第4節(jié)光合作用

第4節(jié)光合作用什么是光合作用？什么是光合作用？

1光合作用1-1概念：1-2方程式：怎么發(fā)現(xiàn)光合作用的？

2光合作用的研究歷程①1648年海爾蒙脫(比利時(shí))，把1棵2.3kg的柳樹(shù)苗種植在一桶90.8kg的泥土中，然后只用雨水灌溉而不供給任何其他物資，五年后柳樹(shù)增重到76.7kg，而泥土只減輕了57g。指出：植物的物質(zhì)累積來(lái)自水。

2光合作用的研究歷程②1771年英國(guó)科學(xué)家普里斯特利發(fā)現(xiàn)，將點(diǎn)燃的燭炬與綠色植物一塊兒放在密閉的玻璃罩內(nèi)，燭炬不易熄滅；將小鼠與綠色植物一塊兒放在玻璃罩內(nèi)，小鼠不易窒息而去世，②普利斯特利的實(shí)驗(yàn)證實(shí)：植物可以更新空氣。

2光合作用的研究歷程④英格豪斯的實(shí)驗(yàn)③1785年，因?yàn)榭諝鈽?gòu)成的發(fā)現(xiàn)，人們明白了綠葉在光下放出的氣體是氧氣，吸取的是二氧化碳。普利斯特利實(shí)驗(yàn)只有在陽(yáng)光照射下才成功植物體只有綠葉才能更新空氣④英格豪斯的實(shí)驗(yàn)⑤1845年，德國(guó)科學(xué)家梅耶指出，植物進(jìn)行光合作歷時(shí)，把光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能貯存起來(lái)。

2光合作用的研究歷程⑥1864年,德國(guó)科學(xué)薩克斯把綠葉放在暗處理的綠色葉片一半曝光，另一半遮光。過(guò)一段時(shí)間后，用碘蒸氣處理葉片，發(fā)現(xiàn)遮光的那一半葉片沒(méi)有產(chǎn)生色彩變化，暴光的那一半葉片則呈深藍(lán)色。證實(shí)：綠色葉片在光合作用中發(fā)生了淀粉。碘蒸氣處理一半曝光，一半遮光在暗處放置幾小的葉片綠葉光合作用中產(chǎn)生淀粉⑥薩克斯的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)⑦1880年，德國(guó)科學(xué)家吉爾曼用水綿進(jìn)行光合作用的試驗(yàn)。證實(shí)：葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所，氧是葉綠體開(kāi)釋出來(lái)的。

2光合作用的研究歷程⑧20世紀(jì)30年月美國(guó)科學(xué)家魯賓、卡門(mén)采納同位素標(biāo)記法鉆研了光合作用。第一組相植物提供H218O和CO2，開(kāi)釋的是18O2；第二組提供H2O和C18O，開(kāi)釋的是O2。光合作用開(kāi)釋的所有氧來(lái)自水。

2光合作用的研究歷程⑧魯賓和卡門(mén)的實(shí)驗(yàn)H2O和C18O2H218O和CO2O218O2光合作用釋放的氧氣來(lái)自水小球藻小球藻⑨卡爾文的實(shí)驗(yàn)小球藻14CO214C6H12O6卡爾文循環(huán)

2光合作用的研究歷程思考與討論光合作用的原料、產(chǎn)物、場(chǎng)所和條件是什么？你能用一個(gè)化學(xué)反應(yīng)式表示出來(lái)嗎？

分析人類對(duì)光合作用的探究歷程，你還有那些感悟？請(qǐng)與同學(xué)交流能否設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證光合作用需要CO2？光合作用如何發(fā)生？

葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能：葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所在類囊體的薄膜上散布著擁有吸取光能的光合色素，在類囊體的薄膜上和葉綠體的基質(zhì)中含有很多光合作用所必須的酶。雙層膜水的光解：2H2O→4[H]+O2合成ATP：ADP+Pi→ATP光酶光能3-1光反應(yīng)場(chǎng)所：葉綠體的類囊體的薄膜上(1層）3光合作用的過(guò)程CO2的固定CO2+C5→2C3三碳的還原2C3→→C6H12O6酶ATP[H]酶3-2暗反應(yīng)場(chǎng)所：葉綠體的基質(zhì)

ATPADP+Pi+能量合成酶水解酶3光合作用的過(guò)程１光反應(yīng)（場(chǎng)所：類囊體結(jié)構(gòu)的膜上）（１）２Ｈ２Ｏ４［Ｈ］+Ｏ２（２）ＡＤＰ+ＰiＡＴＰ+Ｈ２Ｏ2暗反應(yīng)（場(chǎng)所：葉綠體基質(zhì)）（１）Ｃ５+ＣＯ２２Ｃ３（二氧化碳固定）（２）

２Ｃ３ＣＨ２Ｏ（二氧化碳還原）ＡＴＰ+Ｈ２ＯＡＤＰ+Ｐi光酶、光、色素

酶酶、[Ｈ]Ｃ５卡爾文循環(huán)光反應(yīng)暗反應(yīng)有氧呼吸反應(yīng)場(chǎng)所葉綠體基粒類囊體薄膜上葉綠體基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體反應(yīng)條件光、色素和酶ATP、[H]、酶O2、酶物質(zhì)變化水的光解ATP的合成CO2的固定CO2的還原葡萄糖的初步分解丙酮酸徹底分解[H]的氧化能量變化光能轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化學(xué)能穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能影響因子光照強(qiáng)度、CO2濃度、T、礦質(zhì)元素、H2OT、O2總反應(yīng)式葉綠體光CO2+H2O*

(CH2O)n+O2*光合作用總反應(yīng)式4光合色素與光能的捕獲和轉(zhuǎn)化胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b葉綠體色素的分離實(shí)驗(yàn)光合色素及作用葉綠素a：C55H72O5N4Mg（藍(lán)綠）

?葉綠素葉綠素b：C55H70O6N4Mg（黃綠）

?

類胡蘿卜素胡蘿卜素C40H56

（橙黃）葉黃素C40H56O2（黃色）場(chǎng)所過(guò)程葉綠體（類囊體）葉綠素類胡蘿卜素吸收紅光、藍(lán)紫光吸收藍(lán)紫光5影響光合作用的因素（曲線分析）什么因素影響光合作用？光合作用需要什么條件？5-1光照強(qiáng)度：在一定范圍內(nèi)，光合速度隨光照強(qiáng)度的加強(qiáng)而加速，超越光飽合點(diǎn)，光合速度反而會(huì)降低。5-2溫度：溫度可影響酶的活性。5-3二氧化碳濃度：在一定范圍內(nèi)，光合速度隨二氧化碳濃度的增添而加速，到達(dá)一定程度后，光合速度保持在必定的程度，再也不增添。5-4水：光合作用的原料之一，貧乏引起光合速度降低。如何調(diào)控影響光合作用的因素適量控制光照強(qiáng)度延伸光合作用的時(shí)間增加光合作用的面積------公道密植，間作套種。溫室大棚用無(wú)色透明玻璃溫室栽培植物時(shí)，白日適量控制溫度，晚上適量降溫。溫室栽培多施有機(jī)肥或放置干冰，控制二氧化碳濃度。6光合作用有什么意義？鞏固練習(xí)1、下列關(guān)于光合作用的敘述，正確的是（）

A、光合作用的兩個(gè)階段均有[H]和ATP產(chǎn)生B、光合作用中產(chǎn)生的氧氣來(lái)自于CO2中氧C、光合作用中固定二氧化碳的是C5化合物D、光合作用的暗反應(yīng)必須在暗處進(jìn)行2、光合作用過(guò)程中，ATP形成和C3的還原場(chǎng)所分別是（）

A、都在葉綠體囊狀結(jié)構(gòu)B、都在葉綠體基質(zhì)

C、前者在葉綠體囊狀結(jié)構(gòu)薄膜上，后者在葉綠體基質(zhì)中D、前者在葉綠體基質(zhì)中，后者在葉綠體囊狀結(jié)構(gòu)薄膜3、葉綠體中ATP、ADP的運(yùn)動(dòng)方向是（）A、ATP、ADP同時(shí)由葉綠體基質(zhì)向囊狀結(jié)構(gòu)薄膜上運(yùn)動(dòng)B、ATP、ADP同時(shí)由囊狀結(jié)構(gòu)薄膜向葉綠體基質(zhì)運(yùn)動(dòng)C、ATP由葉綠體基質(zhì)向囊狀結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，ADP則向相反方向運(yùn)動(dòng)D、ADP由葉綠體基質(zhì)向囊狀結(jié)構(gòu)薄膜運(yùn)動(dòng)，ATP則向相反方向運(yùn)動(dòng)

4、光合作用暗反應(yīng)階段中直接利用的物質(zhì)是（）

A、O2和C3B、葉綠體色素

C、H2O和O2D、[H]和ATP

科學(xué)家用14C標(biāo)記二氧化碳，發(fā)現(xiàn)碳原子在一般植物體內(nèi)光合作用中的轉(zhuǎn)移途徑是（）A．二氧化碳→葉綠素→葡萄糖B．二氧化碳→ATP→葡萄糖C．二氧化碳→五碳化合物→葡萄糖D．二氧化碳→三碳化合物→葡萄糖在一定時(shí)間，綠色植物在一定強(qiáng)度的_____________的照射下，放出的氧最多A．白光B．紅光和藍(lán)紫光C．藍(lán)紫光和綠光D．紅光和綠光生長(zhǎng)旺盛的葉片，剪成5mm見(jiàn)方的小塊，抽去葉內(nèi)氣體，做下列處理，如圖，這四個(gè)處理中，沉入底部的葉片小塊最先浮起的是（）A光照增強(qiáng)，光合作用增強(qiáng)，但在光照最強(qiáng)的夏季中午，由于氣孔的關(guān)閉，光合作用不但不能繼續(xù)增強(qiáng)，反而下降，主要原因是（）A．H2O分解產(chǎn)生的[H]數(shù)量不足B．暗反應(yīng)過(guò)程中還原劑數(shù)量不足C．葉綠體利用光能合成ATP數(shù)量不夠D．暗反應(yīng)過(guò)程中C3產(chǎn)生得太少光合作用過(guò)程中，能量的轉(zhuǎn)化途徑是（）A．光能→色素→糖類B．色素→ATP→糖類C．光能→ATP→糖類D．ATP→三碳化合物→糖類將一株植物培養(yǎng)在H218O中并進(jìn)行光照，過(guò)一段時(shí)間后18O存在于A．光合作用生成的水中B．僅在周圍的水蒸氣中C．僅在植物釋放的氧氣中D．植物釋放的氧氣和周圍的水蒸氣中在有氧呼吸過(guò)程中，進(jìn)入細(xì)胞中的氧將（）A．與還原氫結(jié)合生成水，產(chǎn)生少量能量B．與碳結(jié)合形成二氧化碳C．在線粒體中和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中被消耗D．與還原氫結(jié)合生成水，產(chǎn)生大量能量光合作用的產(chǎn)物中，氧氣、葡萄糖中的碳、葡萄糖中的氫、葡萄糖中的氧依次來(lái)自于①二氧化碳②氣孔直接吸收③水的分解④葉綠素的分解A．①②④③B．③①②④C．③①③①D．①③①③將置于陽(yáng)光下的盆栽植物移至黑暗處，則細(xì)胞內(nèi)三碳化合物與葡萄糖的生成量的變化是（）A．C3增加，葡萄糖減少B．C3與葡萄糖都減少C．C3與葡萄糖都增加D．C3突然減少，葡萄糖突然增加分析說(shuō)明題：綠色植物光合作用的影響因素是多方面的，其外界因素有光照強(qiáng)度、CO2的含量，溫度等；其內(nèi)部因素有酶的活性、色素的數(shù)量、五碳化合物的含量等。請(qǐng)根據(jù)圖A對(duì)影響光合作用的因素進(jìn)行分析：(1)如果橫坐標(biāo)代表光照強(qiáng)度，其影響光合速率主要是影響