第2节-光合作用(合格)

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假设推出结论一、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2.3kg泥土干重90.8kg泥土干重90.7kg树干、枝条和根76.7kg植物增加的重量≠土壤减少的重量提出疑问提出假设设计实验五年后实施实验新的假设解答疑问得出结论分析数据植物增重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2.3kg泥土干重90.8kg泥土干重90.7kg树干、枝条和根76.7kg五年后（二）1771年（英）普里斯特利的钟罩实验提出疑问设计实验装置A-1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实施实验分析数据得出结论解答疑问植物能改善变污浊的空气新的疑问实验有时成功，有时失败装置B装置A（三）1779年（荷）英格豪斯的钟罩实验提出疑问提出假设设计实验实施实验分析数据得出结论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（四）1864年（德）萨克斯的半叶法实验提出疑问提出假设设计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解答疑问淀粉是光合作用的产物分析数据（五）1939年鲁宾和卡门的同位素标记法实验提出疑问光合作用释放的O2来自H2O还是CO2解答疑问得出结论分析数据实施实验光合作用释放的O2全部来自H2O提出假设设计实验光合作用释放的O2来自H2O或CO2用氧的同位素18O分别标记H2O和CO2（六）1940’s卡尔文的同位素标记法实验提出疑问提出假设设计实验实施实验分析数据得出结论解答疑问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叶绿体基质外膜和内膜（一）叶绿体二、叶绿体及其色素类囊体2、结构1、功能进行光合作用的场所基粒（1）叶绿体色素（2）酶类囊体膜类囊体膜和叶绿体基质实验八叶绿体中色素的提取和分离一、实验材料新鲜菠菜叶片二、实验步骤（一）叶绿体色素的提取色素不溶于水，易溶于有机溶剂取材研磨过滤10ml无水乙醇分3次加入少量石英砂、碳酸钙5g除去主叶脉的叶片，剪碎2、提取液无水乙醇4、加入少量碳酸钙3、加入少量石英砂帮助研磨防止叶绿素被破坏（分步加，减少挥发）1、原理制备滤纸条（对称剪去两侧）毛细管画滤液细线（细、直、均匀，重复多次）纸层析（滤液细线不没及层析液）1.5cm19.5cm1cm滤液细线层析液（二）叶绿体色素的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1、原理胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）纸层析法（1）细、直3、滤液细线不能没及层析液避免色素溶解在层析液中避免色素在扩散时重叠，影响色素带观察2、画滤液细线保证色素含量（2）重复多次毛细管胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶绿素a(蓝绿色)叶绿素b(黄绿色)纸层析结果（二）色素叶绿素2、种类1、分布类囊体膜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3、功能ATP合成酶氧化的叶绿素a高能eH2OeO2H+H+H+H+ADP+PiNADP+NADPH(CH2O)nH2O三碳化合物还原五碳化合物再生色素光能叶绿素aO2光反应暗反应（类囊体）卡尔文循环高能e水的光解光能（叶绿体基质）三碳化合物五碳化合物CO2CO2固定ATP三、光合作用的过程H+能量活跃的化学能稳定的化学能光反应暗反应场所条件物质变化能量转换联系类囊体叶绿体基质光、色素、酶酶光能转变为活跃的化学能，储存在ATP和NADPH中1、光反应为暗反应提供ATP和NADPH1、水的光解1、CO2的固定3、NADPH形成2、ATP形成3、五碳化合物再生2、三碳化合物还原2、暗反应为光反应补充ADP、Pi和NADP+ATP和NADPH中活跃的化学能转化为(CH2O)n中稳定的化学能总反应式：CO2+2H2O*(CH2O)+H2O+O2*↑光能叶绿体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、实验材料青菜叶片使叶片下沉探究光照强度的影响探究CO2浓度的影响三、分组实验60W光照＋2%NaHCO3溶液1号：＋煮沸后冷却的水2号：＋1%NaHCO3溶液3号：＋2%NaHCO3溶液1号：黑暗2号：60W光照3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（分散，不重叠）打开光源水浴记录叶圆片上浮所需时间组别沸水1%NaHCO32%NaHCO3叶片平均上浮时间(min)510152025CO2浓度对叶圆片平均上浮时间的影响>20105实验结论1：随着CO2浓度增加，光合作用增强。实验结论2：随着光照强度增强，光合作用增强。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（1）增强光照强度（主要影响）光反应（2）延长