第2节_光合作用1

1、第2节 光合作用地球上最重要的化学反应植物生长所需的营养从何而来？ 植物增加的重量=土壤减少的重量植物生长在土壤中，土壤是构建植物体的唯一原料提出疑问提出疑问提出假设提出假设推出结论推出结论一、光合作用的研究历史（一）1642年（比）范赫尔蒙特的柳树实验植物增加的重量=土壤减少的重量?柳树柳树2.3kg2.3kg泥土泥土干重干重90.8kg90.8kg泥土泥土干干重重 90.7kg90.7kg树干、枝条树干、枝条和根和根76.7kg76.7kg植物增加的重量土壤减少的重量提出疑问提出疑问提出假设提出假设设计实验设计实验五年后五年后实施实验实施实验新的假设新的假设解答疑问解答疑问得出结论得出结论

2、分析数据分析数据 植物增重74.4kg， 土壤减重0.1kg植物增加的重量土壤减少的重量新的疑问新的疑问 植物增重的物质来自于什么？植物增重的物质来源于水柳树柳树2.3kg2.3kg泥土泥土干重干重90.8kg90.8kg泥土泥土干重干重90.7kg90.7kg树干、枝条树干、枝条和根和根76.7kg76.7kg五年后五年后（二）1771年（英）普里斯特利的钟罩实验提出疑问提出疑问设计实验设计实验装置装置A-1装置装置B-1如何使因蜡烛燃烧和动物呼吸变污浊的空气得到改善植物能改善变污浊的空气提出假设提出假设实施实验实施实验分析数据分析数据得出结论得出结论解答疑问解答疑问植物能改善变污浊的空气新

3、的疑问新的疑问 实验有时成功，有时失败装置装置B装置装置A（三）1779年（荷）英格豪斯的钟罩实验提出疑问提出疑问提出假设提出假设设计实验设计实验实施实验实施实验分析数据分析数据得出结论得出结论解答疑问解答疑问普里斯特利实验有成功有失败光照是植物能够改善空气的必要条件光照是实验成功的必要条件置于暗处几小时置于暗处几小时（四）1864年（德）萨克斯的半叶法实验提出疑问提出疑问提出假设提出假设设计实验设计实验实施实验实施实验光合作用的产物是什么？光合作用的产物是淀粉得出结论得出结论解答疑问解答疑问淀粉是光合作用的产物分析数据分析数据（五）1939年鲁宾和卡门的同位素标记法实验提出疑问提出疑问 光合

4、作用释放的O2来自H2O还是CO2解答疑问解答疑问得出结论得出结论分析数据分析数据实施实验实施实验光合作用释放的O2全部来自H2O提出假设提出假设设计实验设计实验（六）1940s卡尔文的同位素标记法实验提出疑问提出疑问提出假设提出假设设计实验设计实验实施实验实施实验分析数据分析数据得出结论得出结论解答疑问解答疑问CO2转化成有机物的途径CO2经过一系列中间步骤，最终转化为有机物CO2经过一系列中间步骤，最终转化为有机物给小球藻悬浮液通14CO2。叶绿体基质叶绿体基质外膜和内膜外膜和内膜（一）叶绿体二、叶绿体及其色素类囊体类囊体2、形态3、结构1、功能进行光合作用的场所基粒基粒实验八 叶绿体中色

5、素的提取和分离一、实验目的1、学会叶绿体色素的提取和分离方法2、了解叶绿体色素的种类三、实验材料 新鲜菠菜叶片二、实验原理1、色素提取2、色素分离色素随层析液在滤纸上扩散的速度不同，运用纸层析法使色素在扩散过程中分离开来色素易溶解在有机溶剂中（一）（一）叶绿体叶绿体色素的色素的提取提取取材取材研磨研磨（二）（二）叶绿体叶绿体色素的色素的分离分离制备滤纸条制备滤纸条（对称剪去两（对称剪去两侧侧）过滤过滤毛细管毛细管画画滤液细线滤液细线（细、（细、直、直、均匀均匀，重复多次）重复多次）纸纸层析层析（滤液细线不没及层析液）（滤液细线不没及层析液）10ml10ml无水乙醇无水乙醇分分3 3次次加入加入

6、少量少量石英砂石英砂、碳酸钙碳酸钙四、实验步骤1.5cm1.5cm19.5cm19.5cm1cm1cm5g5g除去主叶脉的叶片，剪碎除去主叶脉的叶片，剪碎滤液细线滤液细线层析液层析液胡萝卜素（橙黄色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶黄素（黄色）叶绿素叶绿素a(a(蓝绿色蓝绿色) )叶绿素叶绿素b(b(黄绿色黄绿色) )纸层析结果（二）色素叶绿素2、种类1、分布类囊体膜3、功能类囊体膜类胡萝卜素（2）将光能转化为电能（1）选择吸收光谱叶绿素a主要吸收蓝紫光主要吸收红橙光和蓝紫光类胡萝卜素叶绿素ATPATP合成酶合成酶氧化的叶绿素氧化的叶绿素a高能高能eH2OeO2H+H+H+H+ADP+PiN

7、ADP+NADPH(CH2O)nH2O三碳化合物还原三碳化合物还原五碳化合物再生五碳化合物再生色素色素光能光能叶绿素叶绿素aO2光反应光反应暗反应暗反应（类囊体）（类囊体）卡尔文循环卡尔文循环高能高能e水的光解水的光解光能光能（叶绿体基质）（叶绿体基质）三碳化合物三碳化合物五碳化合物五碳化合物CO2CO2固定固定ATP三、光合作用的过程三、光合作用的过程H+能量能量活跃的化学能活跃的化学能稳定的化学能稳定的化学能光反应光反应暗反应暗反应场所场所条件条件物质变化物质变化能量转换能量转换联系联系类囊体类囊体叶绿体基质叶绿体基质光、色素、酶光、色素、酶酶酶光能转变为活跃光能转变为活跃的化学能，储存的

8、化学能，储存在在ATPATP和和NADPHNADPH中中1 1、光反应为暗反应提供、光反应为暗反应提供ATPATP和和NADPHNADPH1 1、水的光解、水的光解1 1、COCO2 2的固定的固定3 3、NADPHNADPH形成形成2 2、ATPATP形成形成3 3、五碳化合物再生、五碳化合物再生2 2、三碳化合物还原、三碳化合物还原2 2、暗反应为光反应补充、暗反应为光反应补充ADPADP、PiPi和和NADPNADP+ +ATPATP和和NADPHNADPH中活跃的中活跃的化学能转化为化学能转化为(CH(CH2 2O)O)n n中稳定的化学能中稳定的化学能总反应式：总反应式： COCO2

9、 2+2H+2H2 2O O* *(CH(CH2 2O)+HO)+H2 2O+OO+O2 2* * 光能光能叶绿体叶绿体C C3 3C C5 5NADPHNADPH和和ATPATP (CH(CH2 2O)O)n nCOCO2 2供应不变供应不变停止光照停止光照光照不变光照不变停止停止COCO2 2供应供应项目项目条件条件减少减少减少减少减少减少增加增加减少减少 增加增加增加增加减少减少（叶绿体）（叶绿体）糖类糖类淀粉淀粉合成合成蔗糖蔗糖转转变变蛋白质蛋白质脂质脂质合合成成（叶肉细胞）（叶肉细胞）组别组别沸水沸水1%NaHCO1%NaHCO3 32%NaHCO2%NaHCO3 3叶片平均上浮时间

10、叶片平均上浮时间(min)(min)5 51010151520202525COCO2 2浓度对叶圆片平均上浮时间的影响浓度对叶圆片平均上浮时间的影响202010105 5实验结论实验结论1 1： 随着随着COCO2 2浓度浓度增加，光合作用增强。增加，光合作用增强。实验结论实验结论2 2： 随着随着光照强度光照强度增强，光合作用增强。增强，光合作用增强。实验九 探究影响光合作用的因素二、实验原理排除叶肉细胞间隙的空气（一）衡量光合作用的强弱相同面积的青菜叶片在单位时间内进行光合作用释放O2的量。（三）真空渗水法（二）比较叶片上浮所需时间长短积累在叶肉细胞间隙叶片上浮O2在水中溶解度小充以水分一

11、、实验材料青菜叶片叶片下沉（一）制备叶圆片1、用钻孔器在青菜叶片上（避开主叶脉）打下40片叶圆片将10片叶圆片放入注射器中注射器吸入5mL水，排除注射器中空气手指堵住前端管口，把活塞用力向后拉34次缓慢轻轻放开手指3、40片下沉的叶圆片放在装有水的塑料杯中2、利用真空渗水法使叶圆片下沉三、实验步骤（排除细胞间隙空气）（充以水分）探究光照强度的影响探究CO2浓度的影响（二）分组实验60W光照每只 2%NaHCO3溶液号： 煮沸后冷却的水号： 1%NaHCO3溶液号： 2%NaHCO3溶液号： 黑暗 号： 60W光照号： 120W光照放入10片下沉的叶圆片 （分散，不重叠）放入10片下沉的叶圆片（

12、分散，不重叠）打开光源水浴记录叶圆片上浮所需时间四、影响光合作用的因素光合作用强度（光合速率）：用一定量的植物（如一定量的叶面积）在单位时间内进行光合作用释放O2或消耗CO2的量来表示。环境因子（一）光光合作用的能量来源1、影响2、措施（2）温室 延长光照时间 增强光照强度 用 玻璃无色透明（主要影响 ）光反应（1）合理密植光合速率光合速率光照强度光照强度红光和蓝紫光红光和蓝紫光黄光黄光小麦产量与播种量的关系小麦产量与播种量的关系（二）CO2浓度 提高CO2浓度（1）温室 燃烧植物秸秆 使用CO2发生器（3）合理密植 与猪圈、鸡舍、鸭棚连通光合作用的原料2、措施1、影响（主要影响 反应）增施有机肥 养小动物 养殖食用菌、农家肥暗（2）大田确保通风良好适当（三）温度（1）直接影响酶的活性（2）间接影响细胞呼吸1、影响（2）大田（1）温室 夜晚 覆盖地膜 冬天2、措施 适时播种主要影响 反应暗适当升温 夏天 适当降温适当降温（3）间接影响蒸