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1、光合作用 综合复习课,光合作用（复习课） 一、 教学目标 知识与技能 (1)掌握光合作用的概念、总反应式、 实质、叶绿体中的色素及其功能。 (2)探究光合作用的发现过程，理解每个 设计实验的巧妙之处。 (3)掌握光合作用的光反应、暗反应中的 物质变化及能量变化。 (4)归纳光反应和暗反应之间的联系。,2态度情感价值观： 通过探究光合作用的发现过程,使学生体验科学工作的方法和过程认识到科学发现的艰难，增强学生探索新知识的欲望和创新意识; 通过复习光反应和暗反应的过程及两者之间的联系，使学生理解生命的物质性、生命运动的多样性，树立普遍联系的观点。引导学生热爱科学，建立科学的价值观，对学生进行科学精
2、神和科学态度的教育。,3过程与方法： 通过探究光合作用发现过程中的几个经典实验,提高学生的科学素质,培养学生设计实验,分析实验结果的能力;通过层层设疑、组织学生讨论，师生共同创设问题情境，培养学生的问题意识和观察、比较、分析、判断、推理等思维能力。,二、 重点、难点分析 1 光合作用的发现过程涉及到许多经典实验，每个实验都设计的很巧妙，每个实验又都可改编成新情境下的设计实验，这对培养学生的思维能力及设计实验的能力很有帮助； 2 光反应、暗反应中的能量变化及物质变化过程很抽象、复杂，又是一个微观的动态过程，因此，这两部分内容既是本节的重点又是难点。教学中应尽可能的通过电化教学手段来体现光合作用的
3、基本过程。,本节教材知识体系,光合作用,光合作用的发现过程,总反应式,光合作用的过程,光合作用的实质,光合作用的意义,光合作用的概念,场所,条件,物质变化,能量变化,叶绿体中的色素,场所： 条件: 原料： 产物：,二氧化碳、水,有机物、氧气,叶 绿 体,光 能,一、光合作用的概念,绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水合成贮存能量的有机物，同时释放出氧气的过程。,光合作用总反应式：,光合作用的实质,把无机物合成有机物,将光能转换成化学能， 贮存在有机物中,1771年，英，普里斯特利的实验,1864年，德，萨克斯的实验,1880年，美，恩格尔曼的实验,20世纪30年代，美，鲁宾和卡门的实验
4、,二 光合作用的发现,（一）1771年，普里斯特利(英)的实验,已知材料：绿色植物 环境因素：光照 实验现象： 夕照下丁香旁的 蜡烛依然燃烧， 小老鼠也依然存活,结论：绿色植物可以更新空气,1、蜡烛燃烧、小白鼠呼吸需要什么气体？它们分别产生什么气体?,？,2、这个实验说明什么问题？,1864年：德国科学家萨克斯把绿叶暗处理几小时，然后把这个叶片一半遮光，另一半曝光；一段时间后用碘蒸气处理叶片，发现只有曝光的一半呈现深蓝色。,（二）萨克斯实验,1、为什么先对植物进行暗处理？,2、为什么让叶片一 半遮光、一半照光？,3、为什么要用酒精脱色？,4、为什么用碘蒸汽处理叶片？,结论：绿色植物在光下产生了
5、淀粉。,1880年：美国科学家恩格尔曼用水绵进行有关实验，发现好氧菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位。,（三）1880年，美，恩格尔曼的实验,1、为什么选水绵作实验材料？,5、本实验巧妙之处？,4、为什么先用极细光束照射，而后让水绵完全曝光？,3、为什么要把临时装片放在没有空气的黑暗环境？,2、好氧细菌在这个实验中起什么作用？,？,结论：光合作用放出氧气；光合作用的场所是叶绿体。,20世纪30年代：美国科学家鲁宾和卡门用氧的同位素18O分别标记参与光合作用的水和二氧化碳，,（四）20世纪30年代，(美)鲁宾和卡门的实验,结论：光合作用放出的氧全部来自于水。,叶绿素b（黄绿色）,叶绿素a（蓝绿色
6、）,胡萝卜素（橙黄色）,叶黄素（黄色）,叶绿体中色素,红橙光和蓝紫光,蓝紫光,三 叶绿体中的色素,叶绿素,类胡萝卜素,四、光合作用的基本过程,1、光合作用的反应式,2 光合作用包括,光反应阶段 暗反应阶段,光能转换成电能示意图,叶绿素b,绝大多数 叶绿素a,胡萝卜素,叶黄素,（天线色素）,少数特殊状态的叶绿素a,（中心色素）,天线 色素,中心 色素,太阳 光能,吸收,吸收,传递,H2O,O2H,失e,NADP,得e,电能转换成活跃的化学能,CO2,C5,2C3,(CH2O),ATP,ADP+Pi,供能,NADPH,NADP+,活跃的化学能转换成稳定的化学能（暗反应）,多种酶催化,光能,叶绿素a
7、,ADP+Pi,NADPH,H2O,NADP,ATP,CO2,C5,2C3,固定,还原,光反应,暗反应,(囊状结构的薄膜上),(基质中),光合作用的全过程,光合作用的过程,光反应,暗反应,表： 光合作用的过程,光反应,暗反应,叶绿体囊状结构薄膜上,叶绿体基质中,光、色素、酶、,酶、ATP、NADPH,光能转变为ATP、NADPH中的化学能,ATP、NADPH中的化学能转变为贮存在有机物中的化学能,O2、ATP、NADPH,（CH2O）、ADP、Pi、 NADP 、C5,ATP,NADPH,ADP、Pi,NADP,无机物,有机物,光,化学,有机物,NADPH,酶,H2O、ADP、PI、 NADP
8、,CO2、C5、 ATP、NADPH,ADP+Pi,2 在正常条件下进行光合作用的某植物当突然改变某条件后，即可发现其叶肉细胞内五碳化合物的含量突然上升，则改变的条件可能是 （ ） A 停止光照 B 停止光照并降低CO2的浓度 C 升高CO2的浓度 D 降低CO2的浓度,1 将置于阳光下的盆栽植物移至黑暗处，则细胞内 三碳化合物与葡萄糖生成量的变化是 （ ） A C3突然增加，C6H12O6减少 B C3与C6H12O6都减少 C C3与C6H12O6都增加 D C3突然减少， C6H12O6增加,A,D,3 上图是在盛夏的某一晴天，一昼夜中某植物对CO2的吸收和释放状况的示意图。亲据图回答问
9、题：1、图中DE段CO2吸收量逐渐减少是因为 ，以至光反应产生的 和 逐渐减少，从而影响了暗反应 强度，使 化合物数量减少，影响了CO2固定。2、图中曲线中间C处光合作用强度暂时降低，可能是（ ）A、光照过强，暗反应跟不上，前后脱节，影响整体效果B、温度较高，提高了呼吸作用酶的活性，消耗了较多的有机物C、温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了CO2原料的供应D 、光照过强，气温过高，植物缺水严重而影响光合作用的进行,一天光合速率变化,B,E,D,C,A,光照强度逐步减弱,ATP,NADPH,还原作用,五碳,C,绿色植物的光合作用完成了自然界规模巨大的物资转变“绿色工厂”,绿色植物的光合作用同时
10、有完成了自然界规模巨大的能量转变。,绿色植物的光合作用从根本上改变了地面上的上生活环境“自动的空气净化器”,总之，从物质转变和能量转变的过程来看，光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢，它在整个生物界以至整个自然界重都具有及其重要的意义。,4 光合作用的意义,5 C3植物与C4植物,C3植物和C4植物叶片结构的特点,C3植物维管束鞘细胞较小，不含叶绿体，周围的叶肉细胞排列较松散。,C4植物叶片维管束鞘细胞中含有许多叶绿体，它比叶肉细胞叶绿体大，没有基粒或发育好的基粒；在维管束鞘外面有排列紧密的叶肉细胞（内有基粒）,C3途径C4途径,采用放射性同位素标记技术，追踪物质的转移途径：对C3植物来
11、说，CO2在叶肉细胞中被固定下来首先形成三碳化合物，再还原成葡萄糖等有机物，对C4植物来说，CO2在叶肉细胞中被固定下来首先形成四碳化合物，然后运输到维管束鞘细胞的叶绿体中，释放CO2参加与C3植物相同的反应,C4途径,光合作用的过程及C3、C4间的转换,C3植物,C4植物,叶片 结构,维管束鞘细胞,叶肉 细胞,不具花环型结构,不含叶绿体,具花环型结构,含有没有基粒的叶绿体（RuBP羧化酶）,排列疏松含有正常叶绿体（RuBP羧化酶）,一部分组成花环型结构的外圈，另一部分排列疏松，含正常叶绿体（PEP羧化酶）,2 耐强光,3 耐干旱,4 耐盐碱,延长光合作用时间：如轮、间、套种,增加光合作用面积
12、：如合理密植,提高农作物的光合作用效率,1影响光合作用的因素有：(1)光（光强、光周期、光质）：光照强弱直接影响光反应；(2)温度：温度高低会影响酶的活性； (3)C02浓度：C02是光合作用的原料，直接影响暗反应。；(4)水分：水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，特别地，水分还影响气孔的开闭，间接影响C02进入植物体；(5)矿质元素：矿质元素是光合作用产物进一步合成许多有机物所必需的物质如叶绿素、酶等。 光照、C02浓度、温度与光合速率基本关系见下图：,措施：阳生植物应种植在阳光充裕的地方，阴生植物应种植在荫蔽的地方；光强必须达到一定值。,植物在能量相等的不同单色光下，红光和蓝
13、紫光有利于提高光合作用效率，而黄绿光则不利于提高光合作用效率； 在红光下，光合产物中糖类含量较多，在蓝紫光下，光合产物中蛋白质和脂肪较多。,措施：在塑料大棚或人工光照的温室中，给绿色植物开“光吧”,a b： b c： c d： d e：,CO2深度超过一定限度，将引起原生质体 中毒或气孔关闭，抑制光合作用。,CO2的浓度太低，农作物消耗光合产物；,随CO2的浓度增加，光合作用强度增强；,CO2浓度再增加，光合作用强度保持不变；,措施： 温室：燃烧液化石油气，使用二氧化碳 发生器。 大田：确保良好通风；增施有机肥料； 深施“碳铵”。,空气中CO2含量一般占330mg/L，与植物光合所需最适浓度（
14、1000mg/L）相差太远。,必须指出：增加CO2可以提高光合效率，但是无限制地在全球范围内提高CO2浓度，会产生“温室效应”,N：光合酶及NADP+和ATP的重要组分 P：NADP+和ATP的重要组分；维持叶 绿体正常结构和功能 K：促进光合产物向贮藏器官运输 Mg：叶绿素的重要组分 不足：光合作用不能顺利进行 过量：危害农作物正常生长发育 (烧苗),2 提高作物产量的途径,下图表示德国科学家恩吉尔曼用水绵进行光合作用的实验示意图。请据图回答：,(1)恩吉尔曼选择水绵作为研究光合作用材料的优点是（叶绿体螺旋带状，便于观察） ，好氧细菌的作用是（指示氧气释放的部位）。,(2)将水绵和好氧细菌制
15、成临时装片，为排除外界环境的干扰，必需放在（黑暗、无光照）的环境里。 (3)用极细的光束照射水绵，通过显微镜观察发现到的现象是（好氧细菌聚集在光束照射到的部位）。 (4)如果临时装片完全暴露在光下，好氧细菌的分布特征是（均匀分布在叶绿体周围）。 (5)恩吉尔曼的实验可以证明：(叶绿体是光合作用的部位，氧气是由叶绿体释放的，光合作用需要光)。,【例1】 在光合作用中，不需要酶参与的过程是( ) A CO2的固定 B叶绿素吸收光能 C三碳化合物的还原 D ATP的形成,【解析】 本题考核对光合作用过程的理解、掌握程度。虽然教材中没有明确指出光合作用过程中哪一个阶段不需要酶参与，但可以在牢固掌握光合
16、作用过程的基础上，采取排除法，或运用相关的物理、化学知识，不难得出正确的结论。CO2固定是由一个分子的CO2和一个五碳化合物分子结合，形成两个三碳化合物分子。,这和暗反应阶段的其他反应一样都是生物化学反应，需要酶的参与。所以选项A是错误的。选项C是三碳化合物还原，教材中也已指出，“三碳化合物在ATP和酶的作用下，接受光反应时水进行分解所产生的氢，被氢还原”，因此选项C也是错误的。ATP由ADP加Pi合成，这个过程有酶参与，在光合作用的图解中已明确标明，所以选项D也不是正确项。在上述三者被排除之后，根据物理、化学中有关物质吸收光能的知识，可以肯定选项B是正确项。叶绿素吸收光能是光物理和光化学过程，不需要酶的参与。,【例1】 在光合作用中，不需要酶参与的过程是( ) A CO2的固定 B叶绿素吸收光能 C三碳化合物的还原 D ATP的形成,B,【解析】 光合作用过程中，色素分子的主要作用是吸收、传递和
