能量之源——光與光合作用

1、第四節(jié) 能量之源-光與光合作用有些植物的葉片在不同時期顏色不同。有些植物的葉片在不同時期顏色不同。有些植物葉片不是綠色的。有些植物葉片不是綠色的。 1.目的要求：目的要求：綠葉中色素的提取和分離及色素的種類綠葉中色素的提取和分離及色素的種類2.實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)原理：提取提取(無水乙醇無水乙醇)、分離、分離(層析液或?qū)游鲆夯?3號汽油號汽油)3.材料用具：材料用具：新鮮的綠葉、定性濾紙等、無水乙醇等新鮮的綠葉、定性濾紙等、無水乙醇等4.方法步驟：方法步驟：紙層析法紙層析法 （1）提取綠葉中的色素）提取綠葉中的色素 （2）制備濾紙條）制備濾紙條 （3）畫濾液細(xì)線）畫濾液細(xì)線 （4）分離綠葉中的色素）

2、分離綠葉中的色素 （5）觀察和記錄）觀察和記錄5.結(jié)果與討論：結(jié)果與討論：一、實(shí)驗(yàn)：綠葉中色素的一、實(shí)驗(yàn)：綠葉中色素的提取提取和和分離分離 （一）色素提?。貉心パ心ゲ牧喜牧?5g鮮葉（如菠菜的綠葉）鮮葉（如菠菜的綠葉）藥品藥品SiO2使研磨充分使研磨充分CaCO3 防止色素被破壞防止色素被破壞，中和細(xì)胞中和細(xì)胞中的酸，防止氫離子置換鎂而不形成葉綠素。中的酸，防止氫離子置換鎂而不形成葉綠素。無水乙醇無水乙醇溶解色素溶解色素原理：原理：色素能溶解在丙酮或酒精等有機(jī)溶劑中，所色素能溶解在丙酮或酒精等有機(jī)溶劑中，所以可用以可用無水乙醇無水乙醇提取色素。提取色素。稱取5g左右的鮮葉，剪碎，放入研缽中。加

3、少許的石英砂和碳酸鈣與10ml無水乙醇。在研缽中快速研磨。將研磨液進(jìn)行過濾。原理：原理：色素隨色素隨層析液層析液在濾紙上擴(kuò)散速度不同，從在濾紙上擴(kuò)散速度不同，從而分離色素。而分離色素。擴(kuò)散速度與色素在層析液中的溶解度的關(guān)系：擴(kuò)散速度與色素在層析液中的溶解度的關(guān)系：溶解度大，擴(kuò)散速度快溶解度大，擴(kuò)散速度快溶解度小，擴(kuò)散速度慢溶解度小，擴(kuò)散速度慢 （二）分離色素1.1.準(zhǔn)備濾紙條準(zhǔn)備濾紙條鉛筆線鉛筆線畫鉛筆細(xì)線畫鉛筆細(xì)線濾液細(xì)線濾液細(xì)線畫濾液細(xì)線畫濾液細(xì)線要求：細(xì)、直、齊（重復(fù)要求：細(xì)、直、齊（重復(fù)2323次）次）2.2.分離色素：分離色素：插濾紙條插濾紙條層析液層析液培養(yǎng)皿培養(yǎng)皿層析液不能沒及濾

4、液線層析液不能沒及濾液線胡蘿卜素胡蘿卜素葉黃素葉黃素葉綠素葉綠素a葉綠素葉綠素b色素的種類色素的種類葉綠素葉綠素類胡蘿卜素類胡蘿卜素（含量約（含量約3/43/4）（含量約（含量約1/41/4）葉綠素葉綠素a a（藍(lán)綠色）（藍(lán)綠色）葉綠素葉綠素b b（黃綠色）（黃綠色）胡蘿卜素胡蘿卜素（橙黃色）（橙黃色）葉黃素葉黃素（黃色）（黃色）綠葉中的色素綠葉中的色素葉綠素葉綠素b b葉綠素葉綠素a a葉黃素葉黃素胡蘿卜素胡蘿卜素1 1、葉片要新鮮，、葉片要新鮮，顏色要深顏色要深，含有較多的色素。，含有較多的色素。2 2、研磨要、研磨要迅速、充分迅速、充分，葉綠素不穩(wěn)定易被分解。，葉綠素不穩(wěn)定易被分解。3

5、3、濾液細(xì)線不僅要、濾液細(xì)線不僅要細(xì)、直、齊細(xì)、直、齊，而且要求含有較，而且要求含有較多的色素。多的色素。4 4、濾液細(xì)線、濾液細(xì)線不能觸及層析液不能觸及層析液，否則色素溶解到層，否則色素溶解到層析液，濾紙條上得不到色素帶。析液，濾紙條上得不到色素帶。實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵綠葉中色素的綠葉中色素的提取提取和和分離分離操作步驟：操作步驟：提取色素提取色素制備濾紙條制備濾紙條畫濾液細(xì)線畫濾液細(xì)線分離色素分離色素觀察與記錄觀察與記錄無水乙醇無水乙醇層析液層析液葉綠體中的葉綠體中的色素提取液色素提取液葉綠素主要吸收葉綠素主要吸收_類胡蘿卜素主要吸收類胡蘿卜素主要吸收_藍(lán)紫光藍(lán)紫光藍(lán)紫光、紅光藍(lán)紫光、紅光光合色

6、素的作用：吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能光合色素的作用：吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能捕獲光能的色素捕獲光能的色素400500600700 波長波長/nm/nm光合色素吸收光譜光合色素吸收光譜葉葉綠綠素素a a葉葉綠綠素素b b類胡蘿卜素吸收光能的百分比吸收光能的百分比二、葉綠體的結(jié)構(gòu)二、葉綠體的結(jié)構(gòu)二、葉綠體的結(jié)構(gòu)二、葉綠體的結(jié)構(gòu)色素色素 酶酶 分布：分布： 主要分布在綠色植物的葉肉細(xì)胞主要分布在綠色植物的葉肉細(xì)胞 形態(tài)：形態(tài)： 一般呈扁平的橢球形或球形一般呈扁平的橢球形或球形 功能：功能：光合作用的場所。光合作用的場所。 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：外膜外膜內(nèi)膜內(nèi)膜基粒基粒由兩個以上的類囊體堆由兩個以上的類囊體堆疊而成，疊而

7、成，類囊體薄膜上類囊體薄膜上含有色素含有色素和酶和酶基質(zhì)基質(zhì)含多種光合作用所必需含多種光合作用所必需的酶的酶透明，有利于光線的透過透明，有利于光線的透過 3 3、選用了極細(xì)光束照射，并且選用好氧細(xì)菌、選用了極細(xì)光束照射，并且選用好氧細(xì)菌檢測，從而能夠準(zhǔn)確判斷出水綿細(xì)胞中釋放氧的部檢測，從而能夠準(zhǔn)確判斷出水綿細(xì)胞中釋放氧的部位。位。 4 4、進(jìn)行黑暗、進(jìn)行黑暗( (局部光照局部光照) )和曝光對比實(shí)驗(yàn)，從和曝光對比實(shí)驗(yàn)，從而明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是光照引起的。而明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是光照引起的。 恩格爾曼實(shí)驗(yàn)的巧妙之處 葉綠體是進(jìn)行葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所。光合作用的場所。它它內(nèi)部的巨大膜表面上，不僅分

8、布著許多內(nèi)部的巨大膜表面上，不僅分布著許多吸收光能的色素分子，吸收光能的色素分子，還有許多進(jìn)行還有許多進(jìn)行光光合作用所必需的酶。合作用所必需的酶。 為什么有些植物的葉片不是綠色的?葉綠素占葉綠體色素的3/4，葉綠素對綠光吸收量少，綠光被反射出來，葉片呈現(xiàn)綠色。 為什么一般植物的葉片是綠色的?有時葉片由于感光的不同，葉片正面和反面的顏色也會有明顯的差異，在植物學(xué)中稱之為兩面葉。 有些植物由于細(xì)胞中的花青素、葉黃素、胡蘿卜素含量不同，呈現(xiàn)出紅色（如雞爪槭）、紫色（如紫葉小蘗、）、黃色和綠黃鑲嵌（如大葉黃楊）等顏色。 溫室的頂棚用紅色玻璃還是綠色玻璃好？紅色玻璃好。因?yàn)樘柟饣蛘哒f白光通過紅色玻璃后

9、只剩下紅光，植物吸收紅光能進(jìn)行較強(qiáng)的光合作用；如果用綠色玻璃只剩下綠光，而植物吸收綠光很少，幾乎得不到光能，不能正常進(jìn)行光合作用。 為什么一些植物的葉片在秋天顏色變黃呢？葉綠素解體。 以前，人們一直以為，小小的種子之所以能夠長成參天大樹，完全依靠于土壤。三、光合作用的探究歷程（一）1648年，比利時范海爾蒙特結(jié)論：水分是植物建造自身的原料。一段時間后一段時間后一段時間后一段時間后（二）1771年，英國普里斯特利一段時間后一段時間后一段時間后一段時間后結(jié)論：植物可以“凈化”空氣。（植物可以更新因蠟燭燃燒或小鼠呼吸而變得污濁的空氣。）（三）1779年，荷蘭英格豪斯 黑 暗 光 下 結(jié)論2：植物體只

10、有綠葉才能更新空氣。結(jié)論1：普利斯特利的實(shí)驗(yàn)只有在陽光照射下才能成功。光光能能化化學(xué)學(xué)能能儲存在儲存在什么物什么物質(zhì)中？質(zhì)中？（四）1845年，德國梅耶結(jié)論：植物在光合作用時，把光能轉(zhuǎn)變成了化學(xué)能儲存起來。光照光照2 2小時小時酒精脫色酒精脫色碘蒸氣處理碘蒸氣處理結(jié)論：葉片在光下產(chǎn)生淀粉光合作用的產(chǎn)物取一片葉子一半曝光一半遮光（五）1864年，德國薩克斯（五）1864年，德國薩克斯問題問題1 1：薩克斯的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘裁?？：薩克斯的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘裁?？問題問題2 2：為什么對植物進(jìn)行一晝夜的暗處理？：為什么對植物進(jìn)行一晝夜的暗處理？問題問題3 3：為什么讓葉片的一半曝光，另一半遮光？：為什么讓葉片的

11、一半曝光，另一半遮光？驗(yàn)證光合產(chǎn)物驗(yàn)證光合產(chǎn)物為了將葉片中原有的淀粉運(yùn)走耗盡為了將葉片中原有的淀粉運(yùn)走耗盡形成對照形成對照思考：光合作用的原料有水和二氧化碳，那么光合思考：光合作用的原料有水和二氧化碳，那么光合 作用釋放的氧氣是來自二氧化碳還是水？作用釋放的氧氣是來自二氧化碳還是水？B氣體A氣體A A氣體無放射性氣體無放射性,B,B氣體有放射性氣體有放射性結(jié)論：光合作用產(chǎn)生的氧氣結(jié)論：光合作用產(chǎn)生的氧氣 來自于水來自于水同位素標(biāo)記進(jìn)行光合作用的實(shí)驗(yàn)，是為了弄清楚在光合作用中產(chǎn)生的氧到底是來自水還是二氧化碳？還是兩者兼而有之？同學(xué)們考慮一下，應(yīng)標(biāo)記哪一種元素？如何設(shè)計(jì)這個實(shí)驗(yàn)?zāi)兀?1818OO2

12、 2OO2 2COCO2 2C C1818OO2 2HH2 21818OOHH2 2OO第一組向綠色植物提供第一組向綠色植物提供C C1818O O2 2和和 HH2 2OO第二組向同種綠色植物提供第二組向同種綠色植物提供HH2 21818O O和和COCO2 2 （七）1941年，美國魯賓和卡門結(jié)論：光合作用產(chǎn)生的O2全部來自于水，而不是CO2 。葉綠體的作用僅僅是吸收光能嗎？水綿是常見的水綿是常見的淡水藻類。淡水藻類。每條水綿由許多個結(jié)構(gòu)相同的每條水綿由許多個結(jié)構(gòu)相同的長筒狀細(xì)胞長筒狀細(xì)胞連接而成。連接而成。水綿明顯的特點(diǎn)：水綿明顯的特點(diǎn)：葉綠體呈帶狀葉綠體呈帶狀，螺旋螺旋排列在細(xì)胞里。排

13、列在細(xì)胞里。 (1880年，美國年，美國) 選材好選材好 水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察；用好水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察；用好氧細(xì)菌可確定釋放氧多的部位。氧細(xì)菌可確定釋放氧多的部位。 設(shè)計(jì)妙設(shè)計(jì)妙 1 1、將臨時裝片放在黑暗并且沒有空氣的環(huán)境中，、將臨時裝片放在黑暗并且沒有空氣的環(huán)境中，排除了光線和氧氣的影響，從而確保實(shí)驗(yàn)正常進(jìn)行。排除了光線和氧氣的影響，從而確保實(shí)驗(yàn)正常進(jìn)行。 2 2、用極細(xì)的光束照射，葉綠體上可分為光照多、用極細(xì)的光束照射，葉綠體上可分為光照多和光照少的部位，相當(dāng)于一組對比實(shí)驗(yàn)。和光照少的部位，相當(dāng)于一組對比實(shí)驗(yàn)。恩格爾曼實(shí)驗(yàn)的巧妙之處（六）1880年，美國恩格

14、爾曼結(jié)論：葉綠體可釋放O2光合作用的場所資料分析：葉綠體的功能資料分析：葉綠體的功能1 1、恩格爾曼實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？、恩格爾曼實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？2 2、此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有什么巧妙之處？、此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有什么巧妙之處？3 3、以上資料可以得出什么結(jié)論？、以上資料可以得出什么結(jié)論？極細(xì)的光束極細(xì)的光束沒沒有有氧氧氣氣的的黑黑暗暗環(huán)環(huán)境境沒沒有有氧氧氣氣的的有有光光環(huán)環(huán)境境用用14C標(biāo)記標(biāo)記14CO2，供小球藻進(jìn)行光合，供小球藻進(jìn)行光合作用，最終探明了作用，最終探明了CO2中碳在光合作中碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中碳的途徑，這一用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中碳的途徑，這一途徑稱為途徑稱為卡爾文循環(huán)卡爾文循環(huán)。（八）20

15、世紀(jì)40年代，美國卡爾文同位素標(biāo)記法用小球藻做實(shí)驗(yàn)結(jié)論：光合作用中有機(jī)物的碳來自CO2。17711771年：年：英國普里斯特利實(shí)驗(yàn)指出英國普里斯特利實(shí)驗(yàn)指出植物可以更新空氣植物可以更新空氣18641864年：年：德國薩克斯實(shí)驗(yàn)證明德國薩克斯實(shí)驗(yàn)證明綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉淀粉18801880年：年：德國恩吉爾曼實(shí)驗(yàn)證明，德國恩吉爾曼實(shí)驗(yàn)證明，氧是由葉綠體釋放出來的，氧是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場所葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場所19481948年：年：美國魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)證明美國魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)證明光合作用釋放的氧全部來光合作用釋放的氧全

16、部來自水自水17791779年：年：荷蘭英格豪斯實(shí)驗(yàn)指出荷蘭英格豪斯實(shí)驗(yàn)指出植物只有在陽光下才能更新植物只有在陽光下才能更新空氣空氣梅耶指出，植物在進(jìn)行光合作用時，把梅耶指出，植物在進(jìn)行光合作用時，把光能光能轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成化學(xué)能化學(xué)能儲存起來儲存起來明確綠葉在光下放出的是明確綠葉在光下放出的是氧氣氧氣，吸收的是，吸收的是二氧化碳二氧化碳17851785年：年：18451845年：年：19391939年：年：光合產(chǎn)物中有機(jī)物的光合產(chǎn)物中有機(jī)物的碳碳來自來自CO2三、光合作用的探究歷程糖類、 O2CO2、水葉綠體有光、多種酶原料：產(chǎn)物：條件：場所：綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧綠色植物通過葉綠

17、體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存能量的有機(jī)物，并且化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程。釋放出氧氣的過程。你能試著寫出光合作用的反應(yīng)方程式嗎？CO2+H2O (CH2O)+O2光能葉綠體CO2+ H2O光能葉綠體C6H12O6+ H2O+ O2光合作用反應(yīng)式（C、H、O三種元素的去向）666三、光合作用的探究歷程12CO2+H218O (CH2O)+18O2總反應(yīng)式總反應(yīng)式:包含階段包含階段（根據(jù)是否需要光進(jìn)行劃分）（根據(jù)是否需要光進(jìn)行劃分）:1.光反應(yīng)（有光才能進(jìn)行）光反應(yīng)（有光才能進(jìn)行）2.暗反應(yīng)（有光無光都能進(jìn)行）暗反應(yīng)（有光無光都能進(jìn)行）葉綠體葉綠體光光四、光合作

18、用的過程2H2OO24HADP+PiATP光、色素、酶葉綠體的類囊體薄膜上水的光解：2H2O 4H + O2光能ATP的合成：ADPPi 能量（光能） ATP酶光能ATP中活躍的化學(xué)能場所：條件：能量變化：物質(zhì)變化光反應(yīng)光反應(yīng)吸收吸收色素色素酶酶2H2OO24HADP+PiATPCO22C3C5(CH2O)糖類蛋白質(zhì)脂肪CO2的固定：CO2C5 2C3酶C3的還原：ATPH 、ADP+Pi葉綠體的基質(zhì)中ATP中活躍的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能2C3 (CH2O) C5H2O酶糖類多種酶、H 、ATP場所：條件：能量變化：物質(zhì)變化暗反應(yīng)暗反應(yīng)吸收吸收色素色素酶酶酶酶多種酶多種酶供能供能供氫供氫色

19、素分子色素分子可見光可見光C52C3ADP+PiATP2H2OO24H多種酶多種酶酶酶(CH2O)CO2吸收吸收光解光解供能供能固定固定還還原原酶酶光反應(yīng)光反應(yīng)暗反應(yīng)暗反應(yīng)能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化: 光能光能ATP中活躍的化學(xué)能中活躍的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能1、光合作用全過程供氫供氫2、光合作用的實(shí)質(zhì)物質(zhì)變化：物質(zhì)變化：把簡單的無機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)雜把簡單的無機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)雜的有機(jī)物的有機(jī)物能量變化：能量變化：把光能轉(zhuǎn)變成儲存在有機(jī)物把光能轉(zhuǎn)變成儲存在有機(jī)物中的化學(xué)能中的化學(xué)能光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝當(dāng)光下的植物突然停止光照后，其體內(nèi)的當(dāng)光下的植物突然停止光照后，其體內(nèi)的

20、C5化合物和化合物和C3化合物的含量如何變化？化合物的含量如何變化？停止停止光照光照光反應(yīng)光反應(yīng)停止停止當(dāng)光下的植物突然停止當(dāng)光下的植物突然停止CO2的供應(yīng)后，其的供應(yīng)后，其體內(nèi)的體內(nèi)的C5化合物和化合物和C3化合物的含量如何變化合物的含量如何變化？化？H ATP還原還原受阻受阻C3 C5 CO2 固定固定停止停止C3 C5 3、光合作用的意義物質(zhì)轉(zhuǎn)變和能量轉(zhuǎn)變物質(zhì)轉(zhuǎn)變和能量轉(zhuǎn)變在自然界中所在自然界中所起的作用起的作用物質(zhì)物質(zhì)合成合成全球自養(yǎng)植物每年可以生產(chǎn)全球自養(yǎng)植物每年可以生產(chǎn)(4(45)5)10101111t t有機(jī)物有機(jī)物“綠色工廠綠色工廠”能量能量轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化每年轉(zhuǎn)化太陽能每年轉(zhuǎn)化太陽能

21、3 310101818KJKJ“巨型能量轉(zhuǎn)巨型能量轉(zhuǎn)化站化站”環(huán)境環(huán)境保護(hù)保護(hù)每年釋放氧氣每年釋放氧氣5.355.3510101111t t“自動空氣凈自動空氣凈化器化器”五、影響光合作用的因素（1）單位時間內(nèi)光合作用產(chǎn)生糖類的量。（2）單位時間內(nèi)光合作用吸收CO2的量。（3）單位時間內(nèi)光合作用釋放O2的量。0葡萄糖葡萄糖CO2O2時間 CO2 + H2O （CH2O）+ O2光能葉綠體(色素、酶）色素、酶）Mg、N等礦質(zhì)元素等礦質(zhì)元素溫度影響酶的活性溫度影響酶的活性光照強(qiáng)度、光質(zhì)、光照時間、光合面積光照強(qiáng)度、光質(zhì)、光照時間、光合面積氣體反應(yīng)物氣體反應(yīng)物作為反應(yīng)物和反應(yīng)媒介作為反應(yīng)物和反應(yīng)媒介

22、水分水分氣孔關(guān)閉氣孔關(guān)閉CO2供應(yīng)供應(yīng)五、影響光合作用的因素內(nèi)因：內(nèi)因：外因：外因：光（光照強(qiáng)度、光質(zhì)、光照時間、光合面積即光（光照強(qiáng)度、光質(zhì)、光照時間、光合面積即葉葉面指數(shù)面指數(shù)） CO2濃度濃度溫度溫度礦質(zhì)元素礦質(zhì)元素水分水分 不同生長發(fā)育階段不同生長發(fā)育階段葉齡葉齡五、影響光合作用的因素1.同一植物的不同生長發(fā)育階段應(yīng)用應(yīng)用：根據(jù)植物在不同生長發(fā)育階段光合作用速率不同，適：根據(jù)植物在不同生長發(fā)育階段光合作用速率不同，適時、適量地提供水肥及其他環(huán)境條件，以使植物茁壯成長。時、適量地提供水肥及其他環(huán)境條件，以使植物茁壯成長。內(nèi)部因素ABCO光合速率光合速率葉齡葉齡OA段段幼葉。隨幼葉的不斷幼

23、葉。隨幼葉的不斷生長，葉面積增大，葉綠體增生長，葉面積增大，葉綠體增多，葉綠素含量增加，光合速多，葉綠素含量增加，光合速率增加。率增加。AB段段壯葉。葉片面積、葉壯葉。葉片面積、葉綠體和葉綠素都處于穩(wěn)定狀態(tài)綠體和葉綠素都處于穩(wěn)定狀態(tài)，光合速率穩(wěn)定。，光合速率穩(wěn)定。BC段段老葉。隨葉齡的增加老葉。隨葉齡的增加，葉綠素被破壞，光合速率也，葉綠素被破壞，光合速率也隨之下降。隨之下降。 應(yīng)用應(yīng)用：適當(dāng)摘除老葉、殘葉，可降低其細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物。：適當(dāng)摘除老葉、殘葉，可降低其細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物。 2.葉齡1.光照強(qiáng)度A（呼吸作用點(diǎn)）（呼吸作用點(diǎn)）B（光補(bǔ)償點(diǎn)）（光補(bǔ)償點(diǎn)）（呼吸作用強(qiáng)度（呼吸作用強(qiáng)度=光

24、合作用強(qiáng)度）光合作用強(qiáng)度）C（光飽和點(diǎn)）（光飽和點(diǎn)）凈光合作用凈光合作用實(shí)際光合作用實(shí)際光合作用CO2吸收量吸收量光照強(qiáng)度（光照強(qiáng)度（klx/h）CO2釋放量釋放量O呼吸作用呼吸作用OA：植物呼吸速率：植物呼吸速率OD：植物凈光合速率：植物凈光合速率OA+OD：真正光合速率：真正光合速率=凈光合速率凈光合速率+呼吸速率。呼吸速率。實(shí)際測量值意義：實(shí)際測量值意義：無光條件下，為呼吸作用值；有光條件下，為凈光合作用值。無光條件下，為呼吸作用值；有光條件下，為凈光合作用值。D外界因素A光照強(qiáng)度光照強(qiáng)度O吸收吸收CO2陽生植物陽生植物陰生植物陰生植物B：光補(bǔ)償點(diǎn)：光補(bǔ)償點(diǎn)C：光飽和點(diǎn)：光飽和點(diǎn)光補(bǔ)償點(diǎn)

25、、光飽和點(diǎn)光補(bǔ)償點(diǎn)、光飽和點(diǎn) ： 陽生植物陽生植物陰生植物陰生植物D應(yīng)用：應(yīng)用：應(yīng)根據(jù)植物的生活習(xí)性因地制宜種植植物應(yīng)根據(jù)植物的生活習(xí)性因地制宜種植植物。間作、。間作、套種時農(nóng)作物的種類搭配、林帶樹種的配置、合理采伐、套種時農(nóng)作物的種類搭配、林帶樹種的配置、合理采伐、冬季溫室栽培等都與光補(bǔ)償點(diǎn)有關(guān)。冬季溫室栽培等都與光補(bǔ)償點(diǎn)有關(guān)。呼吸量呼吸量2.光照時間與光合作用效率的關(guān)系甲圖是在春季的某一晴天，乙圖是在盛夏的某一晴天，甲圖是在春季的某一晴天，乙圖是在盛夏的某一晴天， 晝晝夜中某作物植株對夜中某作物植株對C0C02 2的吸收和釋放狀況的示意圖。的吸收和釋放狀況的示意圖。夏季在晴天無云的日子，光

26、照強(qiáng)烈時，中午前后植物葉夏季在晴天無云的日子，光照強(qiáng)烈時，中午前后植物葉片由于蒸騰作用劇烈，片由于蒸騰作用劇烈，氣孔會關(guān)閉，導(dǎo)致氣孔會關(guān)閉，導(dǎo)致CO2供應(yīng)不足供應(yīng)不足，光合速率會下降，呈雙峰曲線，這種現(xiàn)象稱，光合速率會下降，呈雙峰曲線，這種現(xiàn)象稱午休現(xiàn)象午休現(xiàn)象。OA：隨葉面積指數(shù)的不斷增大，光合作用實(shí)際量不斷增大。：隨葉面積指數(shù)的不斷增大，光合作用實(shí)際量不斷增大。A點(diǎn)：光合作用的飽和點(diǎn)。隨葉面積指數(shù)的增大，光合作用點(diǎn)：光合作用的飽和點(diǎn)。隨葉面積指數(shù)的增大，光合作用不再增加，原因是葉片相互遮擋。不再增加，原因是葉片相互遮擋。OB：干物質(zhì)量隨葉面積增加而增加。：干物質(zhì)量隨葉面積增加而增加。BC：

27、由于：由于A點(diǎn)以后，光合作用不再增加，但葉片的呼吸量點(diǎn)以后，光合作用不再增加，但葉片的呼吸量隨葉面積指數(shù)的增大而增加，所以干物質(zhì)積累量降低。隨葉面積指數(shù)的增大而增加，所以干物質(zhì)積累量降低。3.葉面指數(shù)（光合面積）應(yīng)用：應(yīng)用：適當(dāng)間苗、修剪，合理施肥、澆水適當(dāng)間苗、修剪，合理施肥、澆水，避免徒長，合理密植。避免徒長，合理密植。葉面積指數(shù)不能超過葉面積指數(shù)不能超過 點(diǎn)點(diǎn)，否則植物將入不敷出，無，否則植物將入不敷出，無法生活下去。法生活下去。C4.CO2濃度A點(diǎn)：表示光合作用速率等于細(xì)胞呼吸速率時的點(diǎn)：表示光合作用速率等于細(xì)胞呼吸速率時的CO2濃度，濃度，即即CO2補(bǔ)償點(diǎn)。補(bǔ)償點(diǎn)。A點(diǎn)：表示進(jìn)行光合

28、作用所需點(diǎn)：表示進(jìn)行光合作用所需CO2的最低濃度。的最低濃度。B和和B點(diǎn)：都表示點(diǎn)：都表示CO2飽和點(diǎn)。飽和點(diǎn)。應(yīng)用：應(yīng)用：1.“正其行，通其風(fēng)正其行，通其風(fēng)”，提高，提高CO2濃度，濃度，可可增加產(chǎn)量。增加產(chǎn)量。2.釋放一定量的干冰，施加農(nóng)家肥或有機(jī)肥，如釋放一定量的干冰，施加農(nóng)家肥或有機(jī)肥，如NH4HCO3。N：酶及酶及ATP的重要組分的重要組分P：ATP的重要組分；的重要組分； 維持葉綠體正常結(jié)構(gòu)和功能維持葉綠體正常結(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：葉綠素的重要組分葉綠素的重要組分 在一定濃度范圍內(nèi)，增加必需元素的供應(yīng)，可提高光合在一定濃度范圍內(nèi)，增

29、加必需元素的供應(yīng)，可提高光合作用速率，但當(dāng)超過一定濃度后，會因土壤溶液濃度過高作用速率，但當(dāng)超過一定濃度后，會因土壤溶液濃度過高而導(dǎo)致植物滲透失水而萎蔫。而導(dǎo)致植物滲透失水而萎蔫。5.礦質(zhì)元素應(yīng)用：應(yīng)用：合理施肥。合理施肥。一般植物在一般植物在1035下正常進(jìn)行光合作用。下正常進(jìn)行光合作用。6.溫度AB段（段（1035）：光合速率隨溫度升高而升高）：光合速率隨溫度升高而升高BC段（段（3550）：酶活性下降，光合速率逐漸下降）：酶活性下降，光合速率逐漸下降50左右：光合作用完全停止左右：光合作用完全停止應(yīng)用：應(yīng)用：白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合作用白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合作用

30、強(qiáng)度強(qiáng)度；晚上適當(dāng)降低溫度，以降低細(xì)胞呼吸；晚上適當(dāng)降低溫度，以降低細(xì)胞呼吸強(qiáng)度強(qiáng)度，保，保證植物有機(jī)物的積累。證植物有機(jī)物的積累。7.水分水分既是光合作用的原料，又是化學(xué)反應(yīng)的媒介；水分既是光合作用的原料，又是化學(xué)反應(yīng)的媒介；水分是植物蒸騰的對象。缺水水分是植物蒸騰的對象。缺水氣孔關(guān)閉氣孔關(guān)閉CO2進(jìn)入進(jìn)入受阻受阻間接影響光合作用間接影響光合作用應(yīng)用：應(yīng)用：合理灌溉。合理灌溉。水分水分多因子影響 P點(diǎn)時，限制光合作用速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因點(diǎn)時，限制光合作用速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨其因子的不斷加強(qiáng)，光合作用速率不斷提高。當(dāng)?shù)阶?，隨其因子的不斷加強(qiáng)，光合作用速率不斷提高。當(dāng)?shù)?/p>

31、Q點(diǎn)時，橫坐標(biāo)所表示的因素不再是影響光合作用速率的因子點(diǎn)時，橫坐標(biāo)所表示的因素不再是影響光合作用速率的因子，要想提高光合作用速率，可適當(dāng)提高圖示中的其他因子。，要想提高光合作用速率，可適當(dāng)提高圖示中的其他因子。延長光合作用時間延長光合作用時間增加光合作用面積增加光合作用面積光光能能利利用用率率提提高高光光合合作作用用效效率率( 合理密植：間種、套種合理密植：間種、套種 )1、光照強(qiáng)度、光質(zhì)、光照強(qiáng)度、光質(zhì)2、CO2濃度濃度3、溫度、溫度4、礦質(zhì)元素（、礦質(zhì)元素（ 合理施肥）合理施肥）5、水（、水（ 合理灌溉）合理灌溉）六 光合作用原理的應(yīng)用一年種一年種2季改為種季改為種3季季自養(yǎng)生物1、光能自

32、養(yǎng)生物 以光為能源，以CO2和H2O等無機(jī)物為原料合成糖類等有機(jī)物，糖類中儲存著由光能轉(zhuǎn)換來的能量。如綠色植物、光合細(xì)菌、藍(lán)藻。2、化能自養(yǎng)生物（化能合成作用） 利用環(huán)境中某些無機(jī)物氧化時所釋放的能量制造有機(jī)物。異養(yǎng)生物 只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機(jī)物來維持自身的生命活動。如人、動物、真菌及大多數(shù)的細(xì)菌。七、化能合成作用能量來源不同（光能、化學(xué)能）硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌等少數(shù)種類的細(xì)菌2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量能量硝化細(xì)菌硝化細(xì)菌2HNO2+O2 2HNO3+能量能量硝化細(xì)菌硝化細(xì)菌6CO2+6H2O C6H12O6+ 6O2能量能量七、化能合成作用化能自養(yǎng)生物的代表：八八 光

33、合作用與細(xì)胞呼吸比較光合作用與細(xì)胞呼吸比較1.光合作用和細(xì)胞呼吸的區(qū)別 光合作用細(xì)胞呼吸發(fā)生范圍含葉綠體的植物細(xì)胞;藍(lán)藻,光合細(xì)菌等所有活細(xì)胞發(fā)生場所葉綠體(真核生物);細(xì)胞質(zhì)(原核生物)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體發(fā)生條件光下時時刻刻進(jìn)行實(shí)質(zhì)無機(jī)物有機(jī)物;儲存能量有機(jī)物無機(jī)物;釋放能量2.光合作用和細(xì)胞呼吸的聯(lián)系(1)物質(zhì)聯(lián)系C元素:CO2(CH2O)丙酮酸CO2O元素:H2OO2H2OH元素:H2OH(CH2O)HH2O(2)能量聯(lián)系A(chǔ)TP光合作用在光反應(yīng)階段合成,其合成所需能量來自色素吸收轉(zhuǎn)化的太陽能用于暗反應(yīng)階段C3還原,其中活躍的化學(xué)能以穩(wěn)定的化學(xué)能形式儲存在有機(jī)物中有氧呼吸第一、二、三階段均產(chǎn)生,其中第三階段產(chǎn)生最多,其合成所需能量來自有機(jī)物的分解水解釋放的能量直接用于各項(xiàng)生命活動比較項(xiàng)目來源去路H光合作用光反應(yīng)中水的光解作為暗反應(yīng)階段的還原劑,用于還原C3有氧呼吸第一階段、第二階段產(chǎn)生用于第三階段還原氧氣產(chǎn)生水,同時釋放大量能量1.光合作用與有氧呼吸過程中H和ATP來源、去路