上课：光合作用2

光合作用的概念：

光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。光合作用的探究历程：结论：水分是植物建造自身的原料。17世纪海尔蒙特栽培的柳树实验结论：植物可以更新空气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？普利斯特利没有认识到光在植物更新空气中的作用，而将空气的更新归因于植物的生长。1779年，荷兰的英格豪斯普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功；植物体只有绿叶才能更新空气。到1785年，发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的是O2，吸收的是CO2。水二氧化碳氧气光？光能化学能储存在什么物质中？德国梅耶1864年，德国萨克斯实验黑暗处理一昼夜让一张叶片一半曝光一半遮光绿叶在光下能制造淀粉。用碘蒸气处理这片叶，发现曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半则没有颜色变化。结论该实验的对照类型为自身对照，自变量为光的有无，因变量为颜色变化(有无淀粉生成)，实验组是遮光处理组，对照组为曝光处理组。该实验的关键是要进行饥饿处理，以使叶片中的营养物质消耗掉，增强实验的说服力。1880年，美国、恩格尔曼(P100)水绵、好氧细菌光照射部位：好氧细菌集中全部光照：好氧细菌均匀分布结论：水绵光合作用产生氧气(1)选择水绵作为实验材料的原因是：水绵有带状叶绿体，螺旋分布在细胞中，便于观察和分析。(2)将临时装片放在黑暗和无空气的环境中是为了排除环境中光线和O2的影响。(3)设置细光线和好氧菌的好处：能够准确判断出水绵细胞中产生氧气的部位。光合作用释放的O2来自CO2还是H2O？第一组光合作用产生的O2来自于H2O。H218OCO2H2OC18O2第二组18O2O2美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）结论(1)鲁宾和卡门应用同位素标记法追踪CO2和H2O中的O元素在光合作用中的转移途径。(2)该实验设置了对照，自变量是标记物质(H2O和CO2)，因变量是释放的O2有无放射性。光合作用产生的有机物又是怎样合成的？20世纪40年代，卡尔文(M.Calvin)用14C标记的CO2供小球藻实验，追踪检测其放射性。探明CO2中的C的转移途径。卡尔文循环：CO2→C3→(CH2O)§4能量之源——光与光合作用年代科学家结论1664海尔蒙特水分是植物建造自身的原料1771普利斯特利植物可以更新空气1779英格豪斯只有在光照下只有绿叶才可以更新空气1845R.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萨克斯绿色叶片光合作用产生淀粉1880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鲁宾卡门光合作用释放的氧来自水。20世纪40代卡尔文光合产物中有机物的碳来自CO2光合作用的反应式CO2＋H2O（CH2O）＋O2光能叶绿体光合作用的过程请阅读课文P103—104页有关光合作用过程的内容，思考：1、光合作用分为几个阶段，每个阶段所需条件、场所、物质变化、能量转换方面的区别；2、这些阶段有何联系？H2O类囊体膜酶Pi

＋ADPATP光反应阶段光、色素、酶叶绿体内的类囊体薄膜上水的光解：H2O[H]+O2光能（还原剂）ATP的合成：

ADP＋Pi酶光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中[H]场所：条件：物质变化能量变化进入叶绿体基质，参与暗反应供暗反应使用ATP光CO2

五碳化合物

C5

CO2的固定三碳化合物

2C3C3的还原叶绿体基质多种酶H2O类囊体膜酶Pi

＋ADPATP[H]糖类卡尔文循环暗反应阶段CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的还原：ATP[H]、叶绿体的基质中

ATP中活跃的化学能转变为糖类等

有机物中稳定的化学能2C3(CH2O)＋C5酶糖类[H]、ATP、酶、CO2场所：条件：物质变化能量变化CO2

五碳化合物

C5

CO2的固定三碳化合物

2C3叶绿体基质多种酶糖类ATP[H]4、光反应阶段与暗反应阶段的比较项目光反应阶段暗反应阶段区别场所条件物质变化能量转化叶绿体类囊体的薄膜上叶绿体的基质中需光、色素和酶需多种酶、[H]、能量ATP

光能转变为ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能转化为糖类等有机物中稳定的化学能水的光解ATP的合成联系1、光反应是暗反应的基础，光反应为暗反应的进行提供[H]和ATP2、暗反应是光反应的继续，暗反应为光反应的进行提供合成ATP的原料ADP和Pi3、两者相互制约又密切联系CO2的固定C3的还原H2OBACDE+PiFGCO2J光8.下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：①图中B是—，它来自于——的分解。②图中C是——，它被传递到叶绿体的——部位，用于——。③图中D是——，在叶绿体中合成D所需的能量来自——

④图中的H表示——，H为I提供——⑤当突然停止光照时，F——，G——。（填增加或减少）HIＯ2水[H]基质还原C3ATP色素吸收的光能增加减少光反应[H]、ATP讨论：条件短时变化时，各种物质合成量的动态变化。条件C3C5[H]和ATP(CH2O)合成量停止光照CO2供应不变光照不变停止CO2供应增加减少减少减少或没有减少增加增加减少光合作用影响因素及原理的应用（1）影响光合作用的因素光照强度CO2温度水矿质元素影响光合作用的内部因素主要有叶片中叶绿素的含量、酶的数量、酶的活性光强二氧化碳吸收二氧化碳释放abc光照强度与光合速率的关系a点：光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放的CO2量可表示细胞呼吸的强度

ab段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量减少，这是因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度

b点：细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，此时细胞呼吸强度等于光合作用强度bc段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，到C点以上不再增强a点：b点：bc段：ab段：光补偿点光饱和点真正光合速率、净光合速率、呼吸速率三者之间的关系为：真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。项目表示方法净光合速率(又称表观光合速率)O2的释放量、CO2的吸收量、有机物的积累量真正光合速率(又称实际光合速率)O2的产生量、CO2的固定量、有机物的制造量呼吸速率(黑暗中测量)CO2的释放量、O2的吸收量、有机物的消耗量下图表示的是光照强度与光合作用强度之间关系的曲线，该曲线是通过实测一片叶子在不同光照强度条件下的CO2吸收和释放的情况。你认为下列四个选项中，能代表细胞中发生的情况与B点相符的是

CA点B合理密植立体种植改变株形2、增加光照面积合理密植（立体种植）套种油桃3、延长光照时间大棚人工光照一年一熟改为一年多熟CO2浓度对光合作用强度的影响A′点：表示进行光合作用所需CO2的最低浓度；B′点：CO2饱和点在一定范围内CO2浓度达到该点后，光合作用强度不再随CO2浓度增加而增加。措施：⑴温室：①燃烧液化石油气，②使用二氧化碳发生器。⑵大田：①确保良好通风；②增施有机肥料；③深施“碳铵”(NH4HCO3)空气中CO2含量一般占330mg/L，与植物光合所需最适浓度（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”温度对光合作用强度的影响光合作用是在酶催化下进行的，温度直接影响酶的活性。一般植物在10～35℃下正常进行光合作用，其中AB段(10～35℃)随温度的升高而逐渐加强，B点(35℃)以上由于光合酶活性下降，光合作用开始下降，50℃左右光合作用停止。如何控制温室内的温度，有利于提高光合作用强度？温室栽培中，白天调到光合作用的最适温度，晚上适当降低温度。（增大昼夜温差）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水及矿质元素对光合作用的影响水即时原料也是反应的媒介，还会影响气孔的关闭，从而影响二氧化碳进入植物体探究多种因子对光合作用的影响P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随该因子的不断加强，光合速率不断提高。当到Q点时，横坐标所表示的因子不再影响光合速率，要想提高光合速率，可适当提高图示中的其他因子。探究：环境中影响光合作用强度的因素

实验原理：

利用真空渗水法排除叶片细胞间隙中的气体，使其沉入水中。在光合作用的过程中植物吸收CO2并排除O2，产生O2的多少与光合作用的强度密切相关，O2溶解度很小，积累在细胞间隙从而使下沉的叶片上浮。因此可依据一定时间内叶片上浮的数量及时间长短，来比较光合作用的强弱。间接测O2生成速率，来比较不同光照强度和不同CO2浓度条件下光合作用的强度。实验方法新鲜腊梅叶片，打孔器，注射器，40W台灯，100ml烧杯，镊子，NaHCO3溶液，一次性纸杯，标签纸，清水等材料用具实验步骤1.用打孔器打出大小相等的圆叶片若干片（避开叶的主脉）2.用注射器连抽几次抽出叶片中的气体，使叶片沉入水底3.将气体逸出的叶片放入一次性杯中保存4.将3个烧杯编号后，分别加入2个40mlNaHCO3溶液、1个40ml清水，并各放入10片抽去气体的叶片

5.按实验记录表进行操作6.记录实验数据1.用打孔器打出大小相等的圆叶片若干片（避开叶的主脉）实验步骤2.用注射器连抽几次抽出叶片中的气体，使叶片沉入水底3.将气体逸出的叶片放入一次性杯中保存4.将3个烧杯编号后，分别加入2个40mlNaHCO3溶液、1个40ml清水，并各放入10片抽去气体的叶片

烧杯编号处理条件5分钟上浮数10分钟上浮数15分钟上浮数1距40W台灯15cm,2%NaHCO3溶液，室温2距40W台灯25cm，2%NaHCO3溶液，室温3距40W台灯15cm，清水，室温5.按实验记录表进行操作6.记录实验数据烧杯编号处理条件5分钟上浮数10分钟上浮数15分钟上浮数1距40W台灯15cm,2%NaHCO3溶液，室温1592距40W台灯25cm，2%NaHCO3溶液，室温0253距40W台灯15cm，清水，室温000实验结果?活塞着色液刻度管橡皮塞无色玻璃容器烧杯绿色植株NaHCO3缓冲液装置１思考：下图装置１能否用来进行光合速率的测定？思考：１．NaHCO3缓冲液的作用？２．着色液的移动方向，移动数值代表什么？３．怎样排除物理误差？持续提供CO2,保持空间CO2浓度相对稳定．植株光合作用O2的释放量与呼吸作用O2的消耗量的差值.?活塞着色液刻度管橡皮塞无色玻璃容器烧杯死植株装置２NaHCO3缓冲液化能合成作用：利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量把无机物合成为有机物。如硝化细菌。2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量硝化细菌2HNO2+O22HNO3+能量硝化细菌举例：6CO2+6H2OC6H12O6+6O2能量拓展—不同条件下光照强度对光合作用曲线的影响(1)当降低温度（偏离光合作用和呼吸作用的最适温度），其他条件不变，a、b、d点怎么变化？Ｃ(2)当缺镁时，其他条件不变，a、b、d点怎么变化？(3)当CO2

浓度较低时，其他条件不变，a、b、d点怎么变化？a点上移，b点左移，d下移a点不变，b点右移，d下移a点不变，b点右移，d下移降低温度，对呼吸速率影响大于光合速率。(因为影响呼吸作用因素主要是温度),a点上移，b点左移当外界条件改变时，CO2（光）补偿点和饱和点的移动规律如下：补偿点移动规律（即各影响因素相互弥补至重新平衡）3、呼吸速率增加，CO2（光）补偿点应

移4、呼吸速率减小，CO2（光）补偿点应

移1、呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降时，

CO2（光）补偿点应

移，CO2（光）饱和点应

移2、呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率增加时，

CO2（光）补偿点应

移，CO2（光）饱和点应

移右左左右右左补偿点和饱和点的移动是

的相反总结——不同条件下植物呼吸强度、光(CO2)补偿点、光(CO2)饱和点的移动规律①若呼吸速率增加，光(CO2)补偿点应右移，反之应左移。②若呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降时光(CO2)补偿点应右移，反之应左移。（即各影响因素相互弥补至重新平衡）一、呼吸强度（图中的a点）移动规律若题目中无提及能改变植物呼吸作用的因素（一般是温度）的变化，则a点不变；若温度提高至最适则a点下移，偏离最适则上移。二、光(CO2)补偿点