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1、【课件】高一生物必修一件】高一生物必修一5.4光合光合作用作用有些蔬菜大棚内悬挂有些蔬菜大棚内悬挂红色红色或蓝紫色或蓝紫色的灯，并且白天的灯，并且白天也开灯。这么做有什么好也开灯。这么做有什么好处？处？为什么不使用绿色的灯补为什么不使用绿色的灯补充光源？充光源？思考与讨论？思考与讨论？一、捕获光能的色素和结构一、捕获光能的色素和结构追根溯源，大多数生物的能量来自于哪追根溯源，大多数生物的能量来自于哪里？里？哪种作用方式可以将太阳能转换成化学哪种作用方式可以将太阳能转换成化学能？能？哪些物质能够捕获光能？哪些物质能够捕获光能？来自太阳的光能来自太阳的光能依靠光合作用依靠光合作用(一）捕获光能的色
2、素一）捕获光能的色素什么是白化苗？什么是白化苗？为什么会出现白化苗？为什么会出现白化苗？光合作用与细胞内的哪些物质有光合作用与细胞内的哪些物质有关呢？关呢？绿叶中到底有哪些色素？绿叶中到底有哪些色素？实验：绿叶中色素的提取和分离实验：绿叶中色素的提取和分离实验原理：实验原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中无水乙醇中.各种色素在层析液中的溶解度不同各种色素在层析液中的溶解度不同,在滤纸上扩散的快慢也不同。在滤纸上扩散的快慢也不同。实验材料：实验材料：新鲜的绿叶新鲜的绿叶干燥的定性滤纸、试管、棉塞、试管干燥的定性滤纸、试管、棉塞、试管架、研钵、玻璃漏斗、架、
3、研钵、玻璃漏斗、尼龙布、毛细吸管、剪刀、药勺、尼龙布、毛细吸管、剪刀、药勺、量筒（量筒（10ml）、天平）、天平 无水乙醇、层析液、二氧化硅、碳酸钙无水乙醇、层析液、二氧化硅、碳酸钙 方法与步方法与步骤骤称取5g左右的鲜叶，剪碎，放入研钵中。加少许的石英砂（充分研磨）和碳酸钙(防止研磨中色素被破坏)与10ml无水乙醇。在研钵中快速研磨。将研磨液进行过滤。提取色素提取色素制备滤纸条方法与步骤画滤液细线方法与步骤方法与步骤分离绿叶中的色素方法与步方法与步骤骤分离绿叶中的色素分离绿叶中的色素分离绿叶中的色素分离绿叶中的色素胡萝卜素（胡萝卜素（橙黄色橙黄色）叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素叶绿素叶绿素
4、a(蓝绿色蓝绿色)叶绿素叶绿素b（黄绿色黄绿色）叶黄素（叶黄素（黄色黄色）3/41/4说明色素的种类说明色素的种类叶绿体色素分离带叶绿体色素分离带即可以表达叶绿体中色素的分离带，从上到下即可以表达叶绿体中色素的分离带，从上到下分别为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素分别为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b b；它们的颜色分别为橙黄色、黄色、蓝绿色、黄它们的颜色分别为橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色；叶绿素绿色；叶绿素abab挨得很近；挨得很近；胡萝卜素含量最小，色素带最细；叶绿素胡萝卜素含量最小，色素带最细；叶绿素a a含含量最多，色素带最宽量最多，色素带最宽。实验中的注意事项实验中的注意事项
5、（1）选材：应选取鲜嫩、颜色深的叶片，以保证含有较）选材：应选取鲜嫩、颜色深的叶片，以保证含有较多的色素。多的色素。（2）提取色素：研磨要迅速、充分，以保证提取较多的）提取色素：研磨要迅速、充分，以保证提取较多的色素。色素。（3）研磨液过滤时应用尼龙布、不能用滤纸，以免滤纸）研磨液过滤时应用尼龙布、不能用滤纸，以免滤纸吸附色素。吸附色素。（4）制备滤纸条：剪去两角，以）制备滤纸条：剪去两角，以保证色素在滤纸条上扩保证色素在滤纸条上扩散均匀、整齐，便于观察散均匀、整齐，便于观察。（5）画滤液细线：要平、直、齐，使各色素扩散的起点）画滤液细线：要平、直、齐，使各色素扩散的起点相同；且干燥后重复画一
6、次，相同；且干燥后重复画一次，使滤液细线使滤液细线han有较多的色有较多的色素素。（6）色素分离：滤液细线不要触及层析液，否则滤液细）色素分离：滤液细线不要触及层析液，否则滤液细线中的色素分子将溶解到层析液中，滤纸上得不到条带。线中的色素分子将溶解到层析液中，滤纸上得不到条带。处处理理 A BC DSIO2(少量少量)CaCO3(少量少量)95乙醇乙醇（10ML）蒸蒸馏馏水水（10ML）颜颜色色造成色素提取液颜色浅的主要原因有哪些？造成色素提取液颜色浅的主要原因有哪些？绿叶不鲜嫩，色素含量太少；绿叶不鲜嫩，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；绿叶过少或提取
7、液（丙酮、酒精等）加入绿叶过少或提取液（丙酮、酒精等）加入过多，导致色素溶液的浓度低；过多，导致色素溶液的浓度低；未加碳酸钙或加入量过少，导致部分色素未加碳酸钙或加入量过少，导致部分色素分子被破坏。分子被破坏。这四种色素对光的吸收有什么差别呢这四种色素对光的吸收有什么差别呢?思考思考:我们又通过什么实验来验证它们对光吸收的我们又通过什么实验来验证它们对光吸收的差别呢差别呢?实验方法实验方法:将绿叶中的将绿叶中的4种色素的溶液种色素的溶液,分别放在阳光和三棱镜之间分别放在阳光和三棱镜之间,从连续光谱从连续光谱中可以看到不同波长被吸收的情况中可以看到不同波长被吸收的情况叶绿体中的色素提取液叶绿体中
8、的色素提取液叶绿素主要吸收叶绿素主要吸收_类胡萝卜素主要吸收类胡萝卜素主要吸收_蓝紫光蓝紫光蓝紫光、红光蓝紫光、红光捕获光能的色素和结构捕获光能的色素和结构 实验表明：叶绿素实验表明：叶绿素a和叶绿素和叶绿素b主要吸主要吸收蓝收蓝紫紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。吸收蓝紫光。叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素叶绿素叶绿素a(蓝绿色蓝绿色)叶绿素叶绿素b（黄绿色黄绿色）胡萝卜素（胡萝卜素（橙黄色橙黄色）叶黄素（叶黄素（黄色黄色）吸收吸收吸收吸收红光红光红光红光和和和和蓝紫光蓝紫光蓝紫光蓝紫光吸收吸收吸收吸收蓝紫光蓝紫光蓝紫光蓝紫光3/41/4说明色素的种类
9、、功能说明色素的种类、功能光合色素的作用：吸收、传递光能，少数特光合色素的作用：吸收、传递光能，少数特殊状态的叶绿素殊状态的叶绿素a具有吸收、转换光能为电能具有吸收、转换光能为电能的作用的作用 捕捕获获光光能能的的色色素素类胡萝类胡萝卜素卜素叶绿素叶绿素胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b(占占1/4)(占占3/4)滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？胡萝卜素胡萝卜素橙黄色橙黄色叶黄素叶黄素黄色黄色叶绿素叶绿素蓝绿色蓝绿色叶绿素叶绿素黄绿色黄绿色扩散最快，扩散最快，溶解度最大，溶解度最大，含量最少含量最少含量最多含量最多扩散最慢，扩散最慢
10、，溶解度最小溶解度最小扩散速度、溶解度大小、含量高低扩散速度、溶解度大小、含量高低讨论：讨论：1.1.用这种方法有什么好处？不同颜色的光照对用这种方法有什么好处？不同颜色的光照对植物的光合作用会有什么影响？植物的光合作用会有什么影响？2.2.为什么不使用绿色的塑料薄膜或补充绿色光为什么不使用绿色的塑料薄膜或补充绿色光源？源？用红色或蓝色的塑料薄膜挂红色或蓝色的灯管问题探讨问题探讨:1.1.用这种方法可以提高光合作用强度。因为用这种方法可以提高光合作用强度。因为叶绿素吸收最多的是光谱中的蓝紫光和红光。叶绿素吸收最多的是光谱中的蓝紫光和红光。不同颜色的光照对植物的光合作用会有影响。不同颜色的光照对
11、植物的光合作用会有影响。2.2.因为叶绿素对绿光吸收最少，所以不使用因为叶绿素对绿光吸收最少，所以不使用绿色的塑料薄膜或补充绿色光源。绿色的塑料薄膜或补充绿色光源。叶绿体存在部位叶绿体存在部位捕获光能的结构捕获光能的结构色素色素 酶酶 分布：分布：主要分布在绿色植物的主要分布在绿色植物的叶肉细胞叶肉细胞 形态：形态：一般呈扁平的椭球形或一般呈扁平的椭球形或球形球形 功能：功能：光合作用的场所。光合作用的场所。结构：结构：外膜外膜内膜内膜基粒基粒由两个以上的类囊体堆由两个以上的类囊体堆叠而成，类囊体薄膜上叠而成，类囊体薄膜上含色素和酶含色素和酶基质基质 含多种光合作用所必需含多种光合作用所必需的
12、酶的酶透明，有利于光线透明，有利于光线的透过的透过影响叶绿体形成因素影响叶绿体形成因素一一、光、光原（前）质体原（前）质体 白色体白色体 叶绿体叶绿体 有色体有色体二、二、温度温度秋天落叶、倒春寒秋天落叶、倒春寒 叶失绿叶失绿三三、矿质元素、矿质元素恩格尔曼实验恩格尔曼的实验说明了什么问题？恩格尔曼的实验说明了什么问题？1、氧气是叶绿体释放出来的、氧气是叶绿体释放出来的2、叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所、叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所v实验结论v实验的巧妙之处1 选用水绵：具有细而长的叶绿体并且其螺旋状分布在细胞中。选用水绵：具有细而长的叶绿体并且其螺旋状分布在细胞中。2 先放在黑暗无
13、空气的环境中：排除环境中光和氧气的影响。先放在黑暗无空气的环境中：排除环境中光和氧气的影响。3 极细的光束照射、好氧细菌检测：迅速准确地判断出释放氧气的极细的光束照射、好氧细菌检测：迅速准确地判断出释放氧气的部位。部位。4 黑暗和极细光照射形成对比：明确指出结果完全是由光照引起的。黑暗和极细光照射形成对比：明确指出结果完全是由光照引起的。5 设置验证试验：完全暴露在光下，再一次验证了实验结果。设置验证试验：完全暴露在光下，再一次验证了实验结果。小结：小结：1.植物体进行光合作用捕获光能的物质是什植物体进行光合作用捕获光能的物质是什么？么？2.捕获光能的色素有哪些？捕获光能的色素有哪些？3.四种
14、色素分别吸收哪些光？四种色素分别吸收哪些光？4.色素分布在细胞内的什么部位？色素分布在细胞内的什么部位？5.叶绿体的功能是什么？叶绿体的功能是什么？光合作用光合作用光合作用是指绿色植物通过光合作用是指绿色植物通过叶叶绿体绿体，利用，利用光能光能，把，把二氧化碳二氧化碳和水和水转化成储存着能量的转化成储存着能量的有机有机物物，并且释放出，并且释放出氧气氧气的过程。的过程。车间车间动力动力产物产物原料原料 含叶绿体的真核细胞能进行光合作用，含有含叶绿体的真核细胞能进行光合作用，含有光合色素的原核生物也能进行光合作用。光合色素的原核生物也能进行光合作用。能进行光合作用的生物能进行光合作用的生物除绿色
15、植物外，含叶绿体的非绿色植物如褐藻（海带等）、红藻（紫菜等）等，不含叶绿体的原核生物蓝藻、某些细菌（如绿硫细菌、紫硫细菌）也能进行光合作用。2000多年前多年前亚亚里士多德里士多德(Aristotle)问题：问题：植物生长所需的物质来自何处？植物生长所需的物质来自何处？认为认为：构成植物构成植物 体的原料是土壤体的原料是土壤 植物增加的重量植物增加的重量=土壤减少的重量土壤减少的重量光合作用的探究历程五年后五年后16481648年比利时海尔蒙特的实验年比利时海尔蒙特的实验柳树增重柳树增重80kg土壤只减少土壤只减少0.06kg结论：植物增重主要来自水分结论：植物增重主要来自水分历程177117
16、71年英年英国国普利斯特利普利斯特利实验实验历程结论结论：植物可以更新空气植物可以更新空气实验重复了实验重复了500500多多次次结论：只有在光照下只有绿叶才可以更新空气结论：只有在光照下只有绿叶才可以更新空气B组组A组组历程 17851785年，年，发现发现了空了空气气的的组组成，科成，科学学家在明确家在明确绿绿叶在光下叶在光下放放出出的的气气体是体是氧气氧气，吸收吸收的是的是二二氧氧化化碳碳。历程 1845 1845年年，德，德国国的科的科学学家家梅梅耶耶指出：植物光合作用指出：植物光合作用时时，把，把光能光能转换转换成化成化成化成化学学能能储储存存起起来来。依据：依据：能量能量转换转换和
17、守恒定律和守恒定律历程48 1864年，萨克斯年，萨克斯(德德)的实验的实验（置于暗处几小时）（置于暗处几小时）思考：思考：目的是什么？目的是什么？一半遮光一半遮光一半曝光一半曝光为了使绿叶中原有的有机物消耗殆尽为了使绿叶中原有的有机物消耗殆尽为了使绿叶中原有的有机物消耗殆尽为了使绿叶中原有的有机物消耗殆尽一一半半曝曝光光，一一半半遮遮光光在在暗暗处处放放置置几几小小的的叶叶片片暗处理暗处理光照光照酒精酒精脱色脱色碘蒸汽处理碘蒸汽处理结论结论：绿色叶片光合作用产生淀粉绿色叶片光合作用产生淀粉历程19411941年年 鲁宾鲁宾和卡和卡门门 同位素同位素标记标记法法研研究究C18O2H2OH218
18、O光照下光照下的小球的小球藻悬液藻悬液O218O2AB同位素同位素18O标记标记H2O和和CO2H2 18O和和C18O2结论：光合作用释放的氧来自水结论：光合作用释放的氧来自水 光合作用释放的光合作用释放的OO2 2到底是来自到底是来自H H2 2OO，还是还是COCO2 2历程CO22020世纪世纪0 0年代年代,美国科学家卡尔文美国科学家卡尔文(14CH2 O)14CO2 碳的同位素碳的同位素 C 标记标记CO214CO214CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳的途径，这一途径称为的碳的途径，这一途径称为卡尔文循环卡尔文循环。历程14C3年年 代代科
19、学家科学家结结 论论17711771年年普利斯特普利斯特利利植物可以植物可以 .17791779年年英格豪斯英格豪斯只有在只有在 只有只有 才可以更新空气才可以更新空气18451845年年梅耶梅耶光合作用把光合作用把 转化转化成成 .18641864年年萨克斯萨克斯绿叶通过光合作用绿叶通过光合作用产生产生 .19391939年年鲁宾和卡鲁宾和卡门门光合作用释放的氧气是光合作用释放的氧气是来自来自 .194194 年年卡尔文卡尔文光合作用产生的有机物光合作用产生的有机物中的碳来自中的碳来自 .更新空气光照下绿叶光能化学能淀粉水CO220世纪40年代1880年恩格尔曼：光合作用 的场所是叶绿体光合
20、作用：光合作用：原料：原料：COCO2 2 和和 H H2 2O O叶绿体叶绿体光能光能产物：产物：有机物和氧气有机物和氧气光合作用反应式：光合作用反应式：CO2+H2O(CH2O)+O2光能光能叶绿体叶绿体条件：条件：酶酶场所：场所：CO2+H2O*(CH2O)+O2*光能光能叶绿体叶绿体光合作用的原料、产物、场所和条件是光合作用的原料、产物、场所和条件是什么？请用一个化学反应式表示出来。什么？请用一个化学反应式表示出来。2.2 2.2 光合作用的过程光合作用的过程 根据是否需要光能，把光合作用根据是否需要光能，把光合作用分为分为光反应和暗反应光反应和暗反应。H H2 2O O类囊体膜类囊体
21、膜酶酶Pi ADPATP1.光反应阶段光反应阶段酶酶光光色素色素叶叶绿绿体体内内的的类类囊体薄膜上囊体薄膜上水的光解：水的光解：H2O H +O2光能光能（作用（作用:提供提供还还原力）原力）ATPATP的合成：的合成：ADPADPPi Pi 能量（能量（光能光能）ATP ATP酶酶条条件件 ：场场所：所：物物质变质变化：化：能量能量变变化：化：光能光能转变为转变为活活跃跃的化的化学学能能贮贮存在存在ATPATP和和HH中中H2.2.暗反暗反应阶应阶段段COCO2 2的固定：的固定：COCO2 2C C5 5 2C 2C3 3酶酶C C3 3的的还还原：原：ATPATPH H、条条件：件：场场
22、所：所：物物质变质变化：化：能量能量变变化：化：叶叶绿绿体的基体的基质质中中多多种种酶、酶、ATPATP和和 HH中活中活跃跃的化的化学学能能转变为转变为糖糖类类等等 有机物中有机物中稳稳定的化定的化学学能能2C3 (CH2O)酶酶H H、ATPATPCO2 2糖类糖类 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 2C3C C3 3的的还原还原 基质基质多种酶多种酶H、ATP能量的转移途径：能量的转移途径：碳的转移途径：碳的转移途径：光能光能ATPATP、NADPHNADPH中中活跃的化学能活跃的化学能(CH2O)中中稳定稳定的化学能的化学能CO2C3（CH2O）整个光
23、合作用过程中的物质变化整个光合作用过程中的物质变化和能量变化分别是什么？和能量变化分别是什么？可见光可见光C52C3ADP+PiATP2H2OO24H多种酶多种酶酶酶(CH2O)CO2吸收吸收光解光解能能固定固定还还原原酶酶光反应光反应暗反应暗反应2.2.光合作用的过程：光合作用的过程：色素分子色素分子光能转换中的重要物质：光能转换中的重要物质：1 原初电子供体是原初电子供体是 ，最终电子和氢供体是，最终电子和氢供体是 ，最终电子和氢受体是，最终电子和氢受体是 。2 既是能量（活跃化学能的载体，既是能量（活跃化学能的载体，也是还原剂）。也是还原剂）。3将光反应和暗反应连接在一起的物质是将光反应
24、和暗反应连接在一起的物质是 4 。54 有关物质的转移：有关物质的转移：由基由基粒类囊体膜至基质，粒类囊体膜至基质，由基质至基粒类囊体膜。由基质至基粒类囊体膜。少数处于特殊状态的叶绿体aH2ONADP+NADPHNADPH、ATP和NADP+、ADP+PiNADPH、ATPNADP+、ADP+Pi光反应光反应暗反应暗反应酶酶酶小结小结色素色素 酶酶联联 系系能量变化能量变化 物质变化物质变化场所场所条条件件光光暗暗 反反 应应 光光 反反 应应过程过程项目项目需要光需要光 色素、酶色素、酶不需要光不需要光 酶酶类囊体膜上类囊体膜上基质中基质中水的光解；水的光解；ATP的合成的合成CO2的固定；
25、的固定；C3的还原的还原 ATP中活中活 跃化学能跃化学能ATP中活中活 跃化学能跃化学能光能光能有机物中稳有机物中稳定化学能定化学能光反应光反应 为为 暗反应暗反应 提供提供 H 和和ATP，暗反应暗反应 为为 光反应光反应 提供提供NADP+、ADP 和和Pi。光照与光照与光照与光照与CO2CO2浓度对植物细胞的物质合成量的影响浓度对植物细胞的物质合成量的影响浓度对植物细胞的物质合成量的影响浓度对植物细胞的物质合成量的影响条件条件C3C5H和和ATPCH2O合成量合成量停止光照停止光照CO2供应不变供应不变增加增加减少减少减少减少减少减少突然光照突然光照CO2供应不变供应不变减少减少增加增
26、加增加增加增加增加光照不变光照不变停止停止CO2供应供应减少减少增加增加增加增加减少或没有减少或没有光照不变光照不变CO2供应增加供应增加增加增加减少减少减少减少增加增加1、光合作用将太阳能转化为化学、光合作用将太阳能转化为化学能并储存有机物；能并储存有机物；2、光合作用释放氧气；、光合作用释放氧气；3、为生物进化起了重要推动作用、为生物进化起了重要推动作用化能合成作用化能合成作用细菌利用体外环境中的某些无机物氧化时所释细菌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，这种合成作用叫化能放的能量来制造有机物，这种合成作用叫化能合成作用。合成作用。除了硝化细菌外，自然界还有铁细菌、硫
27、细菌除了硝化细菌外，自然界还有铁细菌、硫细菌属于进行化能合成作用的自养生物。属于进行化能合成作用的自养生物。2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量 2HNO2+O2 2HNO3+能量 能量6CO2+6H2O (CH20)+6O2硝化细菌的化能合成作用硝化细菌的化能合成作用 能够直接把从外界环境能够直接把从外界环境摄取的无机物转摄取的无机物转变成为自身的组成物质变成为自身的组成物质，并储存了能量的一，并储存了能量的一类生物类生物(化能自养、光能自养化能自养、光能自养)不能直接利用无机物制成有机物不能直接利用无机物制成有机物，只能，只能把从外界把从外界摄取的现成的有机物摄取的现成的有机物转变
28、成自身的转变成自身的组成物质，并储存了能量的一类生物组成物质，并储存了能量的一类生物 如：绿色植物，蓝藻、硝化细菌、铁细菌、硫细菌等如：绿色植物，蓝藻、硝化细菌、铁细菌、硫细菌等如：人、动物、真菌如：人、动物、真菌(如蘑菇如蘑菇)、多数的细菌（乳酸菌、多数的细菌（乳酸菌、大肠杆菌）等大肠杆菌）等自养生物：自养生物：异养生物：异养生物：光合作用方程式：有氧呼吸作用方程式：6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O光能光能叶绿体叶绿体C C6 6H H1212OO6 6+6H+6H2 2O+6O+6OO2 2 6CO6CO2 2+12H+12H2 2OO+能量能量 酶酶黑暗和光照下的物质
29、变化？光合作用和呼吸作用的关系维持生命活动CO2+H2O （CH2O）+O2叶绿体光能C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量酶O2、C6H12O6CO2光合作用和呼吸作用的关系光合作用与呼吸作用的区别：光合作用与呼吸作用的区别：光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用原料原料产物产物能量能量转换转换发生发生部位部位发生发生条件条件联系联系光合作用与呼吸作用的区别：光合作用与呼吸作用的区别：光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用原料原料CO2、H2OO2、葡萄糖等有机物、葡萄糖等有机物产物产物O2、葡萄糖等有机物、葡萄糖等有机物CO2、H2O等等能量能量转换转换贮藏能量的过程贮藏能量的过
30、程光能光能活跃的化学能活跃的化学能稳稳定的化学能定的化学能释放能量的过程释放能量的过程稳定的化学能稳定的化学能活跃活跃的化学能的化学能发生发生部位部位有叶绿体的细胞、叶绿体有叶绿体的细胞、叶绿体活细胞、线粒体、细活细胞、线粒体、细胞质胞质发生发生条件条件光照、酶光照、酶酶酶联系联系光合作用为有氧呼吸提供光合作用为有氧呼吸提供有机物和有机物和O2；呼吸作；呼吸作用为光合作用提供用为光合作用提供CO2。光能光反应ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能各项生命活动ATP中活跃的化学能利用细胞呼吸光合作用暗反应直接的能量来源：ATP最终的能量来源：太阳的光能太阳的光能真（实际）光合速率真（实际）光合
31、速率=表表观观（净）光合速率（净）光合速率+呼吸速率呼吸速率真（实际）光合强度真（实际）光合强度=表表观观（净）光合强度（净）光合强度+呼吸强度呼吸强度光合作用葡萄糖净产量光合作用葡萄糖净产量=光合作用实际葡萄糖生产量光合作用实际葡萄糖生产量 -呼吸作用葡萄糖消耗量呼吸作用葡萄糖消耗量有机物的积累量有机物的积累量=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实际产氧量光合作用实际产氧量=实测的氧气释放量实测的氧气释放量+呼吸作用耗氧量呼吸作用耗氧量光合作用实际光合作用实际CO2消耗量消耗量=实测实测CO2消耗量消耗量 +呼吸作用呼吸作用CO2释放量释放量一昼夜有机
32、物的积累量（用一昼夜有机物的积累量（用CO2表示）表示）=白天从外界吸收的白天从外界吸收的CO2量量-晚上呼吸释放的晚上呼吸释放的CO2总量总量1因素？因素？(1)同同一一植植物物的的不不同同生生长长发发育育阶阶段段根根据据植植物物在在不不同同生生长长发发育育阶阶段段光光合合作作用用速速率率不不同同，适适时时适适量量地地提提供供水水肥肥及其他环境条件，以使植物茁壮成长。及其他环境条件，以使植物茁壮成长。(2)同一叶片的不同生长发育时期曲曲线线分分析析：OA段段为为幼幼叶叶，随随幼幼叶叶的的生生长长，叶叶面面积积不不断断增增大大，叶叶内内叶叶绿绿体体、叶叶绿绿素素含含量量不不断断增增加加，光光合
33、合作作用用速速率率不不断断增增加加。AB段段为为壮壮叶叶，叶叶片片的的面面积积、叶叶绿绿体体和和叶叶绿绿素素都都处处于于稳稳定定状状态态，光光合合速速率率也也基基本本稳稳定定。BC段段为为老老叶叶，随随着着叶叶龄龄的的增增加加，叶叶片片内内叶叶绿绿素素被被破破坏坏，光光合合速率也随之下降。速率也随之下降。应应用用：农农作作物物、果果树树管管理理后后期期适适当当摘摘除除老老叶叶、残残叶叶、茎茎叶叶蔬蔬菜菜及及时时换换新新叶叶，这这样样可可减减少少其其细细胞胞呼呼吸吸对对有有机物的消耗。机物的消耗。内因内因色素含量、酶的活性和数量色素含量、酶的活性和数量环境因素对光合作用的影响环境因素对光合作用的
34、影响1）光照）光照2）温度）温度3）二氧化碳浓度）二氧化碳浓度4）水分）水分5）矿质元素）矿质元素6）叶面积指数）叶面积指数(1)光照光照强强度度绿绿色植物每色植物每时时每刻每刻都都进进行行细细胞胞呼吸，呼吸，当当在在光下光下测测定植物光合强度定植物光合强度时时，由于植物的，由于植物的细细胞呼吸同胞呼吸同时进时进行，因而行，因而实际测实际测得的得的数数值应为值应为光合作用光合作用与与细细胞呼胞呼吸之差吸之差(表表观观光合强度光合强度)。2.外界因素的影响单因子影响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点：点：B B点：点：C点：点：(1)(1)
35、表示表示净净光合量光合量(表表观观光合量光合量)植物植物(叶片叶片)“吸收吸收”COCO2 2量或量或实验实验容器容器内内COCO2 2的的减减少量。少量。植物植物(叶片叶片)“释释放放”O O2 2量或量或实验实验容器容器内内O O2 2的的增加量；增加量；植物植物(叶片叶片)“积积累累”葡萄糖量或植物重量葡萄糖量或植物重量(有机物有机物)增加量；增加量；(2)表示总光合量(实际光合量)叶绿体“固定固定”CO2量；叶绿体“产生产生”O2量；植物或叶绿体“产生或制造产生或制造”葡萄糖量。计计算算方方法法：真真(实实际际)光光合合速速率率表表现现光光合合速速率率(净净光光合合速速率率或或实实测测
36、光光合合速速率率)细细胞呼吸速率。胞呼吸速率。即即真真(实实际际)光光合合速速率率是是实实际际测测量量的的光光合合速率与速率与细细胞呼吸速率的代数和。胞呼吸速率的代数和。测测定方法定方法呼呼吸吸速速率率：将将植植物物置置于于黑黑暗暗中中，测测定定实实验验容容器器中中COCO2 2增增加加量量、O O2 2减减少少量量或或有有机物机物减减少量。少量。净净光光合合速速率率：将将植植物物置置于于光光下下，测测定定实实验验容容器器中中O O2 2增增加加量量、COCO2 2减减少少量量或或有有机机物增加量。物增加量。A AB B光照强度光照强度光照强度光照强度光光光光合合合合速速速速率率率率0 0吸吸
37、吸吸收收收收CO2CO2阳生植物阳生植物阳生植物阳生植物阴生植物阴生植物阴生植物阴生植物A A：光补偿点：光补偿点：光补偿点：光补偿点B B：光饱合点：光饱合点：光饱合点：光饱合点应应用用：阴阴生生植植物物的的光光补补偿偿点点和和光光饱饱和和点点比比较较低低，如如虚虚线线所所示示。间间作作套套种种时时农农作作物物的的种种类类搭搭配配，林林带带树树种种的的配配置置、合合理理采采伐伐，冬冬季季温温室室栽栽培培避避免免高高温温等等都都与与光光补补偿偿点有关。点有关。(2)CO2浓浓度度曲曲线线分分析析：图图1中中A点点表表示示CO2补补偿偿点点，即即光光合合作作用用速速率率等等于于呼呼吸吸作作用用速
38、速率率时时的的CO2浓浓度度，图图2中中A点点表表示示进进行行光光合合作作用用所所需需CO2的的最最低低浓浓度度。B和和B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”，增增施施农农家家肥肥等等增增大大CO2浓浓度度，提提高高光光合合作用速率。作用速率。Oabcde光合作用的强度二氧化碳的浓度a b：b c：c d：d e：CO2浓度超过一定限度，将引起原生质体 中毒或气孔关闭，抑制光合作用。CO2浓度对光合作用强度的影响CO2浓度再增加，光合作用强度保持不变；随CO2的浓度增加，光合作用强度增强；CO2太低，农作物消耗光
39、合作用产物；(3)温度温度曲曲线线分分析析：温温度度是是通通过过影影响响与与光光合合作作用用有有关的关的酶的活性酶的活性而影响光合作用速率的。而影响光合作用速率的。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；增增大大昼昼夜夜温温差差获获得高产。得高产。(4)矿质矿质元素元素曲曲线线的的含含义义：在在一一定定浓浓度度范范围围内内，增增大大必必需需矿矿质质元元素素的的供供应应，可可提提高高光光合合作作用用速速率率，但但当当超超过过一一定定浓浓度度后后，会会因因土土壤壤溶溶液液浓浓度度过过高高使使植植物物吸吸水水困困难难从
40、从而而导导致致光光合作用速率下降。合作用速率下降。细胞发生什么现象？细胞发生什么现象？应应用用：在在农农业业生生产产上上，根根据据植植物物的的需需肥肥规规律律，适适时时地地、适适量量地地增增施施肥肥料料，可可以以提提高高作作物物的的光光合合作作用用。合合理施肥理施肥(5)(5)水：气孔的开启和关闭水：气孔的开启和关闭（6 6）叶面积指数对光合作用的影响：叶面积指数对光合作用的影响：栽培农作物，还是植树、养花，种植栽培农作物，还是植树、养花，种植的密度都应当合理。的密度都应当合理。合理密植合理密植2外界因素的影响多因子因素(1)曲线分析曲线分析P点点前前，限限制制光光合合速速率率的的因因素素应应
41、为为横横坐坐标标所所表表示示的的因因子子，随随其其因因子子的的不不断断加加强，光合速率不断提高。强，光合速率不断提高。P点点到到Q点点之之间间，限限制制因因子子既既有有横横坐坐标标因因素素，也也有其他因素。有其他因素。Q点点后后，横横坐坐标标所所表表示示的的因因素素，不不再再是是影影响响光光合合速速率率的的因因子子，要要想想提提高高光光合合速速率率，可可采采取取适适当当提提高高图图示示中的其他因子的方法。中的其他因子的方法。左左图图表示植物有关生理作用与表示植物有关生理作用与环环境因素的关系，境因素的关系，请请回答：回答：1.B点叶肉点叶肉细细胞中胞中产产生生ATP的的细细胞器有胞器有 。2.
42、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段段和和对对比，限制光合作用的主要因素是比，限制光合作用的主要因素是 。4.和和对对比，限制光合作用的主要因素是比，限制光合作用的主要因素是 。线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体光照强度光照强度温度温度CO2浓度浓度5.D点突然停止光照，细胞能否产生点突然停止光照，细胞能否产生ATP和和H ，细胞，细胞质基质内质基质内ATP含量含量 （下降、上升、基本不变）。（下降、上升、基本不变）。能能基本不变基本不变3.光合作用的日变化：(2)(2)应应用用温温室室栽栽培培时时，在在一一定定光光照照强强度度下下，白白天天适适当当提提高高温温度度
43、，增增加加光光合合酶酶的的活活性性，提提高高光光合合速速率率，也也可可同同时时适适当当充充加加COCO2 2，进进一一步步提提高高光光合合速速率率。当当温温度度适适宜宜时时，可可适适当当增增加加光光照照强强度度和和COCO2 2浓浓度度以以提提高高光光合合速速率率。总总之之，可可根根据据具具体体情情况况，通通过过增增加加光光照照强强度度、调调节节温温度度或或增增加加COCO2 2浓浓度度来来充充分分提高光合速率，以提高光合速率，以达达到增到增产产的目的。的目的。光合作用原理的应用光合作用原理的应用（1 1）影响光合作用的因素）影响光合作用的因素光照、光照、COCO2 2、温度、水、矿质元素等、
44、温度、水、矿质元素等（2 2）提高农作物光合作用强度的措施）提高农作物光合作用强度的措施1 1、适当提高光照强度、延长光照时间适当提高光照强度、延长光照时间 补蓝紫光或红光、多季种植补蓝紫光或红光、多季种植3 3、适当提高、适当提高COCO2 2浓度：浓度：正其行、通其风、合理施肥正其行、通其风、合理施肥4 4、适当提高温度适当提高温度:维持适当的昼夜温差维持适当的昼夜温差5 5、适当增加植物体内的含水量：、适当增加植物体内的含水量：合理灌溉合理灌溉6 6、适当增加矿质元素的含量：适当增加矿质元素的含量：合理施肥合理施肥2 2、增加光合作用面积增加光合作用面积合理密植合理密植（1 1）影响光合
45、作用的因素有哪些？）影响光合作用的因素有哪些？光照、光照、COCO2 2、温度、水、矿质元素等、温度、水、矿质元素等（2 2）如何定量表示光合作用的强度？）如何定量表示光合作用的强度？探究：环境因素对光合作用强度的影响探究：环境因素对光合作用强度的影响1 1、实验原理、实验原理 光合作用的强度可通过测定一定时间内光合作用的强度可通过测定一定时间内原料的原料的消耗或产物生成消耗或产物生成的数量来定量的表示。的数量来定量的表示。内因：内因：酶、色素等酶、色素等外因：外因：同种生长旺盛的绿叶同种生长旺盛的绿叶小圆形叶片小圆形叶片30片（打孔片（打孔器）器）让叶片内部气体逸出（抽出）让叶片内部气体逸出
46、（抽出）放入黑放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用暗处盛有清水的烧杯中待用 备备用的用的沉水底叶片沉水底叶片放入放入3 3只富含只富含COCO2 2的清水的的清水的烧烧杯中杯中进进行行强强、中、中、弱光的照射（弱光的照射（调节调节台灯与装置台灯与装置间间距）距）同一同一时间时间内叶片浮起的数量内叶片浮起的数量烧烧杯杯小小圆圆形形叶片叶片加富含加富含CO2的清水的清水光照光照强强度度叶片浮叶片浮起数起数原理原理甲甲10片片20 mL强强多多叶片光合叶片光合作用作用产产生生的氧气使的氧气使叶片浮起叶片浮起乙乙10片片20 mL中中较较多多丙丙10片片20 mL弱弱少少探究光照强弱对光合作用强度的影响对对
47、照照用用3盏盏40 W台灯分台灯分别别向向A、B、C 3个个实验实验装置装置进进行行强强、中、弱三种光照（中、弱三种光照（为为降低降低不同光照不同光照产产生的生的热热量量对实对实验验的干的干扰扰，可在台灯与，可在台灯与实实验验装置之装置之间间放置一盛水玻放置一盛水玻璃柱）。璃柱）。光照光照强强弱弱（自（自变变量）量）可通可通过调过调节节台灯功台灯功率或与率或与实实验验装置装置间间的距离的距离来来决定。决定。光合作用的测定测定植物的呼吸作用强度：测定植物的呼吸作用强度：装置的烧杯中放入适宜浓度装置的烧杯中放入适宜浓度的的NaOH溶液；将玻璃钟罩溶液；将玻璃钟罩遮光处理，放在适宜温度的遮光处理，放
48、在适宜温度的环境中；环境中；1小时后记录红墨水小时后记录红墨水滴移动的方向和刻度，得滴移动的方向和刻度，得X值。值。测定植物的净光合作用强测定植物的净光合作用强度：装置的烧杯中放入度：装置的烧杯中放入NaHCO3缓冲溶液；将装置缓冲溶液；将装置放在光照充足、温度适宜的放在光照充足、温度适宜的环境中；环境中；1小时后记录红墨水小时后记录红墨水滴移动的方向和刻度，得滴移动的方向和刻度，得Y值。值。气体体积变化法气体体积变化法-测光合作用测光合作用O2产生产生(或或CO2消耗消耗)的体积的体积“半叶法”-测光合作用有机物的生产量 原理：将对称叶片的一部分原理：将对称叶片的一部分(A)遮光，遮光，另一
49、部分另一部分(B)不做处理，并采用适当的不做处理，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在方法阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射适宜光照下照射a小时后，在小时后，在A、B的的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为重，分别记为MA、MB，获得相应数，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度，据，则可计算出该叶片的光合作用强度，其单位是其单位是mg/(dm2h)。问题：问题：可用什么方法阻止两部分叶可用什么方法阻止两部分叶片的物质和能量转移？片的物质和能量转移？a小时内上述小时内上述B部位截取的叶片光合部位截取的叶片光合作用合成有机物的
50、总量（作用合成有机物的总量（M）为）为_。灼烧叶脉灼烧叶脉M=MB-MA某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率，做了如图所示实某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率，做了如图所示实验。在叶柄基部作环剥处理验。在叶柄基部作环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和输出仅限制叶片有机物的输入和输出)，于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1cm2的叶圆片烘的叶圆片烘干后称其重量，测得叶片的叶绿体真正光合作用速率干后称其重量，测得叶片的叶绿体真正光合作用速率=(3y一一2zx)6 gcm-2h-1(不考虑取叶圆片后对叶生理活动的不考虑取叶圆片后对叶生理活动的影响