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1、第三节 光合作用,一. 光合作用的发现,公元前3世纪，亚里斯多德提出，植物生长在土壤中，土壤是构成植物体的原材料。,2.5Kg,5年,土壤100Kg,土壤 99.9 Kg,这说明了什么？,1771 年英国的普利斯特莱（J.Pristly）通过植物和动物之间进行气体交换的实验，第一次成功地应用化学的方法研究植物的生长，得知植物生长需要吸收二氧化碳，同时放出氧气。,1、蜡烛易熄灭、小 白鼠易窒息而死。,2、蜡烛不容易熄灭,3、小白鼠不易窒息而死,1,萨克斯实验,光照下,极细光束照射,好氧细菌,1880年美国科学家恩格尔曼的实验,讨论： 恩吉尔曼的实验在设计上有什么巧妙之处？,黑暗中,一是选用水绵用
2、为实验材料，便于观察和分析研究； 二是将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除环境中光线和氧的影响； 三是选用极细的光束照射，并且用好氧细菌进行检测，从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位； 四是进行黑暗和曝光的对比实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的。,讨论： 恩吉尔曼的实验结果是什么？得出此结论的理由是什么？,结论： 氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。因为好氧细菌只集中在叶绿体受光部位的周围。,恩吉尔曼的实验在设计上的巧妙之处是：,恩吉尔曼实验的结果,分析：这一巧妙的实验说明了什么？,叶绿体中的色素对不同波长的吸收的强度不同，主要吸收红光与蓝紫光，几乎
3、不吸收绿光,积极思维,鲁宾和卡门实验,CO2,C18O2,18O2,O2,H218O,H2O,绿色植物,（如小球 藻）,二. 叶绿体中的色素,绿色植物的光合作用是在叶绿体中进行，叶绿体中的色素具有吸收光能的作用。那么，叶绿体中究竟有几种色素？怎么才能把它们提取和分离出来呢？下面我们通过实验六来说明,思考：叶绿体中色素的作用？,光合色素与光能的捕获,不同种色素的作用是否相同呢？,实验表明：叶绿素a和b在蓝光和红光部分都有很高的吸收峰，叶绿体中的胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。,吸收蓝紫光,吸收红光、蓝紫光,与作用,为什么植物的叶片呈现绿色？,光照到物体表面后，该物体又将这种颜色的光反射出来，就是
4、我们所见到的颜色。对植物而言，除了部分橙光、黄光和大部分绿光被反射外，其他的基本上都被叶绿素分子等所吸收了，所以植物的叶片呈现绿色。,三. 光合作用,经过科学家们的不懈努力，人们对光合作用的认识日益深入。在光合作用的过程中，并不是全部过程都需要光。根据反应过程是否需要光能，可以将光合作用分为光反应和暗反应两个阶段。,内膜,外膜,基质多种酶,基粒,囊状结构 色素和酶,透明,温故而知新,光合作用的过程,光反应阶段,暗反应阶段,co2,2c3,水在光下分解,C5,ATP,ADP+Pi,酶,供能,H,供氢,O2,固 定,还 原,基质中多种酶参加催化,(CH2O)+H2O,蛋白质,脂肪,酶,色素,光反应
5、阶段与暗反应阶段的比较( 优化方案),囊状结构的薄膜上,叶绿体的基质中,需光、色素和酶,不需光、色素;需多种酶,光能转变为ATP中活泼的化学能,ATP中活泼的化学能转化为糖类等有机物中稳定的化学能,思考:,总结：1.光合作用的概念,（1）什么是光合作用？ 绿色植物通过叶绿体吸收光能，将CO2和H2O合成为有机物并释放出O2，同时也将太阳能转化为化学能储存在糖类和其他有机物中，这一过程称为光合作用。,2. 光合作用的反应式、实质,（2）反应式,（3）实质,光能 化学能 无机物 有机物,教学目标巩固,D,1、光反应中，ATP和O2的产生都离不开 （ ） A. 水和CO2 B. 色素和CO2 C.
6、水、光能、CO2 D. 水、色素、光能,C,D,14,四、光合作用原理的应用,四、光合作用原理的应用,1、延长光照时间增加光照强度,2、提高二氧化碳浓度,3、适宜的温度：,保持昼夜温差,解题规律总结,1：影响光合作用的速率的环境因素 (1)光合作用速率的测定方法 测定植物光合作用的速率，最简单有效的方法是测定：二氧化碳的吸收量. 在光照下测定的二氧化碳的吸收量只是光合作用从外界吸收的量，称为表观光合速率。真正光合速率是指植物在光下实际把二氧化碳转化成有机物的量，即在单位时间内、叶面积从外界吸收和自身呼吸释放二氧化碳的量。,(1)光合作用速率的测定方法,例1:(2007年高考生物试题（山东卷）,
7、 以测定的CO2吸收量与释放量为指标， 研究温度对某绿色植物光合作用与 呼吸作用的影响， 结果如图所示。下列分析正确的是 A.光照相同时间，35时光合作用制造的有机物的量与30时相等 B.光照相同时间，在20条件下植物积累的有机物的量最多 C.温度高于25时，光合作用制造的有机物的量开始减少 D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等,A,解题规律总结,(2):环境因素对光合作用的影响 1）光照:光是光合作用的能量来源，光照 强度直接影响光合速率。 2）二氧化碳浓度:二氧化碳是光合作用的两种原料之一 3）温度:直接影响光合作用中各种酶的活动、光合结构. 4）矿质元素,1)
8、:光照强度对光合作用的影响,光是光合作用的能量来源，,BC:在一定范围内，光合速率随光照强度提高而加快。 原因:光反应产生ATP, H CD:当光照强度高到一定数值后，光照强度再提高而光合速率不再加快. 原因:受暗反应CO2浓度限制,B,A,B,C,D,2）二氧化碳浓度对光合作用的影响,AB:CO2浓度过低,光合作用不能进行. BC:随CO2浓度增加,光合强度增大.原因:CO2影响暗反应 CD:随CO2浓度增加,光合强度不变.原因:受光反应的ATP和H限制,B,B,C,D,3)、温度对光合作用的影响,实质：温度影响暗反应（酶促反应）,在生产上应用： 在大棚生产中常常采用白天适当升温（保证光合作
9、 用正常进行，晚上适当降温（降低呼吸酶的活性）。,例2、下图表示在10000勒克司光照下某植物的呼吸量与 光合量随环境温度而发生，据图回答问题： （1）从图中可 以看出，叶绿体 内的酶与呼吸酶 相比 。,最适温度低,（2）最有利于该植 物有机物积累的温度为 。 此时图中显示 出的净产量为 。 （3）温度为40度时该植物 的代谢情况为 。 （4）从图中关系谈一谈夏季 中午时蒸腾作用的益处： 。,35,0.2mol的CO2,光合量等于呼吸量。,蒸腾作用降低叶片的温度, 有利于光合作用。,（a）N：是各种酶以及ATP的重要组 成成分，叶绿素中也有N元素。,(4)、矿质元素对光合作用的影响,（b）P：
10、是叶绿体膜 和ATP的重要组成成分。,（c）Mg：叶绿素的重要组成成分。,光能电能活跃的化学能,活跃的化学能稳定的化学能,光反应为暗反应提供H和ATP,暗反应消耗了光反应的产物,促进光反应的进行,水的光解H2O2H+1/2O2 合成ATP ADP+Pi ATP,光,酶 光能,CO2的固定CO2+C5 2C3 CO2的还原2C3 CH2O+C5,酶,酶 ATP H,2、光合作用的过程,解题规律总结,3:光反应与暗反应关系: (1): 光反应要在基粒中有光下进行,为暗反应提供H和ATP (2) 暗反应在基质中有光或无光下都能进行, 消耗了光反应的产物,促进光反应的进行,解题规律总结,4:光合作用量
11、变分析公式: CO2+C5 2C3 酶 ATP H CH2O+C5 (1):如果停止光照, (2):如果停止二氧化碳,ATP减少,ADP增多,C3增多,C5减少,C5增多,C3减少,ATP增多,ADP减少,解题规律总结,5:根据获取有机物的方式不同，可以将生物分为：,自养生物,异养生物,光能自养生物,化能自养生物,（绿色植物.蓝藻）,（硝化细菌等）,思考评价 1:下图是改变光照和CO2浓度后与光合作用有关的五碳 化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线，请回答：,（1）曲线b表示的化合物是 ，在无光照时，其量迅 速下降的原因是： ； 。,（2）曲线a表示的化合物是 ，在CO2浓度降低时， 其量迅速下降的原因是： ； 。,（3）由此可见光照强度和CO2浓度的变化均影响光合作 用的速度，但前者主要影响光合作用的 ，后者 主要影响光合作用的 。,C3,无光，不能合成ATP和H，C3不能被还原； 而C5又继续被固定形成C3,固定过程减慢， C3形成量减少， 而且C3还原过程仍在进行。,光反应,暗反应,C5,
