光與光合作用-第2課時(shí)-競(jìng)賽-12.11

光合作用的研究歷史

植物的根是一張嘴，植物生活和生長(zhǎng)所需的一切物質(zhì)，都是通過根從土壤中得到的。2400多年前亞里士多德古時(shí)候種子吸取了“土壤汁”長(zhǎng)成大樹

植物能更新、“凈化”由于蠟燭燃燒或動(dòng)物呼吸而變得污濁了的空氣。普利斯特利（英國）1771年？

有的人能夠成功，而有的卻得出相反的結(jié)論：植物不僅不能把空氣變好，反而會(huì)把空氣變壞?！?能量之源——光與光合作用§4能量之源——光與光合作用1771年，普里斯特利(JosephPriestley)：1785年，才明確綠色植物在光照下釋放氧氣，吸收二氧化碳。1779年，英格豪斯（J.Ingen-housz）發(fā)現(xiàn)：普里斯特利的實(shí)驗(yàn)只有在光下才能成功；植物體只有綠葉才能更新污濁的空氣。植物可以更新空氣，但忽略了光的作用。人工定量配制的空氣一周后：O2增多

CO2減少植物體增重1804年索蘇爾（瑞士）實(shí)驗(yàn)二氧化碳是光合作用的原料

§4能量之源——光與光合作用1845年，德國科學(xué)家梅耶（R.Mayer）：根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律明確指出，植物在進(jìn)行光合作用時(shí)，把光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲(chǔ)存起來了。1864年薩克斯（德國）實(shí)驗(yàn)碘蒸汽處理葉片呈深藍(lán)色葉片無顏色變化綠葉在光下制造了淀粉？將綠葉放在暗處幾小時(shí)？曝光遮光？碘蒸汽處理1880年，恩格爾曼(C.Engelmann)的實(shí)驗(yàn)：§4能量之源——光與光合作用極細(xì)的光束沒有氧氣的黑暗環(huán)境沒有氧氣的有光環(huán)境CO218O2H218O20世紀(jì)30年代魯賓和卡門的同位素標(biāo)記法實(shí)驗(yàn)C18O2O2H2O光照射下的小球藻懸液該實(shí)驗(yàn)證明了什么？光合作用中釋放的O2全部來自H2OAB§4能量之源——光與光合作用光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物又是怎樣合成的呢？20世紀(jì)40年代，美國科學(xué)家卡爾文利用放射性同位素14C標(biāo)記的14CO2，最終探明CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中的碳的途徑，這一途徑稱為卡爾文循環(huán)。1961年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主結(jié)論：有機(jī)物中的碳來源于CO21945年卡爾文（美國）3—磷酸甘油酸二磷酸核酮糖3—磷酸甘油醛1，3—磷酸甘油酸一磷酸核酮糖3—磷酸甘油醛葡萄糖12ATP12ADPCO26ATP6ADP12NADPH12NADP+卡爾文循環(huán)1分子五碳三碳2分子三碳三碳三碳五碳六碳同位素示蹤技術(shù)破解暗反應(yīng)過程1分子光合作用的定義

綠色植物通過葉綠體，利用光能，把CO2和H2O轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存能量的有機(jī)物，并釋放出O2的過程。總結(jié)光合作用的反應(yīng)式反應(yīng)物、條件、場(chǎng)所、生成物CO2＋H2O（CH2O）＋O2光能葉綠體糖類一、§4能量之源——光與光合作用16二、光合作用的過程§4能量之源——光與光合作用色素分子可見光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[H]多種酶酶(CH2O)CO2吸收光解能固定還原酶光反應(yīng)暗反應(yīng)光合作用總過程：場(chǎng)所：類囊體的薄膜上場(chǎng)所：葉綠體的基質(zhì)中原料和產(chǎn)物的對(duì)應(yīng)關(guān)系：（CH2O）CHOCO2CO2H2OO2H2O能量的轉(zhuǎn)移途徑：碳的轉(zhuǎn)移途徑：光能ATP中活躍的化學(xué)能(CH2O)中穩(wěn)定的化學(xué)能CO2C3（CH2O）191.光反應(yīng)階段條件：光、色素、酶、水場(chǎng)所：葉綠體類囊體的薄膜上物質(zhì)變化：水的光解：2H2O4[H]+O2

光ATP的合成：ADP＋Pi＋光能ATP酶能量變化：光能轉(zhuǎn)換為活躍的化學(xué)能貯存在ATP中。光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP只能用于C3的還原。202.暗反應(yīng)階段條件：有光、無光都能進(jìn)行，多種酶、CO2場(chǎng)所：葉綠體內(nèi)的基質(zhì)中物質(zhì)變化：CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的還原：2C3(CH2O)+C5[H]、ATP酶能量變化：ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為糖類等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能。21暗反應(yīng)光反應(yīng)項(xiàng)目聯(lián)系能量轉(zhuǎn)換物質(zhì)變化條件部位光合作用光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供了[H]和ATP；暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供了ADP和Pi。ATP中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能多種酶、CO2葉綠體內(nèi)的基質(zhì)中CO2+C52C3酶2C3（CH2O）+C5酶[H]、ATP①CO2的固定：②C3的還原：光能→ATP中活躍的化學(xué)能光、色素、酶、水葉綠體類囊體的薄膜上②ATP的合成：ADP+Pi+能量ATP酶①水的光解：2H2O4[H]+O2光光三、光合作用的意義物質(zhì)變化：無機(jī)物合成有機(jī)物能量變化：光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。1、影響光合作用強(qiáng)度的因素（1）綠葉面積光合作用速率葉面積OA

在一定范圍內(nèi)隨綠葉面積增大而加快，但葉面積達(dá)一定時(shí)，光合速率不再增加。

（2）CO2的濃度光合作用速率CO2濃度OA

在一定范圍內(nèi)隨CO2濃度增大而加快，但CO2達(dá)一定濃度時(shí)，光合速率不再增加。

（3）光照

CO2吸收量CO2釋放量光照強(qiáng)度ABCODa、光照時(shí)間：b、光強(qiáng)度：

在一定范圍內(nèi)，光合作用速率隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而加快，但光強(qiáng)增加到一定強(qiáng)度，光合作用速率不再加快。

c、光質(zhì)：

復(fù)色光（白光）下，光合速率最快；單色光中，紅光下光合速率最快，藍(lán)紫光次之，綠光最差。(4)溫度

溫度通過影響酶活性來影響光合速率。在一定范圍內(nèi)隨溫度升高，光合速率增大；溫度過高會(huì)使酶活性下降，從而使光合速率減小。（5）水分水既是光合作用的原料，又是體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)。另外，水還影響氣孔的開閉，間接影響CO2進(jìn)入植物體，所以水對(duì)光合作用影響很大。（6）礦物質(zhì)元素礦質(zhì)元素會(huì)直接或間接影響光合作用。如N、Mg是合成葉綠素的必需元素；N、P合成ATP的必需元素等等。27AB光照強(qiáng)度0吸收量CO2陽生植物陰生植物B：光補(bǔ)償點(diǎn)C：光飽和點(diǎn)應(yīng)根據(jù)植物的生活習(xí)性因地制宜地種植植物C光補(bǔ)償點(diǎn)、光飽和點(diǎn)：陽生植物陰生植物>光合作用總反應(yīng)式CO2+H2O光能葉綠體(CH2O)+O2原料條件產(chǎn)物怎樣才能提高光合作用效率？請(qǐng)同學(xué)們討論。增加CO2濃度增加水分供給延長(zhǎng)光照時(shí)間增加礦質(zhì)元素增強(qiáng)光照強(qiáng)度增加光照面積2、提高農(nóng)作物光合作用強(qiáng)度的措施1、適當(dāng)提高光照強(qiáng)度、延長(zhǎng)光照時(shí)間－輪作3、適當(dāng)提高CO2濃度－多施農(nóng)家肥；增加通風(fēng)4、適當(dāng)提高溫度－白天提高溫度，增加光合速率夜晚降低溫度，降低呼吸速率5、合理灌溉6、合理施肥2、合理密植新疆的哈密地區(qū)盛產(chǎn)的哈密瓜為什么特別甜？四、化能合成作用：利用環(huán)境中某些無機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來把無機(jī)合成有機(jī)物。少數(shù)的細(xì)菌，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§4能量之源——光與光合作用自養(yǎng)生物:以CO2和H2O（無機(jī)物）為原料合成糖類（有機(jī)物），糖類中儲(chǔ)存著的能量。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(dòng)。所需的能量來源不同（光能、化學(xué)能）光能自養(yǎng)生物綠色植物硝化細(xì)菌化能自養(yǎng)生物例如人、動(dòng)物、真菌及大多數(shù)的細(xì)菌。§4能量之源——光與光合作用光合作用呼吸作用原料CO2、H2OO2、葡萄糖等有機(jī)物產(chǎn)物O2、葡萄糖等有機(jī)物CO2、H2O等能量轉(zhuǎn)換貯藏能量的過程光能→活躍的化學(xué)能→穩(wěn)定的化學(xué)能釋放能量的過程穩(wěn)定的化學(xué)能→活躍的化學(xué)能發(fā)生部位有葉綠體的細(xì)胞、葉綠體活細(xì)胞、線粒體、細(xì)胞質(zhì)發(fā)生條件光照下才可發(fā)生光下、暗處都可發(fā)生五、光合作用和呼吸作用的比較小結(jié)1、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)捕獲光能的色素綠葉中色素的提取和分離葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能2、光合作用的原理和應(yīng)用3、化能合成作用光合作用的探究歷程光合作用的過程光合作用原理的應(yīng)用探究環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響例1：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D§4能量之源——光與光合作用例2：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A§4能量之源——光與光合作用例3：生長(zhǎng)旺盛的葉片，剪成5mm見方的小塊，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§4能量之源——光與光合作用例4：將一株植物培養(yǎng)在H218O中并進(jìn)行光照，過一段時(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D§4能量之源——光與光合作用例5：將置于陽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A§4能量之源——光與光合作用1、在光合作用的暗反應(yīng)過程中，沒有被消耗掉的是（）

A、[H]B、C5化合物C、ATPD、CO2B2、與光合作用光反應(yīng)有關(guān)的是（）①H2O②ATP③ADP④CO2A.①②③B.②③④C.①②④D.①③④A3、將植物栽培在適宜的光照、溫度和充足的C02條件下。如果將環(huán)境中C02含量突然降至極低水平，此時(shí)葉肉細(xì)胞內(nèi)的C3化合物、C5化合物和ATP含量的變化情況依次是A.上升；下降；上升B.下降；上升；下降C.下降；上升；上升D.上升；下降；下降C4、光合作用的過程可分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段，下列說法正確的是（）

A.葉綠體類囊體膜上進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng)

B.葉綠體類囊體膜上進(jìn)行暗反應(yīng)，不進(jìn)行光反應(yīng)

C.葉綠體基質(zhì)中可進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng)

D.葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行暗反應(yīng),不進(jìn)行光反應(yīng)D5、光合作用過程中，產(chǎn)生ADP和消耗ADP的部位在葉綠體中依次為()①外膜②內(nèi)膜③基質(zhì)④類囊體膜

A．③②B．③④

C．①②D．④③B6、光合作用過程的正確順序是（）①二氧化碳的固定②氧氣的釋放③葉綠素吸收光能④水的光解⑤三碳化合物被還原A.④③②⑤①B.④②③⑤①C.③②④①⑤D.③④②①⑤7、在暗反應(yīng)中，固定二氧化碳的物質(zhì)是（）Ａ．三碳化合物Ｂ．五碳化合物Ｃ．［Ｈ］Ｄ．氧氣ＤＢ8、在光照充足的環(huán)境里，將黑藻放入含有18O的水中，過一段時(shí)間后，分析18O放射性標(biāo)記，最先（）A、在植物體內(nèi)的葡萄糖中發(fā)現(xiàn)B、在植物體內(nèi)的淀粉中發(fā)現(xiàn)C、在植物體內(nèi)的淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)中均可發(fā)現(xiàn)D、在植物體周圍的空氣中發(fā)現(xiàn)D9、某科學(xué)家用含有14C的CO2來追蹤光合作用中的C原子，14C的轉(zhuǎn)移途徑是（）

A、CO2葉綠體ATPB、CO2葉綠素ATPC、CO2乙醇糖類

D、CO2三碳化合物糖類D10、在光合作用過程中，能量的轉(zhuǎn)移途徑是A、光能ATP葉綠素葡萄糖B、光能葉綠素ATP葡萄糖C、光能葉綠素CO2

葡萄糖D、光能ATPCO2葡萄糖B劃分依據(jù):反應(yīng)過程是否需要光能光合作用分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段四、光合作用的過程1.如果光照強(qiáng)度不變,CO2的供應(yīng)量減小,則[H]、O2、

ATP、C3、C5

、（CH2O）如何變化？2.如果CO2的供應(yīng)量不變,光照強(qiáng)度減小,則[H]、O2、

ATP、C3、C5

、（CH2O）又如何變化？（光合作用）（化能合成作用）三.生物的代謝類型自養(yǎng)型①光能自養(yǎng)型：綠色植物②化能自養(yǎng)型：硝化細(xì)菌人和絕大多數(shù)動(dòng)物、真菌、細(xì)菌、病毒。異養(yǎng)型NH3+O2HNO2+H2O+能量HNO2+O2HNO3+能量CO2+H2OC