第4节光合作用

1、第第4节节 光合作用光合作用什么是光合作用？什么是光合作用？什么是光合作用？什么是光合作用？ 1 光合作用光合作用1-1概念：概念：1-2方程式：方程式：怎么发现怎么发现 光合作用的？光合作用的？ 2 光合作用的研究历程光合作用的研究历程 1648年海尔蒙脱年海尔蒙脱(比利时比利时)，把，把1棵棵2.3kg的柳的柳树苗种植在一桶树苗种植在一桶90.8kg的泥土中，然后只用雨的泥土中，然后只用雨水灌溉而不供给任何其他物资，五年后柳树增水灌溉而不供给任何其他物资，五年后柳树增重到重到76.7kg，而泥土只减轻了，而泥土只减轻了57g。指出：植物的物质累积来自指出：植物的物质累积来自水水。 2 光合

2、作用的研究历程光合作用的研究历程 1771年英国科学家年英国科学家普里斯特利普里斯特利发现，将发现，将点燃的烛炬与绿色植物一块儿放在密闭的点燃的烛炬与绿色植物一块儿放在密闭的玻璃罩内，烛炬不易熄灭；将小鼠与绿色玻璃罩内，烛炬不易熄灭；将小鼠与绿色植物一块儿放在玻璃罩内，小鼠不易窒息植物一块儿放在玻璃罩内，小鼠不易窒息而去世，而去世，普利斯特利的实验普利斯特利的实验证实：植物可以更新空气。证实：植物可以更新空气。 2 光合作用的研究历程光合作用的研究历程英格豪斯的实验英格豪斯的实验 1785年，因为空气构成的发现，年，因为空气构成的发现，人们明白了绿叶在光下放出的气体人们明白了绿叶在光下放出的气

3、体是氧气，吸取的是二氧化碳。是氧气，吸取的是二氧化碳。普利斯特利实验只有在阳光照射下才成功普利斯特利实验只有在阳光照射下才成功植物体只有绿叶才能更新空气植物体只有绿叶才能更新空气英格豪斯的实验英格豪斯的实验1845年，德国科学家年，德国科学家梅耶梅耶指出，植物指出，植物进行光合作历时，把光能转换成化学进行光合作历时，把光能转换成化学能贮存起来。能贮存起来。 2 光合作用的研究历程光合作用的研究历程1864年年,德国科学德国科学萨克斯萨克斯把绿叶放在暗处把绿叶放在暗处理的绿色叶片一半曝光，另一半遮光。过理的绿色叶片一半曝光，另一半遮光。过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，发现遮一段时间后，用碘蒸气处

4、理叶片，发现遮光的那一半叶片没有产生色彩变化，暴光光的那一半叶片没有产生色彩变化，暴光的那一半叶片则呈深蓝色。证实：绿色叶的那一半叶片则呈深蓝色。证实：绿色叶片在光合作用中发生了淀粉。片在光合作用中发生了淀粉。碘蒸气处理碘蒸气处理一半曝光，一半遮光一半曝光，一半遮光在暗处放置几小的叶片在暗处放置几小的叶片绿叶光合作用中产生淀粉绿叶光合作用中产生淀粉萨克斯的实验萨克斯的实验实验实验1880年，德国科学家年，德国科学家吉尔曼吉尔曼用水用水绵进行光合作用的试验。绵进行光合作用的试验。证实：叶绿体是绿色植物进行光合证实：叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所，氧是叶绿体开释出来作用的场所，氧是叶绿体开释出

5、来的。的。 2 光合作用的研究历程光合作用的研究历程20世纪世纪30年月美国科学家鲁宾、年月美国科学家鲁宾、卡门采纳同位素标记法钻研了光合卡门采纳同位素标记法钻研了光合作用。第一组相植物提供作用。第一组相植物提供H218O和和CO2，开释的是，开释的是18O2；第二组提供；第二组提供H2O和和C18O，开释的是，开释的是O2。光合。光合作用开释的所有作用开释的所有氧氧来自来自水水。 2 光合作用的研究历程光合作用的研究历程鲁宾和卡门的实验鲁宾和卡门的实验H2O和和C18O2H218O和和CO2O218O2光合光合作用作用释放释放的氧的氧气来气来自水自水小球藻小球藻小球藻小球藻卡尔文的实验卡尔文

6、的实验小球藻小球藻14CO214C6H12O6卡尔文循卡尔文循环环 2 光合作用的研究历程光合作用的研究历程思考与讨论思考与讨论光合作用如何发生？光合作用如何发生？ 叶绿体的结构和功能：叶绿体的结构和功能： 叶绿体是进行叶绿体是进行光合作用的场所光合作用的场所 在类囊体的薄膜上散布着拥有在类囊体的薄膜上散布着拥有吸取光能的吸取光能的光合色素光合色素，在类囊体的，在类囊体的薄膜上和叶绿体的基质中含有很多薄膜上和叶绿体的基质中含有很多光合作用所必须的光合作用所必须的酶。酶。双层膜双层膜水的光解：水的光解：2H2O4H+O2合成合成ATP ：ADP+Pi ATP光光 酶酶光能光能3-1 3-1 光反

7、应光反应3 光合作用的过程光合作用的过程CO2的固定的固定CO2+C5 2C3三碳的还原三碳的还原2C3 C6H12O6 酶酶ATP H 酶酶3-2 3-2 暗反应暗反应 ATP ADP + Pi + 能量能量合成酶合成酶水解酶水解酶3 光合作用的过程光合作用的过程光反应（场所：类囊体结构的膜上）光反应（场所：类囊体结构的膜上）（）（）+（）（）+i+2 2 暗反应暗反应（场所：叶绿体基质）（场所：叶绿体基质）（）（）+（二氧化碳固定二氧化碳固定）（）（） （二氧化碳还原二氧化碳还原）+i光光酶、光、色素酶、光、色素酶酶酶、酶、卡尔文循环卡尔文循环光反应光反应暗反应暗反应有氧呼吸有氧呼吸反应场

8、所反应场所叶绿体基粒类囊叶绿体基粒类囊体薄膜上体薄膜上叶绿体基质叶绿体基质细胞质基质和线粒体细胞质基质和线粒体反应条件反应条件光、色素和酶光、色素和酶ATPATP、 HH、酶、酶O O2 2、酶、酶物质变化物质变化水的光解水的光解ATPATP的合成的合成COCO2 2的固定的固定COCO2 2的还原的还原葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解丙酮酸彻底分解丙酮酸彻底分解HH的氧化的氧化能量变化能量变化光能转化为光能转化为活跃活跃的化学能的化学能活跃活跃的化学能的化学能转化为转化为稳定稳定的的化学能化学能稳定稳定的化学能的化学能转化为转化为活跃活跃的化学能的化学能影响因子影响因子光照强度、光照强度、C

9、OCO2 2浓度、浓度、T T、矿质元素、矿质元素、H H2 2O OT T、O O2 2总反应式总反应式叶绿体叶绿体*光合作用总反应式光合作用总反应式4 光合色素与光能的捕获和转化光合色素与光能的捕获和转化胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b叶绿体色素的分离实验叶绿体色素的分离实验光合色素及作用光合色素及作用 叶绿素叶绿素a ：C55 H 72O 5N4 Mg（蓝绿）（蓝绿） 叶绿素叶绿素 叶绿素叶绿素b： C55 H 70O 6N4 Mg（黄绿）（黄绿） 类胡萝卜素类胡萝卜素 胡萝卜素胡萝卜素C40 H 56 （橙黄）（橙黄） 叶黄素叶黄素C40 H 56O 2 （黄色

10、）（黄色）场所场所过程过程 叶绿体叶绿体（类囊体）（类囊体）叶绿素叶绿素类胡萝类胡萝卜素卜素吸收吸收红光、红光、蓝紫光蓝紫光吸收吸收蓝紫光蓝紫光5 影响光合作用的因素影响光合作用的因素（曲线分析）（曲线分析）什么因素影响光合作用？什么因素影响光合作用？光合作用需要什么条件？光合作用需要什么条件？5-1 光照强度：光照强度： 在一定范围内，光合速度随光在一定范围内，光合速度随光照强度的加强而加速，超越光饱合照强度的加强而加速，超越光饱合点，光合速度反而会降低。点，光合速度反而会降低。5-2 温度：温度： 温度可影响酶的活性。温度可影响酶的活性。5-3 二氧化碳浓度：二氧化碳浓度： 在一定范围内，

11、光合速度随二氧在一定范围内，光合速度随二氧化碳浓度的增添而加速，到达一定程度化碳浓度的增添而加速，到达一定程度后，光合速度保持在必定的程度，再也后，光合速度保持在必定的程度，再也不增添。不增添。5-4 水：水： 光合作用的原料之一，贫乏光合作用的原料之一，贫乏引起光合速度降低。引起光合速度降低。如何调控影响光合作用的因素适量控制光照强度适量控制光照强度 延伸光合作用的时间延伸光合作用的时间 增加光合作用的面积增加光合作用的面积-公道密植，间作套种。公道密植，间作套种。 温室大棚用无色透明玻璃温室大棚用无色透明玻璃 温室栽培植物时，白日适量控制温度，温室栽培植物时，白日适量控制温度， 晚上适量降

12、温。晚上适量降温。 温室栽培多施有机肥或放置干冰，控制二氧温室栽培多施有机肥或放置干冰，控制二氧 化碳浓度。化碳浓度。6 光合作用光合作用有什么有什么意义？意义？巩固练习巩固练习1、下列关于光合作用的叙述，正确的是（、下列关于光合作用的叙述，正确的是（ ） A、光合作用的两个阶段均有、光合作用的两个阶段均有H 和和ATP产生产生 B、光合作用中产生的氧气来自于、光合作用中产生的氧气来自于CO2中氧中氧 C、光合作用中固定二氧化碳的是、光合作用中固定二氧化碳的是C5化合物化合物 D、光合作用的暗反应必须在暗处进行、光合作用的暗反应必须在暗处进行 2、光合作用过程中，、光合作用过程中，ATP 形成

13、和形成和C3的还原场所分别是（的还原场所分别是（ ） A、都在叶绿体囊状结构、都在叶绿体囊状结构 B、都在叶绿体基质、都在叶绿体基质 C、前者在叶绿体囊状结构薄膜、前者在叶绿体囊状结构薄膜 上，后者在叶绿体基质中上，后者在叶绿体基质中 D、前者在叶绿体基质中，后者在、前者在叶绿体基质中，后者在 叶绿体囊状结构薄膜叶绿体囊状结构薄膜3、叶绿体中、叶绿体中ATP、ADP的运动方向的运动方向是（是（ ） A、ATP、ADP同时由叶绿体基质向囊状同时由叶绿体基质向囊状 结构薄膜上运动结构薄膜上运动B、ATP、ADP同时由囊状结构薄膜向叶同时由囊状结构薄膜向叶 绿体基质运动绿体基质运动 C、ATP由叶绿

14、体基质向囊状结构运动，由叶绿体基质向囊状结构运动， ADP则向相反方向运动则向相反方向运动 D、ADP由叶绿体基质向囊状结构薄膜运由叶绿体基质向囊状结构薄膜运 动，动，ATP则则 向相反方向运动向相反方向运动 4、光合作用暗反应阶段中直接利用、光合作用暗反应阶段中直接利用的物质是（的物质是（ ） A、O2和和C3 B、叶绿体色素、叶绿体色素 C、H2O和和O2 D、 H和和ATP 科学家用科学家用1414C C标记二氧化碳，发现碳原子标记二氧化碳，发现碳原子在一般植物体内光合作用中的转移途径在一般植物体内光合作用中的转移途径是（是（ ）A A二氧化碳二氧化碳叶绿素叶绿素葡萄糖葡萄糖B B二氧化

15、碳二氧化碳ATPATP葡萄糖葡萄糖C C二氧化碳二氧化碳五碳化合物五碳化合物葡萄糖葡萄糖D D二氧化碳二氧化碳三碳化合物三碳化合物葡萄糖葡萄糖在一定时间，绿色植物在一定在一定时间，绿色植物在一定强度的强度的_的照射下，的照射下，放出的氧最多放出的氧最多A A白光白光 B B红光和蓝紫光红光和蓝紫光C C蓝紫光和绿光蓝紫光和绿光D D红光和绿光红光和绿光生长旺盛的叶片，剪成生长旺盛的叶片，剪成5mm5mm见方的小块，抽见方的小块，抽去叶内气体，做下列处理，如图，这四个去叶内气体，做下列处理，如图，这四个处理中，沉入底部的叶片小块最先浮起的处理中，沉入底部的叶片小块最先浮起的是（是（ ） A光照增

16、强，光合作用增强，但在光照光照增强，光合作用增强，但在光照最强的夏季中午，由于气孔的关闭，光最强的夏季中午，由于气孔的关闭，光合作用不但不能继续增强，反而下降，合作用不但不能继续增强，反而下降，主要原因是（主要原因是（ ）A AH2OH2O分解产生的分解产生的HH数量不足数量不足B B暗反应过程中还原剂数量不足暗反应过程中还原剂数量不足C C叶绿体利用光能合成叶绿体利用光能合成ATPATP数量不够数量不够D D暗反应过程中暗反应过程中C3C3产生得太少产生得太少光合作用过程中，能量的转化途径是（光合作用过程中，能量的转化途径是（ ）A A光能光能色素色素糖类糖类B B色素色素ATPATP糖类糖

17、类C C光能光能ATPATP糖类糖类D DATPATP三碳化合物三碳化合物糖类糖类将一株植物培养在将一株植物培养在H H2 21818O O中并进行光照，中并进行光照，过一段时间后过一段时间后1818O O存在于存在于A A光合作用生成的水中光合作用生成的水中B B仅在周围的水蒸气中仅在周围的水蒸气中C C仅在植物释放的氧气中仅在植物释放的氧气中D D植物释放的氧气和周围的水蒸气中植物释放的氧气和周围的水蒸气中在有氧呼吸过程中，进入细胞中的氧将（在有氧呼吸过程中，进入细胞中的氧将（ ）A A与还原氢结合生成水，产生少量能量与还原氢结合生成水，产生少量能量 B B与碳结合形成二氧化碳与碳结合形成

18、二氧化碳C C在线粒体中和细胞质基质中被消耗在线粒体中和细胞质基质中被消耗 D D与还原氢结合生成水，产生大量能量与还原氢结合生成水，产生大量能量光合作用的产物中，氧气、葡萄糖中的碳、光合作用的产物中，氧气、葡萄糖中的碳、葡萄糖中的氢、葡萄糖中的氧依次来自于葡萄糖中的氢、葡萄糖中的氧依次来自于二氧化碳二氧化碳 气孔直接吸收气孔直接吸收 水的分解水的分解 叶绿素的分解叶绿素的分解A AB BC CD D将置于阳光下的盆栽植物移至黑暗处，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的生成量则细胞内三碳化合物与葡萄糖的生成量的变化是（的变化是（ ）A A C3C3增加，葡萄糖减少增加，葡萄糖减少B BC3C3与葡萄糖都减少与葡萄糖都减少C C C3C3与葡萄糖都增加与葡萄糖都增加D DC3C3突然减少，葡萄糖突然增加突然减少，葡萄糖突然增加分析说明题：分析说明题：绿色植物光合作用的影响因素绿色植物光合作用的影响因素是多方面的，是多方面的， 其外界因素有光照强度、其外界因素有光照强度、CO2的含量，温度等；的含量，温度等； 其内部因素有酶的活性、其内部因素有酶的活性、 色素的数量、五碳化合物的含量等。色素的数量、五碳化合物的含量等。请根据图请根据图A对影响光合作用的因素进行分析：对影响光合作用的因素进行分析：(1)如果横坐标代表光照强度，其影响光合速如果横坐标代表