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1、第4节 能量之源光合作用第第4 4节节能量之源能量之源光与光合作用光与光合作用考点考点4 4、光合作用的基本过程、光合作用的基本过程 光合作用在历年的高考中都占有非常重光合作用在历年的高考中都占有非常重要的地位，是整个高中生物的重点和难点，要的地位，是整个高中生物的重点和难点，主要考查光合作用的场所、条件、产物、影主要考查光合作用的场所、条件、产物、影响因素及其光合作用的原理在农业生产中的响因素及其光合作用的原理在农业生产中的应用。应用。在学习中要从光合作用过程中有关光反在学习中要从光合作用过程中有关光反应和暗反应前后的物质和能量变化及二者之应和暗反应前后的物质和能量变化及二者之间的关系掌握光
2、合作用的实质；结合分析相间的关系掌握光合作用的实质；结合分析相关曲线，理解影响光合作用的因素，如光、关曲线，理解影响光合作用的因素，如光、二氧化碳的浓度、温度，同时要与生产、生二氧化碳的浓度、温度，同时要与生产、生活实际相联系，真正掌握本部分知识的内涵活实际相联系，真正掌握本部分知识的内涵和外延，并将知识转变成能力。和外延，并将知识转变成能力。为什么有些植物的叶片不是绿色的为什么有些植物的叶片不是绿色的?为什么有些植物的叶片在不同时期颜色不为什么有些植物的叶片在不同时期颜色不同呢？同呢？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
3、在绿叶的含量相同吗？各种色素在绿叶的含量相同吗？捕获光能的色素绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离操作步骤：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叶绿体中的色素叶绿体中的色素气孔的结构外膜外膜内膜内膜基质基质基粒基粒1.叶绿体叶绿体一一.捕获光能的色素和叶绿体结构捕获光能的色素和叶绿体结构：由类囊体由类囊体(片层膜结构片层膜结构)堆叠而堆叠而成，上分布有成，上分布有光合色素和酶光合色素和酶。基粒上和基质中有进行光合作用的基粒上和基质中有进行光合作用的酶酶。基粒基粒类囊体类囊体基粒基粒基质基质酶酶双层膜双层膜类囊体膜上具有类
4、囊体膜上具有色素系统色素系统实验实验绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离实验原理：提取实验原理：提取(无水乙醇无水乙醇)、分离、分离(层析液层析液)目的要求：绿叶中色素的提取和分离及色素的种类目的要求：绿叶中色素的提取和分离及色素的种类材料用具：新鲜的绿叶、定性滤纸等、无水乙醇等材料用具：新鲜的绿叶、定性滤纸等、无水乙醇等方法步骤：方法步骤：1.提取绿叶中的色素提取绿叶中的色素 2.制备滤纸条制备滤纸条 3.画滤液细线画滤液细线 4.分离绿叶中分离绿叶中的色素的色素 5.观察和记录观察和记录讨论：讨论：1.滤纸条上色带的数目、排序、宽窄？滤纸条上色带的数目、排序、宽窄？2.滤纸条上的滤
5、液细线，为什么不能触及层析液滤纸条上的滤液细线，为什么不能触及层析液？(三).叶绿体中色素的提取和分离实验1叶绿体中色素的提取和分离实验叶绿体中色素的提取和分离实验提提取取绿绿叶叶中的色素中的色素 研研磨磨 SiOSiO2 2：使叶片研磨的充分：使叶片研磨的充分CaCOCaCO3 3：防止色素被破坏：防止色素被破坏乙醇乙醇(10ml)(10ml)：溶解色素：溶解色素 过滤：滤液中溶解有色素过滤：滤液中溶解有色素 制制备备滤滤纸纸条条:干干燥燥，剪剪成成长长条条，一一端端剪剪去去二个角，并在距一端二个角，并在距一端1cm1cm处划一铅笔线。处划一铅笔线。画滤液细线画滤液细线：用毛细管将滤液画在滤
6、纸用毛细管将滤液画在滤纸条上条上,画画2323次（干燥后再重复画）次（干燥后再重复画）菠菜叶菠菜叶(5g)(5g)：剪碎：剪碎称取称取5g5g左右的鲜左右的鲜叶，剪碎，放入研叶，剪碎，放入研钵中。加少许的石钵中。加少许的石英砂英砂（充分研磨）（充分研磨）和碳酸钙和碳酸钙 (中和细中和细胞中的酸，防止镁胞中的酸，防止镁从叶绿素分子中移从叶绿素分子中移出出)与与10ml10ml无水乙醇。无水乙醇。在研钵中快速研磨。在研钵中快速研磨。将研磨液进行过滤。将研磨液进行过滤。(三).叶绿体中色素的提取和分离实验2色色素素分分离离方法方法：纸层析法纸层析法原理原理：色色素素在在层层析析液液中中的的溶溶解解度
7、度不不同同 ,随随层层析析液液在在滤滤纸纸上上的的扩扩散散速速度度不同不同 。结果结果注意事项注意事项：在在滤滤纸纸条条上上出出现现四四条条色色素素带带：从从上上往往下下依依次次为为胡胡萝萝卜卜素素、叶叶黄素、叶绿素黄素、叶绿素a a、叶绿素、叶绿素b b。：层析液不能没及滤液细线层析液不能没及滤液细线 (色素会溶解在层析液中色素会溶解在层析液中)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观察实验结果观察实验结果 三棱镜的色散作用三棱镜的色散作用叶绿体中的色素主要吸收叶绿体中的色素主要吸收红橙光红橙光和和蓝紫光蓝紫光叶绿体中色素的吸收光谱叶绿体中色素的吸收光谱叶绿素中色素的吸收光
8、谱叶绿素中色素的吸收光谱0 0400400500500600600700 700 波长波长/nm/nm 5050100100叶绿素叶绿素b b叶绿素叶绿素a a吸收光能的百分比吸收光能的百分比各种色素对光的吸收各种色素对光的吸收情况不同，可根据色情况不同，可根据色素的吸收光谱来分析素的吸收光谱来分析绿叶中色素的种类。绿叶中色素的种类。(二).叶绿体与光合作用2.2.色素的种类和作用色素的种类和作用光光合合色色素素 种种类类 作作用用 聚光色素：聚光色素：(大部分色素大部分色素)吸收、吸收、传递光能传递光能 作用中心色素作用中心色素:吸收吸收、转化光能转化光能 叶绿素叶绿素a a类胡萝卜素类胡萝
9、卜素叶绿素叶绿素b b叶黄素叶黄素胡萝卜素胡萝卜素叶绿素叶绿素吸吸收收红红光光和蓝紫光和蓝紫光吸吸收收蓝蓝紫光紫光3/43/41/41/4光能转换成电能光能转换成电能光光聚光色素聚光色素叶绿素叶绿素叶绿素叶绿素胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素少数特殊状态的叶绿素少数特殊状态的叶绿素(稳定态稳定态)(激发态激发态)eH2OO2+H+eNADPNADP+2e+H+2e+H+NADPHNADPHADP+Pi+ADP+Pi+能量能量 ATPATP酶酶酶酶4.(20114.(2011海南高考海南高考)红枫是一种木本观赏植物，在生长季节红枫是一种木本观赏植物，在生长季节叶片呈红色，下列关于该植物的叙述，正确的
10、是（叶片呈红色，下列关于该植物的叙述，正确的是（）A A红枫叶片不含叶绿素红枫叶片不含叶绿素 B B红枫叶片呈红色是因为吸收了红光红枫叶片呈红色是因为吸收了红光C C红枫叶片能吸收光能进行光合作用红枫叶片能吸收光能进行光合作用D D液泡中色素吸收的光能用于光合作用液泡中色素吸收的光能用于光合作用【解析解析】A A项项,红枫叶片含有叶绿素，只是液泡中的红色素遮盖红枫叶片含有叶绿素，只是液泡中的红色素遮盖了叶绿素的颜色，呈现了红色；了叶绿素的颜色，呈现了红色；B B项项,红枫叶片呈红色是由于反红枫叶片呈红色是由于反射了红光，不是吸收了红光；射了红光，不是吸收了红光；C C项项,在红枫叶片中含有光合
11、色素，在红枫叶片中含有光合色素，能吸收光能，可以进行光合作用；能吸收光能，可以进行光合作用；D D项项,液泡中的色素不能将吸液泡中的色素不能将吸收的光能转化用于光合作用。收的光能转化用于光合作用。C C5.5.在圆形滤纸的中央点上滴一滴叶绿体的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，排在外圈的色素呈心环状的四个色素圈，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(二).叶绿体与光合作用3.3.光合酶光合酶 分分布布于于基基粒粒类类囊囊体体膜膜上上（
12、参参与与光光反反应应）和和基基质质中中（参参与与暗暗反反应）应）。结论：水分是结论：水分是植物建造自身植物建造自身的原料。的原料。17 17世纪世纪海尔蒙特海尔蒙特栽培的柳树实验栽培的柳树实验结论：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，得到相反的结有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结果，所以有人认为植物也能使空气变污浊？果，所以有人认为植物也能使空气变污浊？二光合作用(一).光合作用的发现1二光合作用的原理和应用二光合作用的原理和应用(一一).).光合作用的探究历程光合作用的探究历程植物可以更新空气。植物可以更新空气。绿叶在光下才能更新空气绿叶在光下才能更新空气
13、.1771.1771年，年，普里斯特利的实验证明普里斯特利的实验证明:.1779.1779年，英格豪斯的实验证明年，英格豪斯的实验证明17851785年年,人们发现了空气的组成才明确人们发现了空气的组成才明确绿叶在光下放出的气体是氧气绿叶在光下放出的气体是氧气,吸收的吸收的气体是二氧化碳气体是二氧化碳.18 18世纪中期以前：世纪中期以前：植物植物所需所需营养物质营养物质都从土壤都从土壤中获得中获得,与空气无关。与空气无关。将点燃的蜡烛与绿色植将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在一个密闭的物一起放在一个密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭。熄灭。将小鼠与绿色植物一起将小鼠与绿色植物一起
14、放在一个密闭的玻璃罩放在一个密闭的玻璃罩内，小鼠不容易窒息而内，小鼠不容易窒息而死死。二光合作用(一).光合作用的发现1 植植物物进进行行光光合合作作用用时时，把把光光能能转转化化成成了了化化学学能能储储存存了了起起来来(根根据据能能量量转化和守恒定律转化和守恒定律)绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。(3).1845(3).1845年，德国科学家梅耶指出年，德国科学家梅耶指出:(4).1864(4).1864年，萨克斯的实验证明年，萨克斯的实验证明萨克斯的实验萨克斯的实验该实验证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉该实验证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉放在暗处几
15、小时，放在暗处几小时，目的是什么？目的是什么？1 12 23 3 1864年，（德）年，（德）萨克斯萨克斯的实验的实验绿色叶片中光合作用中产生了绿色叶片中光合作用中产生了淀粉淀粉；（5）1880年，恩格尔曼的实验年，恩格尔曼的实验隔绝空气隔绝空气黑暗，用极细光束照射完全暴露在光下完全暴露在光下水绵和好氧细水绵和好氧细菌的装片菌的装片结论：结论：氧气是由氧气是由 叶绿体叶绿体释放出来的，释放出来的，叶绿体叶绿体是光合作用是光合作用的场所。的场所。光合作用需要光合作用需要光照光照。细光束细光束细光束细光束细光束细光束(一).光合作用的发现2 （）.19391939年年,鲁鲁宾宾和和卡卡门门用用同同
16、位位素标记法实验素标记法实验(一一).).光现合作用的探究历程光现合作用的探究历程(一).光合作用的发现2 （）.19391939年年,鲁鲁宾宾和和卡卡门门用用同同位位素标记法素标记法实验实验(一一).).光现合作用的探究历程光现合作用的探究历程(一).光合作用的发现2 (6).(6).19391939年年,鲁鲁宾宾和和卡卡门门用用同同位位素素标记法实验标记法实验6C6COO2 2+12H+12H2 2OO C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O O+6+6O O2 2COCO2 2+H+H2 21818O O （CHCH2 2O O）+1818O O2 2C C1818O
17、O2 2+H+H2 2O O （CHCH2 21818OO）+O+O2 2 光光合合作作用用释释放放的的氧氧气气全全部来自参加反应的水。部来自参加反应的水。实验证明实验证明:(一).光合作用的发现2 COCO2 2中中的的碳碳在在光光合合作作用用中中转转化化成成有有机机物物中中碳碳的的途途径径,这这一一途途径径称称为为卡尔文循环。卡尔文循环。(7).(7).2020世世纪纪4040年年代代,卡卡尔尔文文用用同同位位素素 1414C C标记法进行标记法进行实验，最终探明了实验，最终探明了:光合作用的概念：是指绿色植光合作用的概念：是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧物通过叶绿体，利用光能，把
18、二氧化碳和水转化成储存着能量的有机化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。物，并且释放出氧气的过程。什么是光什么是光合作用呢？合作用呢？叶绿体中的囊状结构称为类囊体，吸叶绿体中的囊状结构称为类囊体，吸收光能的四种色素，就分布在类囊体的收光能的四种色素，就分布在类囊体的薄膜上。薄膜上。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，它内部巨大膜表面上，不仅分布着许多它内部巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。合作用所必需的酶。光合作用在叶光合作用在叶绿体中是怎样进行绿体中是怎样进行的呢？的呢？光合
19、作用的探究历程光合作用的探究历程(四).光合作用的过程(二二).).光合作用的过程光合作用的过程1.1.光光反反应应阶阶段段(二二).).光合作用的过程光合作用的过程2.2.暗暗反反应应阶阶段段(四).光合作用的过程(二二).).光合作用的过程光合作用的过程1.1.光反应光反应：2.2.暗反应暗反应.水的光解水的光解：.ATP.ATP的形成的形成：.CO.CO2 2的固定的固定：.CO.CO2 2的还原的还原ADP+PADP+Pi i+能量能量酶酶6CO6CO2 2+6C+6C5 5ATPATP ADP+P ADP+Pi i酶酶12C12C3 3+HH在叶绿体基粒类囊体薄膜上进行在叶绿体基粒类
20、囊体薄膜上进行：在叶绿体基质中进行在叶绿体基质中进行酶、光酶、光、光合色素光合色素12H12H2 2O OHH+6O+6O2 2ATPATP12C12C3 3C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O+6CO+6C5 5 酶、光、酶、光、光合色素光合色素光能光能叶绿素叶绿素aADP+PiNADPHH2ONADPeATPO2CO2C52C3eH+固固定定叶绿体叶绿体还还原原光光反反应应暗暗反反应应（CH2O）光合作用过程表一表一 光合作用的过程光合作用的过程光反应光反应暗反应暗反应叶绿体片层结构薄膜上叶绿体片层结构薄膜上叶绿体基质中叶绿体基质中叶绿体色素、酶、光能叶绿体色素、酶、
21、光能酶酶H2O e+H+O2酶酶ADP+Pi+能量能量 ATP酶酶NADP+H+能量能量 NADPH酶酶CO2+C5 2C3酶酶光能转变为光能转变为ATP、NADPH中的化学能中的化学能ATP、NADPH中的化学能转变中的化学能转变为贮存在有机物中的化学能为贮存在有机物中的化学能O2、ATP、NADPH（CH2O）、）、ADP、Pi、NADP、C5ATPNADPHADP、PiNADP无机物无机物有机物有机物光光化学化学有机物有机物2 C3 C5+（CH2O）ATPADP+PiNADPHNADP酶H2O、ADP、Pi、NADPCO2、C5、ATP、NADPH6C6COO2 2+12H+12H2
22、2OO C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O O+6+6O O2 2(二二).).光合作用的过程光合作用的过程光合作用的总反应式光合作用的总反应式:原料和产物的对应关系：原料和产物的对应关系：（CH2O）CHOCO2CO2H2OO2H2O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中活跃中活跃的化学能的化学能(CH2O)中中稳定稳定的化学能的化学能CO2C3（CH2O）(五).光合作用的实质(三三).).光合作用的实质光合作用的实质物质转化物质转化:能量转化能量转化：光能光能 化学能化学能无机物无机物 有机物有机物绿色植物通过绿色植物通
23、过叶绿体叶绿体，利用光，利用光能，将能，将二氧化碳和水二氧化碳和水合成贮存合成贮存能量的能量的有机物有机物，同时释放出，同时释放出氧氧气气的作用过程。的作用过程。光合作用的概念：光合作用的概念：1.1.叶绿体中的色素所吸收的光能，用于叶绿体中的色素所吸收的光能，用于 和和 ；形成的；形成的 和和 提供给暗反应。提供给暗反应。2.2.光合作用的实质是：把光合作用的实质是：把 和和 转变为有机物，把转变为有机物，把 转变成转变成 ，贮藏在有机物中。，贮藏在有机物中。3.3.在光合作用中，葡萄糖是在在光合作用中，葡萄糖是在 中形成的，氧气是在中形成的，氧气是在 中形成的，中形成的，ATPATP是在是
24、在 中形成的，中形成的，COCO2 2是在是在 固定的。固定的。水的光解水的光解形成形成ATPATPHATPCO2H2O光能光能化学能化学能暗反应暗反应光反应光反应光反应光反应暗反应暗反应小结：小结：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
25、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 叶绿体处于不同的条件下，叶绿体处于不同的条件下，C C3 3、C C5 5、HH 、ATPATP以以及（及（CHCH2 2O O）合成量的动态变化：）合成量的动态变化：条件条件C C3 3C C5 5HH和和ATPATP（CHCH2 2O O）合成量）合成量停止光照停止光照COCO2 2供应不变供应不变增加增加下降下降减少或没有减少或没有减少或没有
26、减少或没有提供光照提供光照COCO2 2供应不变供应不变减少减少增加增加增加增加增加增加光照不变光照不变停止停止COCO2 2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COCO2 2供应增加供应增加增加增加减少减少减少减少增加增加光照不变，光照不变，COCO2 2供应不变，供应不变，（CHCH2 2O O）运输受阻）运输受阻增加增加减少减少增加增加减少减少(五).光合作用的实质(四四).).光合作用原理的应用光合作用原理的应用 农农业业生生产产上上可可能能过过控控制制光光照照强强度度和和温温度度的的高高低低，适适当当增增加加环环境境中中的的二二氧氧化化碳碳浓浓度度来来
27、提提高高光光合合作作用用的的强强度度，增增加加农农作作物的产量。物的产量。1 1、光合强度是：、光合强度是：指植物在单位时间内通过光合作用制造指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类糖类的数量。的数量。探究光照强弱对光合作用强度的影响探究光照强弱对光合作用强度的影响方法步骤方法步骤 1 1取绿叶，用打孔器打出直径为取绿叶，用打孔器打出直径为1cm1cm小圆形叶片小圆形叶片3030片。片。2 2用注射器抽出叶片内的气体。这一用注射器抽出叶片内的气体。这一步骤可重复几次。步骤可重复几次。3 3将气体逸出的小圆片，放入黑暗处将气体逸出的小圆片，放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。这样的叶片因为细盛有清水的
28、烧杯中待用。这样的叶片因为细胞间隙充满了水，所以全都沉到水底。胞间隙充满了水，所以全都沉到水底。4 4取取3 3只小烧杯，分别倒入只小烧杯，分别倒入20ml20ml富含富含二氧化碳的清水二氧化碳的清水.5 5分别向分别向3 3只小烧杯中各放入只小烧杯中各放入1010片小片小圆形叶片，然后分别对这圆形叶片，然后分别对这3 3个实验装置进行个实验装置进行强、中、弱强、中、弱三种光照三种光照(光照强弱可通过调节光照强弱可通过调节台灯与实验装置间的距离来决定台灯与实验装置间的距离来决定)。6 6观察并记录同一时间段内各实验观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量装置中小圆形叶片浮起的数量
29、(依次为：依次为：多、多、中、少中、少)。实验结果实验结果:光照强光合作用的强度大，光照强光合作用的强度大，光照弱光合作用的强度小。光照弱光合作用的强度小。（五）化能合成作用（五）化能合成作用 自然界中少数种类的细菌，虽然自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有色素，不能进行光合作用，细胞内没有色素，不能进行光合作用，但是能够体外环境中某些无机物释放但是能够体外环境中某些无机物释放的能量来制造有机物，这种合成作用，的能量来制造有机物，这种合成作用，叫做叫做化能合成作用。化能合成作用。（五）化能合成作用（五）化能合成作用自养生物自养生物 以以光光为能源，以为能源，以CO2和和H2O（无机物无机物）
30、为原料合成）为原料合成糖类（糖类（有机物有机物），糖类中储存着由光能转换来的能量。），糖类中储存着由光能转换来的能量。例如例如绿色植物绿色植物。异养生物异养生物 只能利用环境中只能利用环境中现成的有机物现成的有机物来维持自身的生来维持自身的生命活动。例如命活动。例如人、动物、真菌及大多数的细菌人、动物、真菌及大多数的细菌。化能合成作用化能合成作用 利用环境中某些利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量无机物氧化时所释放的能量来来制造有机物。少数的制造有机物。少数的细菌，如硝化细菌、铁细菌、硫细菌，如硝化细菌、铁细菌、硫细菌、氢细菌细菌、氢细菌。光能自养生物光能自养生物化能自养生物化能自养生物所需
31、的能量来源不同（光能、化学能）所需的能量来源不同（光能、化学能）土壤土壤化能合成作用NHNH3 3化能合成作用化能合成作用HNOHNO2 2HNOHNO3 3+O+O2 2硝化细菌硝化细菌酶酶酶酶+O+O2 2C C2 2O+HO+H2 2OO（CHCH2 2OO）酶酶+O+O2 2能量能量能量能量 2NH3 +3O2 2HNO2+2H2O+能量能量 2HNO2+O2 2HNO3+能量能量硝化硝化细菌细菌硝化硝化细菌细菌CO2+H2O能能 量量硝化细菌硝化细菌(CH(CH2O)+OO)+O24.4.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CO
32、2、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下才可发生光照下才可发生光下、暗处都可发生光下、暗处都可发生5.5.叶绿体和线粒体：叶绿体和线粒体：都是双层膜都是双层膜都有基粒和酶都有基粒和酶都有增大膜面积的结构都有增大膜面积的结构都有少量
33、的都有少量的DNADNA和和RNARNA都与能量转换有关都与能量转换有关都是半自主复制细胞器都是半自主复制细胞器(六).光合作用的意义 为为生生物物圈圈中中所所有有生生物物的的生生存存提提供供了了物质来源和能量来源。物质来源和能量来源。(六六).).光合作用的意义光合作用的意义 对维持大气成分的稳定有重要作用。对维持大气成分的稳定有重要作用。促进了生物的进化促进了生物的进化 光光合合作作用用释释放放O O2 2，改改变变了了大大气气成成分分，促进了生物由促进了生物由厌氧型厌氧型向向有氧呼吸型有氧呼吸型的进化。的进化。大大气气臭臭氧氧层层吸吸收收了了阳阳光光中中大大量量的的紫紫外线，促进了生物由
34、水生向陆生的进化。外线，促进了生物由水生向陆生的进化。影响光合作用的因素：影响光合作用的因素：外界因素外界因素1 1）光照）光照2 2）CO23 3）温度）温度4 4）矿质营养）矿质营养5 5）水分）水分6 6）光合速率的日变化）光合速率的日变化内部因素内部因素1 1）不同部位）不同部位2 2）不同生育）不同生育期期3 3）不同生物）不同生物（七）（七）阴生、阳生植物光合速率的比较不同生物：不同生物：(七).影响光合作用的因素 光光照照（强强度度、光光质质）、COCO2 2浓浓度度和和温温度度是是影影响响光光合合作作用用速速率率的的主主要要因因素。素。影响光合作用的外界因素：影响光合作用的外界
35、因素：COCO2 2浓度浓度光光合合速速率率B BA AO OC C B B点点对对应应的的COCO2 2浓浓度度叫叫COCO2 2补补偿偿点点(光光合合速率速率=呼吸速率呼吸速率)。C C点点对对应应的的COCO2 2浓浓度度叫叫COCO2 2饱饱和和点点(光光合合速速率率不不再再随随COCO2 2浓浓度度增加而增加增加而增加)。影响光合作用的因素影响光合作用的因素光照强度光照强度 真正光合速率真正光合速率=净光合速率净光合速率+呼吸速率呼吸速率光光 合合 速速 率率 的的 日日 变变 化化光光合合作作用用强强度度6时间时间8101214 16 18BCADE 上图是在盛夏的某一晴天，一昼夜
36、中某植物对上图是在盛夏的某一晴天，一昼夜中某植物对CO2的的吸收和释放状况的示意图。亲据图回答问题：吸收和释放状况的示意图。亲据图回答问题：1、图中、图中DE段段CO2吸收量逐渐减少是因为吸收量逐渐减少是因为 ，以至光反应产生的，以至光反应产生的_ 和和 逐渐减少，逐渐减少，从而影响了暗反应从而影响了暗反应_ 强度，使强度，使 化合物数量减少，影响了化合物数量减少，影响了CO2固定。固定。2、图中曲线中间、图中曲线中间C处光合作用强度暂时降低，可能是处光合作用强度暂时降低，可能是（）A、光照过强，暗反应跟不上，前后脱节，影响整体效果光照过强，暗反应跟不上，前后脱节，影响整体效果B、温度较高，提
37、高了呼吸作用酶的活性，消耗了较多的有机物温度较高，提高了呼吸作用酶的活性，消耗了较多的有机物C、温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了CO2原料的供应原料的供应D、光照过强，气温过高，植物缺水严重而影响光合作用光照过强，气温过高，植物缺水严重而影响光合作用的进行的进行光照强度逐步减弱光照强度逐步减弱ATPNADPH还原作用还原作用五碳五碳C温度温度光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用t吸吸收收或或释释放放量量CO2光光 合合 作作 用用 是是 在在 的的 催催 化化 下下 进进 行行 的的，温温 度度 直直 接接 影影 响响 ；B B点表示：点表示：；BCBC
38、段表示：段表示：；酶的活性酶的活性酶酶此温度条件下，光合速率最高此温度条件下，光合速率最高超过最适温度，光合速率随温度升高而下降超过最适温度，光合速率随温度升高而下降COCO2 2浓度浓度b:CO2的补偿点的补偿点c:CO2的饱和点的饱和点 a a a ab:COb:COb:COb:CO2 2 2 2太低，太低，太低，太低，农作物消耗光合产物；农作物消耗光合产物；农作物消耗光合产物；农作物消耗光合产物；b b b bc:c:c:c:随随随随COCOCOCO2 2 2 2的浓度增加，光合作用强度增强；的浓度增加，光合作用强度增强；的浓度增加，光合作用强度增强；的浓度增加，光合作用强度增强；c c
39、 c cd:COd:COd:COd:CO2 2 2 2浓度再增加，光合作用强度保持不变；浓度再增加，光合作用强度保持不变；浓度再增加，光合作用强度保持不变；浓度再增加，光合作用强度保持不变；d d d de:COe:COe:COe:CO2 2 2 2深度超过一定限度，将引起原生质体中毒或深度超过一定限度，将引起原生质体中毒或深度超过一定限度，将引起原生质体中毒或深度超过一定限度，将引起原生质体中毒或气孔关闭，抑制光合作用。气孔关闭，抑制光合作用。气孔关闭，抑制光合作用。气孔关闭，抑制光合作用。acbde必需矿质元素的供应必需矿质元素的供应绿色植物进行光合作用时，需要多绿色植物进行光合作用时，需
40、要多种必需的矿质元素。种必需的矿质元素。N是各种光合酶、是各种光合酶、NADP+和和ATP的组成成分；的组成成分；P是叶绿体膜的组成成分是叶绿体膜的组成成分,也是也是NADP+和和ATP的组成成分；的组成成分；K能促进糖类的合成和运输（到能促进糖类的合成和运输（到储藏器官）；储藏器官）；Mg是叶绿素的组成成分。是叶绿素的组成成分。必需矿质元素的供应必需矿质元素的供应 光合作用不但需要光、光合作用不但需要光、CO2CO2和水，还和水，还需要叶绿素吸收光，需要酶催化，需要需要叶绿素吸收光，需要酶催化，需要ATPATP和和NADPNADP+等。植物合成这些物质都需要等。植物合成这些物质都需要矿质元素
41、。植物必需的矿质元素不足或比矿质元素。植物必需的矿质元素不足或比例不合理，都会影响光合作用的效率。例不合理，都会影响光合作用的效率。缺氮的作物缺氮的作物缺钾的作物缺钾的作物缺磷的作物缺磷的作物 影响光能利用率的因素在生产中的应用：影响光能利用率的因素在生产中的应用：延长光合作用时间延长光合作用时间延长光合作用时间延长光合作用时间增加光合作用面积增加光合作用面积增加光合作用面积增加光合作用面积光能利用率光能利用率光合作用效率光合作用效率(轮作轮作)(合理密植：间种、套种合理密植：间种、套种)1、光照强度、光质、光照强度、光质2、CO2浓度浓度3、温度、温度4、矿质元素（、矿质元素（合理施肥）合理
42、施肥）5、水（、水（合理灌溉）合理灌溉）图中图中A A点含义：点含义：；B B点含义：点含义：；C C点表示：点表示：；若甲曲线代表阳生植物，则乙曲线代表若甲曲线代表阳生植物，则乙曲线代表 植物。植物。光照强度为光照强度为0 0，只进行呼吸作用，只进行呼吸作用光合作用与呼吸作用强度相等，称为光补偿点光合作用与呼吸作用强度相等，称为光补偿点光合作用强度不再随光照强度增强而增强，称为光饱和点光合作用强度不再随光照强度增强而增强，称为光饱和点阴生阴生AB光照强度光照强度0吸吸收收CO2 2阳生植物阳生植物阴生植物阴生植物B：光补偿点：光补偿点C：光饱和点：光饱和点应根据植物的生活习性因地制宜地种植植
43、物。应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。C光补偿点、光饱和点光补偿点、光饱和点：阳生植物阳生植物 阴生植物阴生植物图中图中A A点表示：点表示：。COCO2 2浓度达到植物所需的最大值，光浓度达到植物所需的最大值，光合速率不再上升合速率不再上升注意以下几条基本原理：注意以下几条基本原理：光合作用、呼吸作用的速率一般为一段光合作用、呼吸作用的速率一般为一段时间内时间内COCO2 2、O O2 2和葡萄糖的变化量计算。和葡萄糖的变化量计算。在有光和无光条件下，植物都能够进行在有光和无光条件下，植物都能够进行呼吸作用。呼吸作用。净生产量净生产量=实际光合作用量呼吸作用实际光合作用量呼吸作用量。量
44、。计算时，应该先列出光合作用和呼吸作计算时，应该先列出光合作用和呼吸作用的反应式，然后列出方程予以计算。用的反应式，然后列出方程予以计算。光合作用和呼吸作用的计算总结光合作用和呼吸作用的计算总结光合作用实际产光合作用实际产O O2 2量量实测实测O O2 2释放量呼吸作用耗释放量呼吸作用耗O O2 2量量光合作用实际光合作用实际COCO2 2消耗量消耗量实测实测COCO2 2消耗量呼吸作用消耗量呼吸作用COCO2 2释放量释放量光合作用光合作用C C6 6H H1212O O6 6净生产量净生产量光合作用实际光合作用实际C C6 6H H1212O O6 6生产量生产量呼吸作用呼吸作用C C6
45、 6H H1212O O6 6消耗量消耗量 影响植物体有机物积累的因素影响植物体有机物积累的因素白天白天：光合速率光合速率 呼吸速率呼吸速率积累有机物积累有机物夜晚夜晚：只进行呼吸作用：只进行呼吸作用消耗有机物消耗有机物有机物积累量有机物积累量 =白天光合量白天光合量 -全天呼吸量全天呼吸量 白白天天适适当当提提高高温温度度，可可提提高高光光合合速速率率；夜夜晚晚适适当当降降低低温温度度，可可降降低低呼呼吸吸速速率率。故有利于有机物积累。故有利于有机物积累。C C4 4植植物物的的光光合合效效率率高高于于C C3 3植植物物的光合效率的光合效率.C C途径和途径和C C途径途径C C3 3植物
46、叶片结构植物叶片结构C C4 4植物叶片结构植物叶片结构水稻、小麦等大多数植物水稻、小麦等大多数植物在暗反应中，一个在暗反应中，一个COCO2 2被一个被一个C C5 5固定后形成两个固定后形成两个C C3 3化学物，因化学物，因此叫此叫C C3 3植物。植物。甘蔗、玉米等少数植物在暗甘蔗、玉米等少数植物在暗反应中，一个反应中，一个COCO2 2首先被一个磷首先被一个磷酸丙酮酸固定形成酸丙酮酸固定形成C C4 4化学物，然化学物，然后后C C4 4化合物分解出化合物分解出COCO2 2再与再与C5C5结结合形成两个合形成两个C C3 3化合物，因此叫化合物，因此叫C C4 4植物。植物。COC
47、O2 2COCO2 2C C4 4植物在暗反应中，一个植物在暗反应中，一个COCO2 2首先被首先被一个磷酸丙烯醇式酮酸（一个磷酸丙烯醇式酮酸（PEPPEP）固定形成）固定形成C C4 4化学物，然后化学物，然后C C4 4化合物分解出化合物分解出COCO2 2再与再与C C5 5化合物结合形成两个化合物结合形成两个C C3 3化合物，化合物，最后以最后以与与C C3 3植物同样的过程进行暗反应。植物同样的过程进行暗反应。草酰乙酸草酰乙酸苹果酸苹果酸NADPH 【例题例题1 1】测定植物光合作用的速率，最简单有测定植物光合作用的速率，最简单有效的方法是测定：效的方法是测定：A.A.植物体内葡萄
48、糖的氧化量植物体内葡萄糖的氧化量 B.B.植物体内叶绿体的含量植物体内叶绿体的含量 C.C.二氧化碳的消耗量二氧化碳的消耗量 D.D.植物体内水的消耗量植物体内水的消耗量 【例题例题2 2】如果做一个实验测定藻类植物是否完如果做一个实验测定藻类植物是否完成光反应成光反应,最好是检测其最好是检测其:A.A.葡萄糖的形成葡萄糖的形成 B.B.淀粉的形成淀粉的形成 C.C.氧气的释放氧气的释放 D.COD.CO2 2的吸收量的吸收量1 1、若白天光照充足，下列哪种条件对农作物增产有利、若白天光照充足，下列哪种条件对农作物增产有利 A.A.昼夜恒温昼夜恒温25 25 B.B.白天温度白天温度2525，
49、夜间温度，夜间温度1515 C.C.昼夜恒温昼夜恒温15 15 D.D.白天温度白天温度3030，夜间温度，夜间温度1515 D2 2、用下述容积相同的玻璃罩分别罩住大小、生长状、用下述容积相同的玻璃罩分别罩住大小、生长状况相同的天竺葵，光照相同的时间后，罩内况相同的天竺葵，光照相同的时间后，罩内O O2 2最少的最少的是是 A A绿色罩绿色罩 B B红色罩红色罩C C蓝色罩蓝色罩 D D紫色罩紫色罩A3 3、下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是（、下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是（）A A、增大、增大O O2 2浓度浓度 B B、增大、增大COCO2 2浓度浓度 C C、增强光照、增强光
50、照 D D、调节室温、调节室温A4 4、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 叶绿素吸收光能叶绿素吸收光能水的光解水的光解三碳化合物被还原三碳化合物被还原A.B.A.B.C.D.C.D.5 5、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6 6、某科学家用含有、某科学家用含有1414C C的的COCO2 2来追踪光合作用中的来追踪光合作用中的C C原子，原子，1414C C的转移途径是（的转移途径是（）A A、COCO2 2 叶绿体叶绿体 ATPAT