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葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。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驗結(jié)論：植物可以更新空氣有人重復(fù)了普利斯特利的實驗，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？普利斯特利沒有認(rèn)識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。1779年，荷蘭的英格豪斯普利斯特利的實驗只有在陽光照射下才能成功；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)能儲存在什么物質(zhì)中？德國梅耶1864年，德國薩克斯實驗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，遮光的一半則沒有顏色變化。結(jié)論該實驗的對照類型為自身對照，自變量為光的有無，因變量為顏色變化(有無淀粉生成)，實驗組是遮光處理組，對照組為曝光處理組。該實驗的關(guān)鍵是要進行饑餓處理，以使葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)消耗掉，增強實驗的說服力。1880年，美國、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)選擇水綿作為實驗材料的原因是：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)將臨時裝片放在黑暗和無空氣的環(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來自CO2還是H2O？第一組光合作用產(chǎn)生的O2來自于H2O。H218OCO2H2OC18O2第二組18O2O2美國魯賓和卡門實驗（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CO2和H2O中的O元素在光合作用中的轉(zhuǎn)移途徑。(2)該實驗設(shè)置了對照，自變量是標(biāo)記物質(zhì)(H2O和CO2)，因變量是釋放的O2有無放射性。光合作用產(chǎn)生的有機物又是怎樣合成的？20世紀(jì)40年代，卡爾文(M.Calvin)用14C標(biāo)記的CO2供小球藻實驗，追蹤檢測其放射性。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把光能轉(zhuǎn)變成了化學(xué)能儲存起來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。葉綠體是光合作用的場所。1939魯賓卡門光合作用釋放的氧來自水。20世紀(jì)40代卡爾文光合產(chǎn)物中有機物的碳來自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程請閱讀課文P103—104頁有關(guān)光合作用過程的內(nèi)容，思考：1、光合作用分為幾個階段，每個階段所需條件、場所、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]場所：條件：物質(zhì)變化能量變化進入葉綠體基質(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>

有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能2C3(CH2O)＋C5酶糖類[H]、ATP、酶、CO2場所：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)階段的比較項目光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段區(qū)別場所條件物質(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.下圖是光合作用過程圖解，請分析后回答下列問題：①圖中B是—，它來自于——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所需的能量來自——

④圖中的H表示——，H為I提供——⑤當(dāng)突然停止光照時，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：條件短時變化時，各種物質(zhì)合成量的動態(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、酶的活性光強二氧化碳吸收二氧化碳釋放abc光照強度與光合速率的關(guān)系a點：光照強度為0，此時只進行細(xì)胞呼吸，釋放的CO2量可表示細(xì)胞呼吸的強度

ab段：隨光照強度增強，光合作用強度也逐漸增強，CO2釋放量減少，這是因為細(xì)胞呼吸釋放的CO2有一部分用于光合作用，此時細(xì)胞呼吸強度大于光合作用強度

b點：細(xì)胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，此時細(xì)胞呼吸強度等于光合作用強度bc段：隨光照強度增強，光合作用強度也逐漸增強，到C點以上不再增強a點：b點：bc段：ab段：光補償點光飽和點真正光合速率、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、有機物的積累量真正光合速率(又稱實際光合速率)O2的產(chǎn)生量、CO2的固定量、有機物的制造量呼吸速率(黑暗中測量)CO2的釋放量、O2的吸收量、有機物的消耗量下圖表示的是光照強度與光合作用強度之間關(guān)系的曲線，該曲線是通過實測一片葉子在不同光照強度條件下的CO2吸收和釋放的情況。你認(rèn)為下列四個選項中，能代表細(xì)胞中發(fā)生的情況與B點相符的是

CA點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、延長光照時間大棚人工光照一年一熟改為一年多熟CO2濃度對光合作用強度的影響A′點：表示進行光合作用所需CO2的最低濃度；B′點：CO2飽和點在一定范圍內(nèi)CO2濃度達(dá)到該點后，光合作用強度不再隨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，但是無限制地在全球范圍內(nèi)提高CO2濃度，會產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”溫度對光合作用強度的影響光合作用是在酶催化下進行的，溫度直接影響酶的活性。一般植物在10～35℃下正常進行光合作用，其中AB段(10～35℃)隨溫度的升高而逐漸加強，B點(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：促進光合產(chǎn)物向貯藏器官運輸Mg：葉綠素的重要組分不足：光合作用不能順利進行過量：危害農(nóng)作物正常生長發(fā)育水及礦質(zhì)元素對光合作用的影響水即時原料也是反應(yīng)的媒介，還會影響氣孔的關(guān)閉，從而影響二氧化碳進入植物體探究多種因子對光合作用的影響P點時，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，光合速率不斷提高。當(dāng)?shù)絈點時，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度的因素

實驗原理：

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)一定時間內(nèi)葉片上浮的數(shù)量及時間長短，來比較光合作用的強弱。間接測O2生成速率，來比較不同光照強度和不同CO2濃度條件下光合作用的強度。實驗方法新鮮臘梅葉片，打孔器，注射器，40W臺燈，100ml燒杯，鑷子，NaHCO3溶液，一次性紙杯，標(biāo)簽紙，清水等材料用具實驗步驟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個燒杯編號后，分別加入2個40mlNaHCO3溶液、1個40ml清水，并各放入10片抽去氣體的葉片

5.按實驗記錄表進行操作6.記錄實驗數(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）實驗步驟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個燒杯編號后，分別加入2個40mlNaHCO3溶液、1個40ml清水，并各放入10片抽去氣體的葉片

燒杯編號處理條件5分鐘上浮數(shù)10分鐘上浮數(shù)15分鐘上浮數(shù)1距40W臺燈15cm,2%NaHCO3溶液，室溫2距40W臺燈25cm，2%NaHCO3溶液，室溫3距40W臺燈15cm，清水，室溫5.按實驗記錄表進行操作6.記錄實驗數(shù)據(jù)燒杯編號處理條件5分鐘上浮數(shù)10分鐘上浮數(shù)15分鐘上浮數(shù)1距40W臺燈15cm,2%NaHCO3溶液，室溫1592距40W臺燈25cm，2%NaHCO3溶液，室溫0253距40W臺燈15cm，清水，室溫000實驗結(jié)果?活塞著色液刻度管橡皮塞無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能否用來進行光合速率的測定？思考：１．NaHCO3緩沖液的作用？２．著色液的移動方向，移動數(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)境中某些無機物氧化時所釋放的能量把無機物合成為有機物。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—不同條件下光照強度對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點怎么變化？Ｃ(2)當(dāng)缺鎂時，其他條件不變，a、b、d點怎么變化？(3)當(dāng)CO2

濃度較低時，其他條件不變，a、b、d點怎么變化？a點上移，b點左移，d下移a點不變，b點右移，d下移a點不變，b點右移，d下移降低溫度，對呼吸速率影響大于光合速率。(因為影響呼吸作用因素主要是溫度),a點上移，b點左移當(dāng)外界條件改變時，CO2（光）補償點和飽和點的移動規(guī)律如下：補償點移動規(guī)律（即各影響因素相互彌補至重新平衡）3、呼吸速率增加，CO2（光）補償點應(yīng)

移4、呼吸速率減小，CO2（光）補償點應(yīng)

移1、呼吸速率基本不變，條件的改變使光合速率下降時，

CO2（光）補償點應(yīng)

移，CO2（光）飽和點應(yīng)

移2、呼吸速率基本不變，條件的改變使光合速率增加時，

CO2（光）補償點應(yīng)

移，CO2（光）飽和點應(yīng)

移右左左右右左補償點和飽和點的移動是

的相反總結(jié)——不同條件下植物呼吸強度、光(CO2)補償點、光(CO2)飽和點的移動規(guī)律①若呼吸速率增加，光(CO2)補償點應(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光(CO2)補償點應(yīng)右移，反之應(yīng)左移。（即各影響因素相互彌補至重新平衡）一、呼吸強度（圖中的a點）移動規(guī)律若題目中無提及能改變植物呼吸作用的因素（一般是溫度）的變化，則a點不變；若溫度提高至最適則a點下移，偏離最適則上移。二、光(CO2)補償點