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1、阳光下 最重要 的魔术 光能 叶绿体 CO2+H2O （CH2O）+O2 五年后 柳树增重柳树增重 74.47 kg kg 土壤减少土壤减少 0.06 kg kg 水分是建造植物体的原料 一.光合作用的探究历程： 1、1642年，海尔蒙特 只用纯净的雨水浇灌树苗. 推论： 未考虑植物从空气中得到什么。未考虑植物从空气中得到什么。 2、1771年，(英)普利斯特利的实验 结论: 植物可以更新空气 光照下，一段时间后 有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结 果，所以有人认为植物也能使空气变污浊？ 1普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能 成功 2植物体只有绿叶才能更新空气。 3、1779年，(荷兰
2、)英格豪斯的实验 结论: 未考虑问题未考虑问题人们不知道植物吸收和释放的人们不知道植物吸收和释放的 是什么气体。是什么气体。 17851785年发现了空气的组成，人们才知年发现了空气的组成，人们才知 道绿叶放出的是道绿叶放出的是OO 2 2 ，吸收的是吸收的是COCO 2 2 。 未考虑问题未考虑问题 这一过程中，光能哪里去了？这一过程中，光能哪里去了？ 4 4、18451845， 梅耶梅耶根据能量转换和守恒定律指根据能量转换和守恒定律指 出，植物在光合作用时把出，植物在光合作用时把光能光能转变成了转变成了化学能化学能 储存起来储存起来。 未考虑问题未考虑问题把光能转换成化学能贮存于把光能转换
3、成化学能贮存于 什么物质中呢？什么物质中呢？ 5、1864年，（德）萨克斯的实验 结论： 碘液 植物通过光合作用可制造淀粉。 遮光 曝光 进行对照 消耗掉叶片中的营养物质（淀粉 ） 为什么部分遮光、部分曝光？ 为什么在暗处放置几小时？ 6、1880年，恩格尔曼的实验 没有 空气 黑暗 极 细 光 束 完 全 光 照 结论：叶绿体是绿色植物光合作用场所结论：叶绿体是绿色植物光合作用场所, , 并产生氧气并产生氧气。 1.光合作用的原料、产物、场所和条件是什么？ 其化学反应式是？ 原料 CO2和H2O； 产物 糖类和O2； 场所叶绿体； 条件光和酶； 光合作用的反应式是： CO2 + H2O 光能
4、 叶绿体 （CH2O） + O2 2.光合作用释放的O2到底是来自H2O，还是CO2 呢?还是两者兼而有之？ 一种元素的各种同位素都有相同的化学性质有 些同位素具有放射性，叫做放射性同位素, 这种化 合物跟通常的化合物一样参与所有化学反应，却 带有“放射性标记”，用仪器可以探测出来这种 方法叫做同位素标记法 14C 12C 35S 32S 18O 16O 1939，美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法） CO2 + H2O 光能 叶绿体 （CH2O） + O2 光合作用释放的O2到底是来自H2O，还是CO2呢 ? 应标记哪一种元素？ H2180 C02 1939，美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）
5、 H20 C18O2 第一组 第二组 02 1802 结论： 光合作用释放的O2全部来自于H2O 如何设计？如何设计？ 2020世纪世纪4040年代年代卡尔文实验卡尔文实验 用同位素用同位素C C14 14标记 标记COCO 2 2 为为14 14CO CO 2 2 同位素标记法研究同位素标记法研究 光合作用是指绿色植物通过光合作用是指绿色植物通过叶绿体叶绿体，利用利用 光能光能，把把二氧化碳和水二氧化碳和水转化成储存着能量的转化成储存着能量的有有 机物机物，并释放出并释放出氧气氧气的过程的过程。 年代科学家结论 1771 英国 普利斯特利 植物可以更新空气 1779 荷兰 英格豪斯 只有在光
6、照下植物可以更新空气 1845德国 R.梅耶 植物在光合作用时把光能转变成 了化学能储存起来 1864 德国 萨克斯 绿色叶片光合作用产生淀粉 1880德国 恩格尔曼 氧由叶绿体释放出来 叶绿体是光合作用的场所 1939 美国 鲁宾、卡门 光合作用释放的氧来自水 20世纪40代 美国 卡尔文 光合产物中有机物的碳来自CO2 回眸光合作用探究历程回眸光合作用探究历程 年代科学家结论 1771 1779 1845 1864 1880 1939 20世纪40代 回眸光合作用探究历程回眸光合作用探究历程 植物可以更新空气英国普利斯特利 荷兰 英格豪斯只有在光照下植物可以更新空气 德国梅耶 德国萨克斯
7、德国恩格尔曼 美国卡尔文 美国鲁宾和卡门 氧由叶绿体释放出来 叶绿体是光合作用的场所 光合作用释放的氧来自水 光合产物中有机物的碳来自CO2 绿色叶片光合作用产生淀粉 植物在光合作用时把光能转变 成了化学能储存起来 (1)(1)请对光合作用需要请对光合作用需要COCO 2 2 的实验设计进一步完善。的实验设计进一步完善。 vv 反馈练习反馈练习 (2)(2)如图某植物经过暗处理后，其上的叶片再由光照射一如图某植物经过暗处理后，其上的叶片再由光照射一 段时间，然后脱色并用碘处理，结果有锡箔覆盖的位置不段时间，然后脱色并用碘处理，结果有锡箔覆盖的位置不 变蓝，而不被锡箔覆盖的部位呈蓝色。该实验证明
8、（变蓝，而不被锡箔覆盖的部位呈蓝色。该实验证明（ ） 光合作用需要二氧化碳光合作用需要二氧化碳光合作用需要光光合作用需要光光合作用需光合作用需 要叶绿体要叶绿体光合作用放出氧光合作用放出氧光合作用合成淀粉光合作用合成淀粉 C C COCO2 2 + + HH 2 2 OO* * （CHCH 2 2 O) O) + + OO 2 2* * 光能光能 叶绿体叶绿体 1.1.光合作用化学反应式：光合作用化学反应式： 3.3.光合作用过程光合作用过程 （1 1）光合作用分哪几个阶段？分类依据是什么？）光合作用分哪几个阶段？分类依据是什么？ （2 2）每个阶段反应的条件、场所、物质变化、）每个阶段反应的
9、条件、场所、物质变化、 能量变化如何？能量变化如何？ 三、光合作用的过程： 课前小测 画出光合作用的过程 色素分子可见光 G H D E AB C 多种酶 酶 M F 吸收 光解 能 固定 还 原 NK H2O O2 H ADP+Pi ATPC5 2C3 (CH2O) CO2 光反应阶段暗反应阶段 叶绿体类囊体的薄膜上叶绿体基质中 二 光合作用的过程 1.光反应和暗反应的区别 回归课本,知识整合 项项目 光反应阶应阶 段 暗反应阶应阶 段 场场所 条件 物质变质变 化 能量变变化 基粒(类囊体的 薄膜上) 叶绿体基质中 需光,色素和酶需多种酶、ATP、H 2H2O 光 4H+O2 光能转变为活
10、泼 的化学能，储存 在ATP中 ATP中活泼的化学能 转化为糖类等有机物 中稳定的化学能 酶 ADP+Pi +光能 ATP CO2的固定：CO2+C5 2C3 酶 C3的还原：2C3 (CH2O ) +C5 H 酶 ATP ADP+Pi 光反应和暗反应是一个整体,二者紧密联系 ,缺一不可。 光反应 暗反应 ATP H ADP Pi 2.光反应阶段与暗反应阶段的联系 物质上把CO2和H2O转变 成以糖类为主的有机 物 能量上把光能转变成有机 物中的化学能 4.光合作用 的实质 光合作用呼吸作用 代谢类谢类 型 在哪些细细 胞中进进行 反应场应场 所 反应应条件 物质转质转 变变 能量转转 变变
11、联联系 合成代谢 叶肉细胞 分解代谢 所有活细胞 叶绿体线粒体、细胞质基质 光、色素、酶酶 无机物转变成有机物分解有机物同时释放能量 光能-活跃化学能-稳 定化能 有机物能量释放出，部 分转移到ATP中 光合作用为呼吸作用提供了有机物和O2 呼吸作用为光合作用提供了CO2 ( (一一) )光照强度光照强度 ( (二二) )二氧化碳的供应二氧化碳的供应 ( (三三) )温度温度 ( (五五) )矿质元素浓度 ( (四四) )水 B BC C 光照强度光照强度 0 0 植物吸收植物吸收 COCO 2 2 量量 B B： C C： 释放释放COCO 2 2 量量 光合作用消耗的CO2= 呼吸作用释放
12、的CO2量 光照强度增加到一定强度后， 植物的光合作用强度不再增加 光补偿点光补偿点 光饱和点光饱和点 A A A A： 只有呼吸作用 （一）光照强度 光照强度光照强度 0 0 A 光合作用强度 （一）光照强度 C C B B 光照强度光照强度 光合速率光合速率 0 0 吸收吸收 COCO 2 2 COCO 2 2 释释 放放 A A 净 光 合 作 用 真 正 光 合 作 用 呼吸作用 真正光合作用= 净光合作用+呼吸作用 (植物制造有机物）(植物积累有机物） O2 O2 光合作用实际产O2量= 实测的O2释放量+ 呼吸作用耗O2量 光合作用实际CO2消耗量= 实测的CO2消耗量+ 呼吸作用
13、CO2释放量 光合作用生产的葡萄糖= 呼吸作用消耗的+ 积累(实测)的葡萄糖 CO2 CO2 下图图表示的是光照强度与光合作用强度之间间关系的曲线线， 该该曲线线是通过实测过实测 一片叶子在不同光照强度条件下的 CO2吸收和释释放的情况。能代表细细胞中发发生的情况 与曲线线中B点相符的一项项是 C （二）CO2 的浓度 A A B B C C COCO 2 2 的含量的含量 有机有机 物积物积 累累 1.1.作物需要良好的通风，使大量空气通过作物需要良好的通风，使大量空气通过 叶面，使光合作用正常进行。叶面，使光合作用正常进行。 齐民要术齐民要术记载：记载：“正其行，通其风正其行，通其风” 。
14、 应用 2.2.温室可采用二氧化碳发生器或多施用温室可采用二氧化碳发生器或多施用 农家肥的方法。农家肥的方法。 （三）温度 30温度 光 合 速 率 0 10 204050 适当提高昼夜温差保证有机物的积累 （四）矿质元素的供应 （1 1）N N：是各种：是各种酶酶以及以及ATPATP的重要组成成分的重要组成成分 。 （2 2）P P：是叶绿体膜和：是叶绿体膜和ATPATP的重要组成成分的重要组成成分 。 （3）MgMg：叶绿素叶绿素的重要组成成分。 （五）水 水是光合作用的原料，当植物体内水分供 应不足，或因植物的蒸腾作用过于旺盛， 植物根系水分供应不上时，植物叶片上的 气孔就会关闭，以减少
15、水分的散失。气孔 关闭，外界空气中的CO2就不能进入叶片 内部，固定不到CO2就不能形成C3，暗反应 受阻，光合作用下降。这是在炎热的夏季 中午光合作用下降的主要原因。 5.5.光合作用原理的应用光合作用原理的应用 （1 1）影响光合作用的因素）影响光合作用的因素 光照、光照、COCO 2 2 、温度、水、温度、水、 N N、MgMg等元素等元素 （2 2）提高农作物光合作用强度的措施）提高农作物光合作用强度的措施 1 1、适当提高光照强度、延长光照时间、适当提高光照强度、延长光照时间 3 3、适当提高、适当提高COCO 2 2 浓度浓度 4 4、白天适当提高温度，晚上适当降温、白天适当提高温度，晚上适当降温 5 5、适当增加植物体内的含水量、适当增加植物体内的含水量 6 6、适当增加、适当增加N N、MgMg等元素的含量等元素的含量 2 2、合理密植、合理密植 实验探究：环境因素对光合作用强度的影响 自养生物自养生物：能够直接把从外界环境能够直接把从外界环境摄摄 取的无机物转变成为自身的组成物质取的无机物转变成为自身的组成物质 ，并储存了能量的一类生物，并储存了能量的一类生物 异养生物异养生物：不能直接利用无机物制成不能直接利用无机物制成 有机物有机物，只能把从外界，只能把从外界摄取的现成的有摄取的现成的有 机物机物转变成自身的组成物质，并储存了转变成自身的组成物质，并储存了
