上課：光合作用2

光合作用的概念：

光合作用是指綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過(guò)程。光合作用的探究歷程：結(jié)論：水分是植物建造自身的原料。17世紀(jì)海爾蒙特栽培的柳樹實(shí)驗(yàn)結(jié)論：植物可以更新空氣有人重復(fù)了普利斯特利的實(shí)驗(yàn)，得到相反的結(jié)果，所以有人認(rèn)為植物也能使空氣變污濁？普利斯特利沒(méi)有認(rèn)識(shí)到光在植物更新空氣中的作用，而將空氣的更新歸因于植物的生長(zhǎng)。1779年，荷蘭的英格豪斯普利斯特利的實(shí)驗(yàn)只有在陽(yáng)光照射下才能成功；植物體只有綠葉才能更新空氣。到1785年，發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，人們才明確綠葉在光下放出的是O2，吸收的是CO2。水二氧化碳氧氣光？光能化學(xué)能儲(chǔ)存在什么物質(zhì)中？德國(guó)梅耶1864年，德國(guó)薩克斯實(shí)驗(yàn)黑暗處理一晝夜讓一張葉片一半曝光一半遮光綠葉在光下能制造淀粉。用碘蒸氣處理這片葉，發(fā)現(xiàn)曝光的一半呈深藍(lán)色，遮光的一半則沒(méi)有顏色變化。結(jié)論該實(shí)驗(yàn)的對(duì)照類型為自身對(duì)照，自變量為光的有無(wú)，因變量為顏色變化(有無(wú)淀粉生成)，實(shí)驗(yàn)組是遮光處理組，對(duì)照組為曝光處理組。該實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是要進(jìn)行饑餓處理，以使葉片中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗掉，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)服力。1880年，美國(guó)、恩格爾曼(P100)水綿、好氧細(xì)菌光照射部位：好氧細(xì)菌集中全部光照：好氧細(xì)菌均勻分布結(jié)論：水綿光合作用產(chǎn)生氧氣(1)選擇水綿作為實(shí)驗(yàn)材料的原因是：水綿有帶狀葉綠體，螺旋分布在細(xì)胞中，便于觀察和分析。(2)將臨時(shí)裝片放在黑暗和無(wú)空氣的環(huán)境中是為了排除環(huán)境中光線和O2的影響。(3)設(shè)置細(xì)光線和好氧菌的好處：能夠準(zhǔn)確判斷出水綿細(xì)胞中產(chǎn)生氧氣的部位。光合作用釋放的O2來(lái)自CO2還是H2O？第一組光合作用產(chǎn)生的O2來(lái)自于H2O。H218OCO2H2OC18O2第二組18O2O2美國(guó)魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)（同位素標(biāo)記法）結(jié)論(1)魯賓和卡門應(yīng)用同位素標(biāo)記法追蹤C(jī)O2和H2O中的O元素在光合作用中的轉(zhuǎn)移途徑。(2)該實(shí)驗(yàn)設(shè)置了對(duì)照，自變量是標(biāo)記物質(zhì)(H2O和CO2)，因變量是釋放的O2有無(wú)放射性。光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物又是怎樣合成的？20世紀(jì)40年代，卡爾文(M.Calvin)用14C標(biāo)記的CO2供小球藻實(shí)驗(yàn)，追蹤檢測(cè)其放射性。探明CO2中的C的轉(zhuǎn)移途徑?？栁难h(huán)：CO2→C3→(CH2O)§4能量之源——光與光合作用年代科學(xué)家結(jié)論1664海爾蒙特水分是植物建造自身的原料1771普利斯特利植物可以更新空氣1779英格豪斯只有在光照下只有綠葉才可以更新空氣1845R.梅耶植物在光合作用時(shí)把光能轉(zhuǎn)變成了化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)1864薩克斯綠色葉片光合作用產(chǎn)生淀粉1880恩格爾曼氧由葉綠體釋放出來(lái)。葉綠體是光合作用的場(chǎng)所。1939魯賓卡門光合作用釋放的氧來(lái)自水。20世紀(jì)40代卡爾文光合產(chǎn)物中有機(jī)物的碳來(lái)自CO2光合作用的反應(yīng)式CO2＋H2O（CH2O）＋O2光能葉綠體光合作用的過(guò)程請(qǐng)閱讀課文P103—104頁(yè)有關(guān)光合作用過(guò)程的內(nèi)容，思考：1、光合作用分為幾個(gè)階段，每個(gè)階段所需條件、場(chǎng)所、物質(zhì)變化、能量轉(zhuǎn)換方面的區(qū)別；2、這些階段有何聯(lián)系？H2O類囊體膜酶Pi

＋ADPATP光反應(yīng)階段光、色素、酶葉綠體內(nèi)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酶光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能貯存在ATP中[H]場(chǎng)所：條件：物質(zhì)變化能量變化進(jìn)入葉綠體基質(zhì)，參與暗反應(yīng)供暗反應(yīng)使用ATP光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(zhì)多種酶H2O類囊體膜酶Pi

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

ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惖?/p>

有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能2C3(CH2O)＋C5酶糖類[H]、ATP、酶、CO2場(chǎng)所：條件：物質(zhì)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(zhì)多種酶糖類ATP[H]4、光反應(yīng)階段與暗反應(yīng)階段的比較項(xiàng)目光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段區(qū)別場(chǎng)所條件物質(zhì)變化能量轉(zhuǎn)化葉綠體類囊體的薄膜上葉綠體的基質(zhì)中需光、色素和酶需多種酶、[H]、能量ATP

光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中活躍的化學(xué)能ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為糖類等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能水的光解ATP的合成聯(lián)系1、光反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ)，光反應(yīng)為暗反應(yīng)的進(jìn)行提供[H]和ATP2、暗反應(yīng)是光反應(yīng)的繼續(xù)，暗反應(yīng)為光反應(yīng)的進(jìn)行提供合成ATP的原料ADP和Pi3、兩者相互制約又密切聯(lián)系CO2的固定C3的還原H2OBACDE+PiFGCO2J光8.下圖是光合作用過(guò)程圖解，請(qǐng)分析后回答下列問(wèn)題：①圖中B是—，它來(lái)自于——的分解。②圖中C是——，它被傳遞到葉綠體的——部位，用于——。③圖中D是——，在葉綠體中合成D所需的能量來(lái)自——

④圖中的H表示——，H為I提供——⑤當(dāng)突然停止光照時(shí)，F(xiàn)——，G——。（填增加或減少）HIＯ2水[H]基質(zhì)還原C3ATP色素吸收的光能增加減少光反應(yīng)[H]、ATP討論：條件短時(shí)變化時(shí)，各種物質(zhì)合成量的動(dòng)態(tài)變化。條件C3C5[H]和ATP(CH2O)合成量停止光照CO2供應(yīng)不變光照不變停止CO2供應(yīng)增加減少減少減少或沒(méi)有減少增加增加減少光合作用影響因素及原理的應(yīng)用（1）影響光合作用的因素光照強(qiáng)度CO2溫度水礦質(zhì)元素影響光合作用的內(nèi)部因素主要有葉片中葉綠素的含量、酶的數(shù)量、酶的活性光強(qiáng)二氧化碳吸收二氧化碳釋放abc光照強(qiáng)度與光合速率的關(guān)系a點(diǎn)：光照強(qiáng)度為0，此時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，釋放的CO2量可表示細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度

ab段：隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也逐漸增強(qiáng)，CO2釋放量減少，這是因?yàn)榧?xì)胞呼吸釋放的CO2有一部分用于光合作用，此時(shí)細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度

b點(diǎn)：細(xì)胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，此時(shí)細(xì)胞呼吸強(qiáng)度等于光合作用強(qiáng)度bc段：隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也逐漸增強(qiáng)，到C點(diǎn)以上不再增強(qiáng)a點(diǎn)：b點(diǎn)：bc段：ab段：光補(bǔ)償點(diǎn)光飽和點(diǎn)真正光合速率、凈光合速率、呼吸速率三者之間的關(guān)系為：真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。項(xiàng)目表示方法凈光合速率(又稱表觀光合速率)O2的釋放量、CO2的吸收量、有機(jī)物的積累量真正光合速率(又稱實(shí)際光合速率)O2的產(chǎn)生量、CO2的固定量、有機(jī)物的制造量呼吸速率(黑暗中測(cè)量)CO2的釋放量、O2的吸收量、有機(jī)物的消耗量下圖表示的是光照強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度之間關(guān)系的曲線，該曲線是通過(guò)實(shí)測(cè)一片葉子在不同光照強(qiáng)度條件下的CO2吸收和釋放的情況。你認(rèn)為下列四個(gè)選項(xiàng)中，能代表細(xì)胞中發(fā)生的情況與B點(diǎn)相符的是

CA點(diǎn)B合理密植立體種植改變株形2、增加光照面積合理密植（立體種植）套種油桃3、延長(zhǎng)光照時(shí)間大棚人工光照一年一熟改為一年多熟CO2濃度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響A′點(diǎn)：表示進(jìn)行光合作用所需CO2的最低濃度；B′點(diǎn)：CO2飽和點(diǎn)在一定范圍內(nèi)CO2濃度達(dá)到該點(diǎn)后，光合作用強(qiáng)度不再隨CO2濃度增加而增加。措施：⑴溫室：①燃燒液化石油氣，②使用二氧化碳發(fā)生器。⑵大田：①確保良好通風(fēng)；②增施有機(jī)肥料；③深施“碳銨”(NH4HCO3)空氣中CO2含量一般占330mg/L，與植物光合所需最適濃度（1000mg/L）相差太遠(yuǎn)。必須指出：增加CO2可以提高光合效率，但是無(wú)限制地在全球范圍內(nèi)提高CO2濃度，會(huì)產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”溫度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響光合作用是在酶催化下進(jìn)行的，溫度直接影響酶的活性。一般植物在10～35℃下正常進(jìn)行光合作用，其中AB段(10～35℃)隨溫度的升高而逐漸加強(qiáng)，B點(diǎn)(35℃)以上由于光合酶活性下降，光合作用開始下降，50℃左右光合作用停止。如何控制溫室內(nèi)的溫度，有利于提高光合作用強(qiáng)度？溫室栽培中，白天調(diào)到光合作用的最適溫度，晚上適當(dāng)降低溫度。（增大晝夜溫差）N：光合酶及NADP+和ATP的重要組分P：NADP+和ATP的重要組分；維持葉綠體正常結(jié)構(gòu)和功能K：促進(jìn)光合產(chǎn)物向貯藏器官運(yùn)輸Mg：葉綠素的重要組分不足：光合作用不能順利進(jìn)行過(guò)量：危害農(nóng)作物正常生長(zhǎng)發(fā)育水及礦質(zhì)元素對(duì)光合作用的影響水即時(shí)原料也是反應(yīng)的媒介，還會(huì)影響氣孔的關(guān)閉，從而影響二氧化碳進(jìn)入植物體探究多種因子對(duì)光合作用的影響P點(diǎn)時(shí)，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨該因子的不斷加強(qiáng)，光合速率不斷提高。當(dāng)?shù)絈點(diǎn)時(shí)，橫坐標(biāo)所表示的因子不再影響光合速率，要想提高光合速率，可適當(dāng)提高圖示中的其他因子。探究：環(huán)境中影響光合作用強(qiáng)度的因素

實(shí)驗(yàn)原理：

利用真空滲水法排除葉片細(xì)胞間隙中的氣體，使其沉入水中。在光合作用的過(guò)程中植物吸收CO2并排除O2，產(chǎn)生O2的多少與光合作用的強(qiáng)度密切相關(guān)，O2溶解度很小，積累在細(xì)胞間隙從而使下沉的葉片上浮。因此可依據(jù)一定時(shí)間內(nèi)葉片上浮的數(shù)量及時(shí)間長(zhǎng)短，來(lái)比較光合作用的強(qiáng)弱。間接測(cè)O2生成速率，來(lái)比較不同光照強(qiáng)度和不同CO2濃度條件下光合作用的強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)方法新鮮臘梅葉片，打孔器，注射器，40W臺(tái)燈，100ml燒杯，鑷子，NaHCO3溶液，一次性紙杯，標(biāo)簽紙，清水等材料用具實(shí)驗(yàn)步驟1.用打孔器打出大小相等的圓葉片若干片（避開葉的主脈）2.用注射器連抽幾次抽出葉片中的氣體，使葉片沉入水底3.將氣體逸出的葉片放入一次性杯中保存4.將3個(gè)燒杯編號(hào)后，分別加入2個(gè)40mlNaHCO3溶液、1個(gè)40ml清水，并各放入10片抽去氣體的葉片

5.按實(shí)驗(yàn)記錄表進(jìn)行操作6.記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1.用打孔器打出大小相等的圓葉片若干片（避開葉的主脈）實(shí)驗(yàn)步驟2.用注射器連抽幾次抽出葉片中的氣體，使葉片沉入水底3.將氣體逸出的葉片放入一次性杯中保存4.將3個(gè)燒杯編號(hào)后，分別加入2個(gè)40mlNaHCO3溶液、1個(gè)40ml清水，并各放入10片抽去氣體的葉片

燒杯編號(hào)處理?xiàng)l件5分鐘上浮數(shù)10分鐘上浮數(shù)15分鐘上浮數(shù)1距40W臺(tái)燈15cm,2%NaHCO3溶液，室溫2距40W臺(tái)燈25cm，2%NaHCO3溶液，室溫3距40W臺(tái)燈15cm，清水，室溫5.按實(shí)驗(yàn)記錄表進(jìn)行操作6.記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)燒杯編號(hào)處理?xiàng)l件5分鐘上浮數(shù)10分鐘上浮數(shù)15分鐘上浮數(shù)1距40W臺(tái)燈15cm,2%NaHCO3溶液，室溫1592距40W臺(tái)燈25cm，2%NaHCO3溶液，室溫0253距40W臺(tái)燈15cm，清水，室溫000實(shí)驗(yàn)結(jié)果?活塞著色液刻度管橡皮塞無(wú)色玻璃容器燒杯綠色植株NaHCO3緩沖液裝置１思考：下圖裝置１能否用來(lái)進(jìn)行光合速率的測(cè)定？思考：１．NaHCO3緩沖液的作用？２．著色液的移動(dòng)方向，移動(dòng)數(shù)值代表什么？３．怎樣排除物理誤差？持續(xù)提供CO2,保持空間CO2濃度相對(duì)穩(wěn)定．植株光合作用O2的釋放量與呼吸作用O2的消耗量的差值.?活塞著色液刻度管橡皮塞無(wú)色玻璃容器燒杯死植株裝置２NaHCO3緩沖液化能合成作用：利用環(huán)境中某些無(wú)機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量把無(wú)機(jī)物合成為有機(jī)物。如硝化細(xì)菌。2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量硝化細(xì)菌2HNO2+O22HNO3+能量硝化細(xì)菌舉例：6CO2+6H2OC6H12O6+6O2能量拓展—不同條件下光照強(qiáng)度對(duì)光合作用曲線的影響(1)當(dāng)降低溫度（偏離光合作用和呼吸作用的最適溫度），其他條件不變，a、b、d點(diǎn)怎么變化？Ｃ(2)當(dāng)缺鎂時(shí)，其他條件不變，a、b、d點(diǎn)怎么變化？(3)當(dāng)CO2

濃度較低時(shí)，其他條件不變，a、b、d點(diǎn)怎么變化？a點(diǎn)上移，b點(diǎn)左移，d下移a點(diǎn)不變，b點(diǎn)右移，d下移a點(diǎn)不變，b點(diǎn)右移，d下移降低溫度，對(duì)呼吸速率影響大于光合速率。(因?yàn)橛绊懞粑饔靡蛩刂饕菧囟?,a點(diǎn)上移，b點(diǎn)左移當(dāng)外界條件改變時(shí)，CO2（光）補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)的移動(dòng)規(guī)律如下：補(bǔ)償點(diǎn)移動(dòng)規(guī)律（即各影響因素相互彌補(bǔ)至重新平衡）3、呼吸速率增加，CO2（光）補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)

移4、呼吸速率減小，CO2（光）補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)

移1、呼吸速率基本不變，條件的改變使光合速率下降時(shí)，

CO2（光）補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)

移，CO2（光）飽和點(diǎn)應(yīng)

移2、呼吸速率基本不變，條件的改變使光合速率增加時(shí)，

CO2（光）補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)

移，CO2（光）飽和點(diǎn)應(yīng)

移右左左右右左補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)的移動(dòng)是

的相反總結(jié)——不同條件下植物呼吸強(qiáng)度、光(CO2)補(bǔ)償點(diǎn)、光(CO2)飽和點(diǎn)的移動(dòng)規(guī)律①若呼吸速率增加，光(CO2)補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移，反之應(yīng)左移。②若呼吸速率基本不變，條件的改變使光合速率下降時(shí)光(CO2)補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移，反之應(yīng)左移。（即各影響因素相互彌補(bǔ)至重新平衡）一、呼吸強(qiáng)度（圖中的a點(diǎn)）移動(dòng)規(guī)律若題目中無(wú)提及能改變植物呼吸作用的因素（一般是溫度）的變化，則a點(diǎn)不變；若溫度提高至最適則a點(diǎn)下移，偏離最適則上移。二、光(CO2)補(bǔ)償點(diǎn)