过程及相互关系。掌握光合作用光反应、暗反应过程及相互关系。3理解影响光合作用强度的环境因素。理解影响光合作用强度的环境因素。1光光合合作作用用：是是指指绿绿色色植植物物通通过过_，利利用用光光能能，把把_转转化化成成储储存存能能量量的的有有机机物物，并并且且释释放放出出_的的过程。过程。光合作用及探究历程光合作用及
2、探究历程叶绿体叶绿体CO2和水和水O22探究历程探究历程科学家科学家结论结论普利斯特利普利斯特利植物可以植物可以_英格豪斯英格豪斯植物体只有在植物体只有在_条件下才能更新空气条件下才能更新空气梅耶梅耶光合作用时光合作用时_转化成转化成_能能萨克斯萨克斯光合作用的产物除光合作用的产物除_外还有外还有_鲁宾和卡门鲁宾和卡门光合作用释放的光合作用释放的_来自水来自水卡尔文卡尔文CO2中的中的C在光合作用中转化为在光合作用中转化为_更新浑浊的空气更新浑浊的空气阳光照射阳光照射光能光能化学化学O2淀粉淀粉O2有机化合物中的碳有机化合物中的碳思思考考探探讨讨1.萨萨克克斯斯做做实实验验前前，把把绿绿叶叶在
3、在暗暗处处放放置置几几小小时，目的是什么？时，目的是什么？2鲁鲁宾宾和和卡卡门门运运用用什什么么方方法法证证明明光光合合作作用用释释放放的的O2来来自自水？水？提示：提示：1.消耗掉叶片中的营养物质。消耗掉叶片中的营养物质。2放射性同位素标记法。放射性同位素标记法。(2)实验分析。实验分析。缺缺少少空空白白对对照照，实实验验结结果果说说服服力力不不强强，应应将将点点燃燃的的蜡蜡烛烛和小鼠分别单独置于玻璃罩内，作为空白对照。和小鼠分别单独置于玻璃罩内，作为空白对照。没没有有认认识识到到光光在在植植物物更更新新空空气气中中的的作作用用，而而将将空空气气的的更更新归因于植物的生长。新归因于植物的生长
4、。(2)实验分析。实验分析。设设置置了了自自身身对对照照，自自变变量量为为光光照照，因因变变量量是是叶叶片片遇遇碘碘蒸蒸气后的颜色变化。气后的颜色变化。实实验验的的关关键键是是饥饥饿饿处处理理，以以使使叶叶片片中中的的营营养养物物质质消消耗耗掉掉，增强了实验的说服力。增强了实验的说服力。本本实实验验除除证证明明了了光光合合作作用用的的产产物物有有淀淀粉粉外外，还还证证明明了了光光是光合作用的必要条件。是光合作用的必要条件。光合作用的过程光合作用的过程CO2H2O (CH2O)O2 (1)光反应阶段光反应阶段(图图)。条件：条件：_。场所：叶绿体囊状结构薄膜上。场所：叶绿体囊状结构薄膜上。光、色
5、素、酶、光、色素、酶、H2OATP (2)暗反应阶段暗反应阶段(图图)。条件：条件：_。场所：叶绿体的基质中。场所：叶绿体的基质中。H、ATP、酶、酶(多种多种)、CO2C5 思考探讨思考探讨3.水参与哪个阶段？生成于哪个阶段？水参与哪个阶段？生成于哪个阶段？4光光照照下下的的植植物物，突突然然停停止止光光照照，植植物物叶叶绿绿体体中中H、ATP、C3、C5含量如何变化？含量如何变化？提示：提示：3.水参与光反应阶段，生成于暗反应阶段。水参与光反应阶段，生成于暗反应阶段。4叶绿体中叶绿体中H、ATP含量减少，含量减少，C3增加，增加，C5减少。减少。1光合作用过程中元素转移途径光合作用过程中元
6、素转移途径2光反应与暗反应的比较光反应与暗反应的比较比较比较项目项目光反应光反应暗反应暗反应能量转化能量转化光能光能电能电能ATP、NADPH中活跃的化学中活跃的化学能能ATP、NADPH中活跃的化学中活跃的化学能能糖类等有机物中稳定的化糖类等有机物中稳定的化学能学能实质实质光能转变为化学能，水光能转变为化学能，水光解产生光解产生O2和和H同化同化CO2形成形成(CH2O)联系联系光反应为暗反应提供光反应为暗反应提供H(NADPH)和能量和能量ATP暗反应产生的暗反应产生的ADP和和Pi、NADP为光反应合成为光反应合成ATP、NADPH提供原料提供原料1光合作用强度光合作用强度(1)概念：植
7、物在单位时间内通过光合作用制造概念：植物在单位时间内通过光合作用制造_的量。的量。(2)表表示示方方法法：测测定定单单位位时时间间内内_固固定定量量、有有机机物物产产生生量或量或_的生成量来定量表示。的生成量来定量表示。(3)影响因素：光照强度、影响因素：光照强度、_、H2O含量、温度等。含量、温度等。光合作用原理的应用光合作用原理的应用糖类糖类CO2O2CO22化能合成作用化能合成作用(1)概概念念：某某些些细细菌菌利利用用体体外外环环境境中中的的某某些些无无机机物物氧氧化化时时所所释放的能量来制造释放的能量来制造_的合成作用。的合成作用。(2)实实例例：硝硝化化细细菌菌能能利利用用_氧氧化
8、化成成HNO2和和HNO3时时所所释放的能量，将释放的能量，将CO2和水合成为糖类。和水合成为糖类。有机物有机物NH3 思考探讨思考探讨5.化能合成作用与光合作用的区别是什么？化能合成作用与光合作用的区别是什么？提提示示：主主要要区区别别是是把把无无机机物物合合成成有有机机物物利利用用的的能能源源不不同同，化化能能合合成成作作用用是是利利用用无无机机物物氧氧化化分分解解释释放放的的化化学学能能，光光合合作作用用是利用光能。是利用光能。影响光合作用的外界因素及应用影响光合作用的外界因素及应用(1)光照强度。光照强度。曲曲线线分分析析：A点点光光照照强强度度为为0，此此时时只只进进行行细细胞胞呼呼
9、吸吸，释释放放的的CO2量量表表示示呼呼吸吸速速率率。B点点细细胞胞呼呼吸吸释释放放的的CO2量量和和光光合合作作用用吸吸收收的的CO2量量相相等等，此此时时的的光光照照强强度度称称为为光光补补偿偿点点。C点点时时已已经经达达到到了了光光饱饱和和点点，光光照照强强度度增增加加，光光合合作作用用强强度度不不再再增加。增加。AB段段同同时时进进行行光光合合作作用用和和呼呼吸吸作作用用，而而且且光光合合作作用用的的强强度度小小于于呼呼吸吸作作用用的的强强度度。BC段段同同时时进进行行光光合合作作用用和和呼呼吸吸作作用用而且光合作用的强度大于呼吸作用的强度。而且光合作用的强度大于呼吸作用的强度。应用：
10、阴雨天适当补充光照，及时对大棚除霜消雾。应用：阴雨天适当补充光照，及时对大棚除霜消雾。(2)CO2浓度。浓度。曲曲线线分分析析：图图1和和图图2都都表表示示在在一一定定范范围围内内，光光合合作作用用速速率率随随CO2浓浓度度增增加加而而增增大大，但但当当CO2浓浓度度增增加加到到一一定定范范围围后后，光合作用速率不再增加。光合作用速率不再增加。图图1中中A点点表表示示光光合合作作用用速速率率等等于于细细胞胞呼呼吸吸速速率率时时的的CO2浓浓度度，即即CO2补补偿偿点点；图图2中中的的A 点点表表示示进进行行光光合合作作用用所所需需CO2的的最低浓度。最低浓度。图图1和图和图2中的中的B和和B
11、点都表示点都表示CO2饱和点。饱和点。应应用用：在在农农业业生生产产上上可可以以通通过过“正正其其行行，通通其其风风”，增增施施农家肥等增大农家肥等增大CO2浓度，提高光能利用率。浓度，提高光能利用率。(3)温度。温度。曲曲线线分分析析：温温度度主主要要是是通通过过影影响响与与光光合合作作用用有有关关酶酶的的活活性而影响光合作用速率。性而影响光合作用速率。应应用用：冬冬天天，温温室室栽栽培培可可适适当当提提高高温温度度，夏夏天天，温温室室栽栽培培可可适适当当降降低低温温度度。白白天天调调到到光光合合作作用用最最适适温温度度，以以提提高高光光合合作作用用；晚晚上上适适当当降降低低温温室室温温度度
12、，以以降降低低细细胞胞呼呼吸吸，保保证证植植物物有有机物的积累。机物的积累。记知识纲要记知识纲要 4暗暗反反应应阶阶段段在在叶叶绿绿体体基基质质中中进进行行，CO2首首先先与与植植物物体体内内的的C5结结合合，形形成成两两个个C3化化合合物物，在在有有关关酶酶的的催催化化作作用用下下，C3接受接受ATP释放的能量，并被释放的能量，并被H还原，形成糖类，再生出还原，形成糖类，再生出C5。5能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能能够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，叫做化能合成作用。量来制造有机物，叫做化能合成作用。合作探究 课堂互动光合作用的过程光合作用的过程结结
13、合合图图示示，分分析析下下列列有有关关高高等等植植物光合作用的叙述，错误的是物光合作用的叙述，错误的是()A吸收光能的色素分布在类囊体薄膜上吸收光能的色素分布在类囊体薄膜上B光反应中光能转化为有机物中的化学能光反应中光能转化为有机物中的化学能C图中的图中的“Z”代表代表HD三碳化合物是在暗反应过程产生的三碳化合物是在暗反应过程产生的自主解答自主解答_解解析析：叶叶绿绿体体中中的的色色素素均均匀匀分分布布在在类类囊囊体体薄薄膜膜上上，参参与与光光合合作作用用的的光光反反应应，A正正确确；光光反反应应中中光光能能转转化化为为ATP中中的的化化学学能能，暗暗反反应应中中ATP中中的的化化学学能能转转
14、化化为为有有机机物物中中的的化化学学能能，B错错误误；光光反反应应为为暗暗反反应应提提供供ATP和和H，在在暗暗反反应应中中，CO2与与C5结合产生结合产生C3，D正确。正确。答案：答案：BC3、C5、H、ATP的变化的变化光光照照与与CO2浓浓度度变变化化对对植植物物细细胞胞内内C3、C5、H、ATP、C6H12O6生成量的影响。生成量的影响。当当外外界界因因素素中中光光照照强强弱弱、CO2浓浓度度骤骤然然变变化化时时，短短时时间间内内将将直直接接影影响响光光合合作作用用过过程程中中C3、C5、H、ATP及及C6H12O6合合成成量量，进进而而影影响响叶叶肉肉细细胞胞中中这这些些物物质质的的
15、含含量量，它它们们的的关关系系归归纳纳如如下：下：条件条件C3C5H和和ATPC6H12O6CO2供应不变，增加光供应不变，增加光照照减少减少增加增加增加增加增加增加CO2供应不变，停止光供应不变，停止光照照增加增加减少减少减少或没有减少或没有减少或没有减少或没有停止停止CO2供应，光照不供应，光照不变变减少减少增加增加增加增加减少减少1如如图图为为光光合合作作用用过过程程示示意意图图，在在适适宜宜条条件件下下栽栽培培小小麦麦，如如果果突突然然将将c降降低低至至极极低低水水平平(其其他他条条件件不不变变)，则则a、b在在叶叶绿绿体体中含量的变化将会是中含量的变化将会是()Aa上升、上升、b下降
16、下降Ba、b都上升都上升Ca、b都下降都下降Da下降、下降、b上升上升解解析析：分分析析图图解解可可知知，c是是CO2，a和和b是是H、ATP，若若在在其其他他条条件件不不变变的的情情况况下下，将将c降降低低至至极极低低水水平平，CO2的的固固定定减减弱弱，C3还还原原减减慢慢，消消耗耗H和和ATP减减少少，则则a、b在在叶叶绿绿体体中中含含量的变化将会是都上升。量的变化将会是都上升。答案：答案：B影响光合作用的因素影响光合作用的因素如如图图是是水水生生植植物物黑黑藻藻在在光光照照等等环环境境因因素素影影响响下下光光合合速速率率变变化化的的示示意意图图。下下列列有有关关叙叙述述，正正确确的的是
17、是()At1t2，叶叶绿绿体体类类囊囊体体膜膜上上的的色色素素吸吸收收光光能能增增加加，基基质质中水光解加快、中水光解加快、O2释放增多释放增多Bt2t3，暗暗反反应应(碳碳反反应应)限限制制光光合合作作用用，若若在在t2时时刻刻增增加加光照，光合速率将再提高光照，光合速率将再提高Ct3t4，光光照照强强度度不不变变，光光合合速速率率的的提提高高是是由由于于光光反反应应速率不变、暗反应增强的结果速率不变、暗反应增强的结果Dt4后后短短暂暂时时间间内内，叶叶绿绿体体中中ADP和和Pi含含量量升升高高，C3化化合物还原后的直接产物含量降低合物还原后的直接产物含量降低自主解答自主解答_解解析析：光光
18、合合作作用用中中水水的的光光解解发发生生在在叶叶绿绿体体类类囊囊体体膜膜上上而而不不是是叶叶绿绿体体基基质质中中，A错错误误；图图示示t2t3，限限制制光光合合作作用用的的主主要要因因素素是是CO2而而不不是是光光照照强强度度，在在t2时时刻刻增增加加光光照照，光光合合速速率率不不再再提提高高，B错错误误；充充足足光光照照条条件件下下，在在t3时时刻刻补补充充CO2，虽虽然然光光照照强强度度不不变变，但但光光合合速速率率的的提提高高是是光光反反应应和和暗暗反反应应均均增增强强的的结结果果，C错错误误；将将充充足足光光照照下下的的植植物物置置于于暗暗处处，短短时时间间内内叶叶绿绿体体中中ADP和
19、和Pi含量升高，含量升高，C3还原后的直接产物含量降低，还原后的直接产物含量降低，D正确。正确。答案：答案：D辨辨清清表表示示实实际际光光合合速速率率、净净光光合合速率、呼吸速率的关键词速率、呼吸速率的关键词 O2量量CO2量量有机物有机物真正光合真正光合速率速率O2产生量、生产生量、生成量成量CO2固定量、同化固定量、同化量、消耗量量、消耗量有机物的制造量有机物的制造量净净(表观表观)光合速率光合速率O2释放量、增释放量、增加量加量CO2吸收量、减少吸收量、减少量量有机物积累量、增有机物积累量、增加量加量呼吸速率呼吸速率黑暗中黑暗中O2吸收吸收量量黑暗中黑暗中CO2释放量释放量有机物减少量有
20、机物减少量2将将一一植植株株放放在在密密闭闭玻玻璃璃罩罩内内，置置于于室室外外一一昼昼夜夜，获获得得实验结果如图所示。下列有关说法错误的是实验结果如图所示。下列有关说法错误的是()A图甲中的光合作用开始于图甲中的光合作用开始于C点之前，结束于点之前，结束于F点之后点之后B到达图乙中的到达图乙中的d点时，玻璃罩内的点时，玻璃罩内的CO2浓度最高浓度最高C图甲中的图甲中的F点对应图乙中的点对应图乙中的g点点D经过这一昼夜之后，植物体的有机物含量会增加经过这一昼夜之后，植物体的有机物含量会增加解解析析：图图甲甲C点点和和F点点时时，光光合合作作用用强强度度等等于于呼呼吸吸作作用用强强度度；光光合合作
21、作用用开开始始于于C点点之之前前，结结束束于于F点点之之后后，A正正确确。图图乙乙中中的的d点点之之前前，呼呼吸吸作作用用强强度度大大于于光光合合作作用用强强度度，环环境境中中CO2浓度不断升高；浓度不断升高；d点点之之后后到到h点点之之前前，光光合合作作用用强强度度大大于于呼呼吸吸作作用用强强度度，环环境境中中CO2浓浓度度不不断断降降低低；h点点之之后后，呼呼吸吸作作用用强强度度大大于于光光合合作作用用强强度度，环环境境中中CO2浓浓度度又又开开始始不不断断升升高高。由由此此可可见见，图图乙乙中中的的d点点对对应应于于图图甲甲中中的的C点点，此此时时，环环境境中中CO2浓浓度度最最高高，B
22、正正确确。在在图图甲甲中中的的F点点，光光合合作作用用强强度度等等于于呼呼吸吸作作用用强强度度，对对应应图图乙乙中中的的h点点，C错错误误。根根据据图图甲甲可可直直接接看看出出，一一昼昼夜夜后后玻玻璃璃罩罩内内CO2浓度降低，植物体的有机物含量会增加，浓度降低，植物体的有机物含量会增加，D正确。正确。答案：答案：C高效测评 知能提升1光光合合作作用用过过程程中中，ATP的的形形成成和和三三碳碳化化合合物物的的还还原原场场所分别是所分别是()A都在叶绿体类囊体薄膜上都在叶绿体类囊体薄膜上B都在叶绿体基质中都在叶绿体基质中C前者在叶绿体类囊体薄膜上，后者在叶绿体基质中前者在叶绿体类囊体薄膜上，后者
23、在叶绿体基质中D前者在叶绿体基质中，后者在叶绿体类囊体薄膜上前者在叶绿体基质中，后者在叶绿体类囊体薄膜上解解析析：ATP形形成成在在光光反反应应阶阶段段的的叶叶绿绿体体类类囊囊体体薄薄膜膜上上，C3的还原是在暗反应阶段的叶绿体基质中。的还原是在暗反应阶段的叶绿体基质中。答案：答案：C2某某植植物物叶叶片片不不同同部部位位的的颜颜色色不不同同，将将该该植植物物在在黑黑暗暗中中放放置置48 h后后，用用锡锡箔箔纸纸遮遮蔽蔽叶叶片片两两面面，如如图图所所示示。在在日日光光下下照照光光一一段段时时间间，去去除除锡锡箔箔纸纸，用用碘碘染染色色法法处处理理叶叶片片，观观察察到到叶叶片片有有的的部部位位出出
24、现现蓝蓝色色，有有的的没没有有出出现现蓝蓝色色。其其中中，没没有有出出现现蓝蓝色色的部位是的部位是()Aa、b和和dBa、c和和eCc、d和和eDb、c和和e解解析析：绿绿色色植植物物光光合合作作用用合合成成淀淀粉粉，淀淀粉粉遇遇碘碘变变蓝蓝。a侧侧黄黄白白色色，没没有有叶叶绿绿素素，不不能能进进行行光光合合作作用用，b侧侧有有叶叶绿绿体体和和光光，能能进进行行光光合合作作用用，c、e遮遮光光，不不能能进进行行光光合合作作用用，d有有叶叶绿素和光，能进行光合作用。绿素和光，能进行光合作用。答案：答案：B3下下图图为为高高等等绿绿色色植植物物光光合合作作用用图图解解，以以下下说说法法正正确确的的
25、是是()A是光合色素，分布在叶绿体和细胞质基质中是光合色素，分布在叶绿体和细胞质基质中B是是O2，可参与有氧呼吸的第三阶段，可参与有氧呼吸的第三阶段C是三碳化合物，能被氧化为是三碳化合物，能被氧化为(CH2O)D是是ATP，在叶绿体基质中生成，在叶绿体基质中生成解解析析：是是光光合合色色素素，只只分分布布在在叶叶绿绿体体类类囊囊体体薄薄膜膜上上，A错错误误；是是O2，可可以以进进入入线线粒粒体体参参与与有有氧氧呼呼吸吸的的第第三三阶阶段段，B正正确确；是是C3，被被H还还原原成成(CH2O)，C错错误误；是是ATP，是在类囊体薄膜上合成的，是在类囊体薄膜上合成的，D错误。错误。答案：答案：B4
26、如如图图为为叶叶绿绿体体的的结结构构与与功功能能示示意意图图，下下列列说说法法错错误误的的是是()A结构结构A中的能量变化是光能转变为中的能量变化是光能转变为ATP中的化学能中的化学能B供给供给14CO2，放射性出现的顺序为，放射性出现的顺序为CO2C3甲甲C结构结构A释放的释放的O2可进入线粒体中可进入线粒体中D如如果果突突然然停停止止CO2的的供供应应，则则短短时时间间内内C3的的含含量量将将会会增加增加解解析析：停停止止CO2的的供供应应，CO2的的固固定定停停止止，而而C3的的还还原原此时仍进行，此时仍进行，C3的含量下降。的含量下降。答案：答案：D5为为研研究究棉棉花花去去棉棉铃铃(
27、果果实实)后后对对叶叶片片光光合合作作用用的的影影响响，研研究究者者选选取取至至少少具具有有10个个棉棉铃铃的的植植株株，去去除除不不同同比比例例棉棉铃铃，3天天后测定叶片的后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉含量。结果如图。固定速率以及蔗糖和淀粉含量。结果如图。(1)光光合合作作用用碳碳(暗暗)反反应应利利用用光光反反应应产产生生的的ATP和和_，在在_中中将将CO2转转化化为为三三碳碳化化合合物物，进进而而形形成成淀淀粉粉和和蔗蔗糖。糖。(2)由由图图1可可知知，随随着着去去除除棉棉铃铃百百分分率率的的提提高高，叶叶片片光光合合速速率率_。本本实实验验中中对对照照组组(空空白白对对照照
28、组组)植植株株的的CO2固固定定速速率率相对值是相对值是_。(3)由由图图2可可知知，去去除除棉棉铃铃后后，植植株株叶叶片片中中_增增加加。已已知知叶叶片片光光合合产产物物会会被被运运到到棉棉铃铃等等器器官官并并被被利利用用，因因此此去去除除棉棉铃铃后后，叶叶片片光光合合产产物物利利用用量量减减少少，_降降低低，进进而而在在叶叶片中积累。片中积累。(4)综综合合上上述述结结果果可可推推测测，叶叶片片中中光光合合产产物物的的积积累累会会_光合作用。光合作用。(5)一一种种验验证证上上述述推推测测的的方方法法为为：去去除除植植株株上上的的棉棉铃铃并并对对部部分分叶叶片片遮遮光光处处理理，使使遮遮光
29、光叶叶片片成成为为需需要要光光合合产产物物输输入入的的器器官官，检检测测_叶叶片片的的光光合合产产物物含含量量和和光光合合速速率率。与与只只去去除除棉棉铃铃植植 株株 的的 叶叶 片片 相相 比比，若若 检检 测测 结结 果果 是是 _ _，则支持上述推测。，则支持上述推测。解解析析：(1)光光反反应应为为暗暗反反应应提提供供了了H和和ATP，暗暗反反应应的的场场所所是是叶叶绿绿体体基基质质。(2)根根据据图图1可可以以看看出出叶叶片片光光合合作作用用速速率率随随去去除除棉棉铃铃的的百百分分率率的的增增大大而而下下降降。图图1中中去去除除棉棉铃铃的的百百分分率率为为“0”是是空空白白对对照照组
30、组，植植株株的的CO2固固定定速速率率相相对对值值是是28。(3)由由图图2可可知知，去去除除棉棉铃铃后后，植植株株叶叶片片中中的的蔗蔗糖糖和和淀淀粉粉的的含含量量增增加加，说说明明光光合合产产物物的的输输出出量量下下降降，导导致致光光合合产产物物在在叶叶片片中中积积累累。(4)根根据据题题图图可可以以看看出出随随着着去去除除棉棉铃铃的的百百分分率率的的增增加加，叶叶片片光光合合作作用用速速率率下下降降，而而光光合合产产物物在在叶叶片片中中积积累累，说说明明叶叶片片中中光光合合产产物物的的积累会抑制光合作用。积累会抑制光合作用。(5)与与只只去去除除棉棉铃铃植植株株的的叶叶片片相相比比，如如果果检检测测到到未未遮遮光光的的叶叶片片中中光光合合产产物物下下降降且且光光合合速速率率上上升升，则则说说明明叶叶片片光光合合产产物物的的积积累累会会抑制光合作用。抑制光合作用。答答案案：(1)H叶叶绿绿体体基基质质(2)逐逐渐渐下下降降28(3)淀淀粉粉和和蔗蔗糖糖含含量量输输出出量量(4)抑抑制制(5)未未遮遮光光的的光光合合产产物物含含量量下降，光合速率上升下降，光合速率上升谢谢观赏谢谢观赏