生物：5.4《能量之源---光与光合作用》.ppt

第第4 4节能量之源节能量之源-光与光合作用光与光合作用2021/10/101能量的最终来源于光能。能量的最终来源于光能。光能转化为化学能被细胞所吸收的过程光能转化为化学能被细胞所吸收的过程称为光合作用。称为光合作用。第4节 能量之源光与光合作用叶绿体中的色素对植物起着非常重要的作用。叶绿体中的色素对植物起着非常重要的作用。叶绿体中的色素对植物起着非常重要的作用。叶绿体中的色素对植物起着非常重要的作用。实验实验2021/10/102（一）、实验：叶绿素的提取与分离1、原理：、原理：绿叶中的色素不溶于水，易溶绿叶中的色素不溶于水，易溶于有机溶剂。如无水乙醇、丙酮、于有机溶剂。如无水乙醇、丙酮、石油醚等。石油醚等。绿叶中的色素不止一种，它们绿叶中的色素不止一种，它们都溶于层析液中，且溶解度不同，都溶于层析液中，且溶解度不同，在滤纸上扩散速度不同（溶解度大，在滤纸上扩散速度不同（溶解度大，扩散速度快）扩散速度快）（提取色素：无水乙醇）（提取色素：无水乙醇）（分离色素：层析液）（分离色素：层析液）一、捕获光能的色素一、捕获光能的色素2021/10/1032、材料用具l新鲜的绿色叶片，新鲜的绿色叶片，干燥的定性滤纸、干燥的定性滤纸、95%乙醇乙醇，层析液层析液，二氧化硅二氧化硅，碳酸钙碳酸钙，研钵，小玻璃漏斗，研钵，小玻璃漏斗，尼龙布，毛细吸管，剪刀，试管，药匙，量筒，尼龙布，毛细吸管，剪刀，试管，药匙，量筒，天平。天平。2021/10/1043、实验过程（1）、提取）、提取 色素色素：取适量菠菜叶（取适量菠菜叶（叶片叶片要新的新鲜、颜色要要新的新鲜、颜色要深绿，含有较多的色深绿，含有较多的色素）素），剪碎，放入研钵中。加少许的二氧二氧化硅化硅和碳酸钙 与10ml无水乙醇。迅速研磨迅速研磨成匀浆。成匀浆。二氧化硅作用：二氧化硅作用：碳酸钙作用：碳酸钙作用：研磨充分研磨充分防止色素破坏防止色素破坏为了溶解和提取色素无水乙醇作用：无水乙醇作用：2021/10/105（2）、过滤l在一小玻璃漏斗基部放一块单层尼龙布（或脱在一小玻璃漏斗基部放一块单层尼龙布（或脱脂棉），将研磨液迅速倒入漏斗中。脂棉），将研磨液迅速倒入漏斗中。l收集滤液到一个试管中，及时用棉塞将试管中收集滤液到一个试管中，及时用棉塞将试管中塞紧（塞紧（防止挥发防止挥发）。）。2021/10/106（3）、制备滤纸条：制备滤纸条：（4）、画滤液细线：）、画滤液细线：用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔画的横线均匀画出一条细而直的滤液细画的横线均匀画出一条细而直的滤液细线。待滤液干后再画一次，共画滤液细线。待滤液干后再画一次，共画滤液细线线34次。次。重复画几次是为了增加色素的含量，重复画几次是为了增加色素的含量，使分离的色素带清晰使分离的色素带清晰画线要画线要细、直、齐，使分离的色素带细、直、齐，使分离的色素带平整、不重叠。平整、不重叠。2021/10/107（5）、层析-分离绿叶中的色素注意：滤线细线不能触及层析液注意：滤线细线不能触及层析液 层析液沿着干燥的滤层析液沿着干燥的滤纸由下而上扩散，当扩散纸由下而上扩散，当扩散到细线时，色素便溶解在到细线时，色素便溶解在层析液中，并随着层析液层析液中，并随着层析液一起向上扩散，而不同的一起向上扩散，而不同的色素溶解不同，扩散速度色素溶解不同，扩散速度也不同，所以将不同色素也不同，所以将不同色素分离开。分离开。分离色素方法：纸层析法分离色素方法：纸层析法2021/10/108b.实验流程：实验流程：2021/10/109（6）、实验结果：）、实验结果：讨论讨论：1.1.滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽窄如何？这说明了什么？宽窄如何？这说明了什么？2024/4/12 周五10(黄色黄色)(蓝绿色蓝绿色)(黄绿色黄绿色)(橙黄色橙黄色)2021/10/1010叶绿体中的叶绿体中的色素提取液色素提取液（二）、四种色素对光的吸收（二）、四种色素对光的吸收叶绿素主要吸收叶绿素主要吸收_类胡萝卜素主要吸收类胡萝卜素主要吸收_蓝紫光蓝紫光蓝紫光、红光蓝紫光、红光叶绿素对绿光吸收最少叶绿素对绿光吸收最少2021/10/1011叶绿素叶绿素叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素类胡萝卜素类胡萝卜素（含量约（含量约（含量约（含量约3/43/43/43/4）（含量约（含量约（含量约（含量约1/41/41/41/4）叶绿素叶绿素叶绿素叶绿素a a a a（蓝绿色）（蓝绿色）（蓝绿色）（蓝绿色）叶绿素叶绿素叶绿素叶绿素b b b b（黄绿色）（黄绿色）（黄绿色）（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）胡萝卜素（橙黄色）胡萝卜素（橙黄色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶黄素（黄色）叶黄素（黄色）叶黄素（黄色）绿绿绿绿叶叶叶叶中中中中的的的的色色色色素素素素【主要吸收主要吸收主要吸收主要吸收红光红光红光红光和和和和蓝紫光蓝紫光蓝紫光蓝紫光】【主要吸收主要吸收主要吸收主要吸收蓝紫光蓝紫光蓝紫光蓝紫光】.功能功能:吸收传递转化吸收传递转化光能光能,用于光合作用用于光合作用2021/10/1012（6）、观察实验结果色素种类色素种类 色素颜色色素颜色 溶解度溶解度 扩散速度扩散速度胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素橙黄色橙黄色黄色黄色最高最高较高较高最快最快较快较快叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b较慢较慢蓝绿色蓝绿色黄绿色黄绿色最低最低较低较低最慢最慢2021/10/1013春夏的树叶秋冬的树叶 强光、高温、低温都会使叶绿素分解。但无光环境或缺Mg2+叶绿素也不能生成.温度温度 可见，可见，叶绿素的化学性质没有类胡萝叶绿素的化学性质没有类胡萝卜素稳定卜素稳定，叶绿素的合成易受光照温，叶绿素的合成易受光照温度和矿质元素的影响，这些条件对类度和矿质元素的影响，这些条件对类胡萝卜素的影响较小。胡萝卜素的影响较小。叶绿素合成和叶绿素合成和破坏的原因破坏的原因Mg2+等等光照光照1、春夏叶片为什么是绿色？而秋天树叶为什么会、春夏叶片为什么是绿色？而秋天树叶为什么会变黄？变黄？2、为什么这种色素秋冬减少而夏季不减少，与什为什么这种色素秋冬减少而夏季不减少，与什么环境因素有关？么环境因素有关？2021/10/1014叶片中的叶肉细胞叶片中的叶肉细胞绿叶绿叶 叶肉细胞叶肉细胞亚显微结构模式图亚显微结构模式图 叶绿体亚显微叶绿体亚显微 结构模式图结构模式图捕捉光能的色素存在于细胞中的什捕捉光能的色素存在于细胞中的什么部位？么部位？2021/10/10152024/4/12 周五16基粒基粒类囊体类囊体1.1.下列标号各代表：下列标号各代表：下列标号各代表：下列标号各代表：_ _2.2.在在在在上分布有光合作用所需的上分布有光合作用所需的上分布有光合作用所需的上分布有光合作用所需的 和和和和 ，在在在在中也分布有光合作用所需的中也分布有光合作用所需的中也分布有光合作用所需的中也分布有光合作用所需的 。基质基质基质基质酶酶酶酶 外膜外膜外膜外膜内膜内膜内膜内膜类囊体膜类囊体膜类囊体膜类囊体膜基粒基粒基粒基粒色素色素色素色素与光合作用与光合作用与光合作用与光合作用有关的酶有关的酶有关的酶有关的酶基质基质2021/10/1016（1）（2）色素在基粒类囊体薄膜中酶在基粒和基质中（三）、叶绿体（三）、叶绿体是光合作用的是光合作用的场所场所分布：主要存在分布：主要存在绿绿色植物的叶肉细胞里以及幼嫩茎秆色植物的叶肉细胞里以及幼嫩茎秆的皮层细胞里。的皮层细胞里。功能：功能：绿绿色植物进行色植物进行光合作用光合作用的细胞器。的细胞器。2021/10/1017 光合作用的原理和应用光合作用的原理和应用光合作用的探究历程（光合作用的探究历程（P101102）光合作用在叶绿体中是怎样光合作用在叶绿体中是怎样进行的呢？进行的呢？2021/10/1018五年后认为：认为：植物增重主要来自水分；植物增重主要来自水分；而不是来自土壤。而不是来自土壤。1.16421.1642年海尔蒙特的实验年海尔蒙特的实验柳树增重柳树增重 74.47Kg74.47Kg，土壤减少土壤减少0.06Kg0.06Kg 二二、光光合合作作用用的的探探究究历历程程2021/10/1019结论：植物可以更新空气结论：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？果，所以有人认为植物也能使空气变污浊？实验不足：没有设置对照组,排除光照对实 验结果的干扰。光光合合作作用用的的探探究究历历程程2、普利斯特利（1771年）2021/10/10203.1779年 荷兰 英格豪斯的实验*实验重复了实验重复了500500多多次次结论：只有在结论：只有在光照下光照下绿叶才可以更新空气绿叶才可以更新空气重重复复普普利利斯斯特特利利的的实实验验 光光合合作作用用的的探探究究历历程程B B组组A A组组光照光照黑暗黑暗2021/10/1021明确：明确：绿叶在绿叶在光下光下吸收吸收COCO2 2，释放释放O O2 2。4 4、17851785年年,拉瓦锡发现了空气的组成。拉瓦锡发现了空气的组成。5 5、18451845年，德国科学家梅耶指出，植物光合年，德国科学家梅耶指出，植物光合 作用时，把作用时，把光能转化成化学能光能转化成化学能储存起来。储存起来。光光合合作作用用的的探探究究历历程程光光能能化化学学能能储存在什储存在什么物质中么物质中？德国德国梅耶梅耶2021/10/10226.18646.1864年萨克斯的实验年萨克斯的实验淀粉是光合作用的产物淀粉是光合作用的产物；黑暗处理（理由是？）黑暗处理（理由是？）一部分遮光，一部分照光一部分遮光，一部分照光 一段时间后，酒精脱色一段时间后，酒精脱色 碘液染色碘液染色结论:光光合合作作用用的的探探究究历历程程碘液2021/10/10237、1880年，恩格尔曼的实验隔绝空气隔绝空气黑暗，用极细光束照射完全暴露在光下完全暴露在光下水绵和好氧水绵和好氧细菌的装片细菌的装片结论：结论：氧是由氧是由 叶绿体叶绿体释放出来的，释放出来的，叶绿体叶绿体是光合作是光合作用的场所。用的场所。光合作用需要光合作用需要光照光照。光光合合作作用用的的探探究究历历程程2021/10/1024 光光合合作作用用的的探探究究历历程程同位素标记法同位素标记法同位素标记法同位素标记法研究研究C18O2 CO2H2OH218O光照下的光照下的球藻悬液球藻悬液O218O2AB 同位素同位素1818O O标记标记H H2 2O O和和COCO2 2H2 18O和和C18O2结论：光合作用释放的氧来自水结论：光合作用释放的氧来自水 光合作用释放的光合作用释放的O2到底是来自到底是来自H2O，还是还是CO28.19398.1939年鲁宾和卡门的实验年鲁宾和卡门的实验(美国美国)光合作用产生光合作用产生的有机物又是的有机物又是怎样合成的？怎样合成的？2021/10/1026 光光合合作作用用的的探探究究历历程程(CH2 O)14CO214 1.碳的同位素碳的同位素碳的同位素碳的同位素 C 标记标记标记标记CO214CO214CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳的途径，这一途径称为的碳的途径，这一途径称为卡尔文循环卡尔文循环。2.9.9.2020世纪世纪0 0年代年代,美国科学家卡尔文美国科学家卡尔文2021/10/1027产物产物:淀粉淀粉条件条件:光光光合作用发现小结：光合作用发现小结：普利斯特利普利斯特利原料原料:水水恩格尔曼恩格尔曼萨克斯萨克斯海尔蒙特海尔蒙特原料和产物原料和产物:更新空气更新空气(二氧化碳二氧化碳和氧气和氧气)场所场所:叶绿体叶绿体条件条件:光光对照原则对照原则单一变量原则单一变量原则*实验设计实验设计 光能光能叶绿体叶绿体重复实验重复实验梅耶梅耶光能转换光能转换成化学能成化学能*重要的实验方法：同位素标记法同位素标记法CO2+H2O（CH2O）+O2鲁宾和鲁宾和卡门卡门光合作光合作用释放用释放的的O O2 2来来自自H H2 2O OO22021/10/10286CO2+12H2O光能叶绿体C6H12O6+6H2O+6O2元素来龙去脉元素来龙去脉光合作用完整反映式光合作用完整反映式(计算式计算式)2021/10/1029 绿色植物通过绿色植物通过 吸收吸收 ，将，将CO2和和H2O合成为合成为 并释放出并释放出 ，同，同时也将太阳能转化为时也将太阳能转化为 储存在储存在 和和其他有机物中，这一过程称为光合作用。其他有机物中，这一过程称为光合作用。2 2、光合作用定义、光合作用定义3、总反应式：、总反应式：叶绿体叶绿体光能光能有机物有机物O2化学能化学能糖类糖类CO2+H2O（CH2O）+O2光能光能叶绿体叶绿体6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O光能光能叶绿体叶绿体2021/10/1030共同探究共同探究2021/10/1031光反应阶段2021/10/1032暗反应阶段2021/10/1033能量变化能量变化物质变化物质变化条件条件进行部位进行部位光反应阶段光反应阶段 叶绿体叶绿体类囊体的薄膜上类囊体的薄膜上光、色素、水和酶光、色素、水和酶光能光能ATPATP中活跃的化学能中活跃的化学能水的光解水的光解：2H2O 4 H+O2 光能光能合成合成ATP：ADP+Pi+光能光能 ATP 酶酶主要产物主要产物O O2 2 、H H、ATP ATP 光合作用的最终产物里面并没有光合作用的最终产物里面并没有HH和和ATPATP，那么它们是怎么样被消耗掉的呢？那么它们是怎么样被消耗掉的呢？2021/10/1034能量变化能量变化物质变化物质变化条件条件进行部位进行部位暗反应阶段暗反应阶段 主要产物主要产物叶绿体基质中叶绿体基质中ATP ATP、HH、CO2、酶、酶ATPATP中活跃的化学能中活跃的化学能稳定的化学能稳定的化学能 COCO2 2的固定的固定 CO2+C5 2C3 酶酶2C3 +H （CH2O）+C5 ATP ADP+Pi+能量能量 酶酶 酶酶 C C3 3的还原的还原ATPATP分解分解（CH2O）2021/10/1035色素分子色素分子可见光可见光C52C3ADP+PiATP2H2OO24H多种酶多种酶酶酶C6H12O6+H2OCO2吸收吸收光解光解能能固定固定还原还原酶酶光反应光反应暗反应暗反应光合作用的过程光合作用的过程2021/10/1036光反应为暗反应提供光反应为暗反应提供 和和 ；暗反应为光反应提供暗反应为光反应提供 和和 。2）说说光反应和暗反应的联系）说说光反应和暗反应的联系HATPADPPiCO2+H2O光能光能 叶绿体叶绿体(CH2 O)+O23)3)光合作用的实质：光合作用的实质：物质变化：物质变化：无机物无机物转变转变有机物有机物能量变化：能量变化：转变转变光能光能糖类等有机物中糖类等有机物中稳稳定的化学能定的化学能合成有机物，存储能量合成有机物，存储能量2021/10/10371.为生物生存提供了为生物生存提供了物质物质来源和来源和能量能量来源；来源；2.维持了大气中维持了大气中O2和和CO2的相对稳定；的相对稳定；3.对生物的进化有直接意义。对生物的进化有直接意义。(1)使还原性大气使还原性大气氧化性大气氧化性大气 (2)使有氧呼吸生物得以发生和发展使有氧呼吸生物得以发生和发展 (3)形成臭氧层，过滤紫外线，形成臭氧层，过滤紫外线，使水生生物登陆成为可能使水生生物登陆成为可能 四、光合作用的意义四、光合作用的意义2021/10/1038条条 件件 物质变化物质变化能量变化能量变化总反应式总反应式实实 质质叶绿体类囊体薄膜上叶绿体类囊体薄膜上叶绿体基质中叶绿体基质中（1）水的光解）水的光解CO2+C5 2C3(2)ATP形成形成（1）CO2的固定的固定酶酶（2）C3的还原的还原酶酶C3 (CH2O)+C5 +H2O酶酶ADP+Pi+光光能能 ATP ATP,H 光，叶绿素等色素，酶光，叶绿素等色素，酶许多有关的酶许多有关的酶、CO2、H、ATPATP的化学能转变成的化学能转变成(CH2O)中的化学能中的化学能光反应为暗反应提供能量和还原剂光反应为暗反应提供能量和还原剂(ATP和和H)，暗反，暗反应为光反应补充应为光反应补充ADP,PiCO2+2H2O*(CH2O)+H2O+O2*把无机物转变成有机物，同时把光能转变成化学能储存把无机物转变成有机物，同时把光能转变成化学能储存在有机物中在有机物中光能光能叶绿体叶绿体反应部位反应部位光能转变成光能转变成ATP中的化学能中的化学能联联 系系2H2O O2 +4H+4e光能光能2021/10/10391、植物自身因素、植物自身因素2、外界环境因素、外界环境因素1）光照）光照2）温度）温度3）二氧化碳浓度）二氧化碳浓度4）水分）水分5）矿质元素）矿质元素五、影响光合作用的因素及应用6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O光能光能叶绿体叶绿体2021/10/10401、影响光合作用因素 光合速率光合速率 又称光合作用强度，是指一定量的植物（如一又称光合作用强度，是指一定量的植物（如一定的叶面积）在单位时间内进行多少光合作用（如定的叶面积）在单位时间内进行多少光合作用（如释放多少氧气、消耗多少二氧化碳）。释放多少氧气、消耗多少二氧化碳）。光合速率表示方法光合速率表示方法1、有机物（糖）产生的量（即植物重量或有、有机物（糖）产生的量（即植物重量或有机物的增加量）。机物的增加量）。2、C02吸收量（或吸收量（或C02 消耗量或实验容器内消耗量或实验容器内CO2减少量）减少量）3、02释放量释放量(或实验容器内或实验容器内02增加量增加量)。2021/10/1041表观光合速率：表观光合速率：人们测得从外界吸收的人们测得从外界吸收的CO2的量。的量。植物从外界吸收植物从外界吸收CO2的量，加上呼的量，加上呼吸作用释放的吸作用释放的CO2量。量。真正光合速率真正光合速率=表观光合速率（净光合速率）表观光合速率（净光合速率）+呼吸速率呼吸速率表观光合速率常用表观光合速率常用氧气氧气释放量释放量、二氧化碳二氧化碳吸收量吸收量、有机物有机物积累量积累量等来表示等来表示真正光合速率：真正光合速率：真正光合速率常用真正光合速率常用氧气氧气产生量产生量、二氧化二氧化固定量固定量；有机物的有机物的产生量产生量来表示。来表示。2021/10/1042探究影响光合作用的因素：1.光照：光照：影响光反应即影响光反应即直接影响光合速率直接影响光合速率直接影响光合速率直接影响光合速率适当提高光照强度、延长光照时间适当提高光照强度、延长光照时间促进光反应，产生更多的促进光反应，产生更多的 ATP 和和 H光照强度、光照时间、光质光照强度、光照时间、光质光质：光质：白光（复色光）光合作用能力最强，白光（复色光）光合作用能力最强，单色光中红光作用最快，蓝紫光次之，绿光最差。单色光中红光作用最快，蓝紫光次之，绿光最差。温室大棚塑料薄膜的颜色最好是：温室大棚塑料薄膜的颜色最好是：无色透明无色透明绿色植物生理实验的安全灯颜色：绿色植物生理实验的安全灯颜色：绿色绿色2021/10/1043光照强度A点：AB段：B点：BC段：C点：光照强度为0时只进行细胞呼吸，释放C02量代表此时的呼吸强度 随光照强度增强，光合作用逐渐增强，C02的释放量逐渐减少,因一部分用于光合作用 光补偿点,此时细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用速率=细胞呼吸速率 随光照强度不断增强，光合作用不断增强 光饱和点,光照强度达到一定值时，光合作用不再增强 2021/10/1044ABC如果植物长期处于如果植物长期处于B点，没有有机物积累，植物不点，没有有机物积累，植物不能生长。能生长。植物呼吸作用产生的植物呼吸作用产生的CO2也用于光合作用，制也用于光合作用，制造的有机物刚好又用来进行呼吸。造的有机物刚好又用来进行呼吸。光强度光强度(真真正正光光合合速速率率)(表表现现光光合合速速率率)真正光合速率真正光合速率=表现光合速率表现光合速率+呼吸速率呼吸速率2021/10/10452、温度：、温度：主要影响暗反应中酶的活性主要影响暗反应中酶的活性光合作用有最适温度，且一般比呼吸光合作用有最适温度，且一般比呼吸作用的最适温度高，一般温带植物的作用的最适温度高，一般温带植物的最适温度在最适温度在25。CAB段随温度的升高光合作用速率加强：段随温度的升高光合作用速率加强：B点光合作用速率达到最大；点光合作用速率达到最大；BC段表示随温度的升高，光合速率快速段表示随温度的升高，光合速率快速下降，直至光合作用完全停止。下降，直至光合作用完全停止。、温度是、温度是影响气孔开闭影响气孔开闭的因素之一的因素之一温度过高，影响植物叶片气孔开度，影响温度过高，影响植物叶片气孔开度，影响CO2供应。供应。应用：晴天时，白天适当升温，晚上适当降应用：晴天时，白天适当升温，晚上适当降温以保持较高的昼夜温差温以保持较高的昼夜温差2021/10/1046CC3 3的生成的生成COCO2 2浓度浓度暗反应暗反应C C3 3还原还原（CHCH2 20 0）光光合合速速率率0 0COCO2 2浓度浓度A AB B主要影响暗反应中主要影响暗反应中CO2固定固定A点：AB段：B点：进行光合作用所需进行光合作用所需COCO2 2的最低浓度的最低浓度 在在一定范围内一定范围内，随，随C0C02 2浓度的提高，植物的浓度的提高，植物的光合速率加快光合速率加快 表示表示C0C02 2的饱和点，的饱和点，COCO2 2超过该浓度，光合速率超过该浓度，光合速率达到最大不再提高。达到最大不再提高。3.CO2浓度：浓度：COCO2 2饱和点饱和点COCO2 2补偿点补偿点应用：应用：应用：应用：施有机肥（农家肥）施有机肥（农家肥）增加增加增加增加COCO2 2可以提高光合可以提高光合可以提高光合可以提高光合效率，但是无限制地在全球范围内提高效率，但是无限制地在全球范围内提高效率，但是无限制地在全球范围内提高效率，但是无限制地在全球范围内提高COCO2 2浓度，会浓度，会浓度，会浓度，会产生产生产生产生“温室效应温室效应温室效应温室效应”2021/10/10474、H2O 直接影响光反应中水的光解直接影响光反应中水的光解H H的生成的生成H H2 2O O暗反应暗反应C C3 3还原还原（CHCH2 20 0）NADPHNADPH的生成的生成 含水量含水量1 1、光合作用的原料；、光合作用的原料；2 2、植物体内各种生化、植物体内各种生化 反应的介质；反应的介质；3 3、影响气孔的开闭。、影响气孔的开闭。应用：应用：根据作物需水规律根据作物需水规律合理灌溉；合理灌溉；预防干旱洪涝预防干旱洪涝OAOA段：段：在一定范围内，水在一定范围内，水越充足，光合作用速率越快越充足，光合作用速率越快 2021/10/1048思考：如果思考：如果光照不变光照不变，突然停止，突然停止CO2供应，供应，C3、C5、ATP、H的含量会怎么变化？的含量会怎么变化？C3减少、减少、C5增加、增加、ATP增加、增加、H增加增加思考：夏天正午气孔关闭时思考：夏天正午气孔关闭时C3、C5ATP、H的含量会怎么变化？的含量会怎么变化？思考：如果思考：如果CO2供应不变供应不变，突然停止光照，突然停止光照，C3、C5、ATP、H的含量会怎么变化？的含量会怎么变化？C3C5、ATP、H 2021/10/10495.矿质元素矿质元素：叶绿素的组成元素、：叶绿素的组成元素、g应用：合理施肥应用：合理施肥N：光合酶及光合酶及光合酶及光合酶及NADPNADPNADPNADP+和和和和ATPATPATPATP的重要组分的重要组分的重要组分的重要组分P：NADPNADPNADPNADP+和和和和ATPATPATPATP的重要组分；维持叶绿体的重要组分；维持叶绿体的重要组分；维持叶绿体的重要组分；维持叶绿体正常结构和功能正常结构和功能正常结构和功能正常结构和功能K：促进光合产物向贮藏器官运输促进光合产物向贮藏器官运输促进光合产物向贮藏器官运输促进光合产物向贮藏器官运输Mg：叶绿素的重要组分叶绿素的重要组分叶绿素的重要组分叶绿素的重要组分2021/10/1050（二）、（二）、光合作用原理的应用光合作用原理的应用（1 1）影响光合作用的因素）影响光合作用的因素COCO2 2、水份、光照的长短与强弱、光质、水份、光照的长短与强弱、光质、温度、温度、矿质元素等矿质元素等（2 2）提高农作物光合作用强度的措施）提高农作物光合作用强度的措施1 1、适当提高光照强度、延长光照时间、适当提高光照强度、延长光照时间3 3、适当提高、适当提高COCO2 2浓度浓度4 4、适当提高温度、适当提高温度5 5、适当增加植物体内的含水量、适当增加植物体内的含水量6 6、适当增加矿质元素的含量、适当增加矿质元素的含量2 2、合理密植、合理密植2021/10/1051能够利用体外环境中的能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释某些无机物氧化时所释放的能量放的能量来制造有机物的合成作用来制造有机物的合成作用 例如：例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌等少数种类的细菌六、化能合成作用六、化能合成作用2NH2NH3 3+3O+3O2 2 2HNO 2HNO2 2+2H+2H2 2O+O+能量能量硝化细菌硝化细菌2HNO2HNO2 2+O+O2 2 2HNO 2HNO3 3+能量能量硝化细菌硝化细菌6CO6CO2 2+6H+6H2 2O 2CO 2C6 6H H1212O O6 6+6O+6O2 2能量能量酶酶2021/10/1052自养生物自养生物:以以以以COCOCOCO2 2 2 2和和和和H HH H2 2 2 2O OO O（无机物）为原料合成糖类（无机物）为原料合成糖类（无机物）为原料合成糖类（无机物）为原料合成糖类（有机物），糖类中储存着的能量。（有机物），糖类中储存着的能量。（有机物），糖类中储存着的能量。（有机物），糖类中储存着的能量。异养生物异养生物:只能利用环境中现成的有机物来维持自身的只能利用环境中现成的有机物来维持自身的只能利用环境中现成的有机物来维持自身的只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。生命活动。生命活动。生命活动。所需的能量来源不同（光能、化学能）所需的能量来源不同（光能、化学能）所需的能量来源不同（光能、化学能）所需的能量来源不同（光能、化学能）光能自养生物光能自养生物绿色植物绿色植物绿色植物绿色植物硝化细菌硝化细菌硝化细菌硝化细菌化能自养生物化能自养生物例如人、动物、真菌及大多数的细菌。例如人、动物、真菌及大多数的细菌。例如人、动物、真菌及大多数的细菌。例如人、动物、真菌及大多数的细菌。2021/10/10532 2、化能合成作用与光合作用比较、化能合成作用与光合作用比较 2021/10/1054提高光能利用的途径提高光能利用的途径1.延长光照时间：延长光照时间：每年种植和收获两次或多次、套种等。每年种植和收获两次或多次、套种等。2.增加光照面积：增加光照面积：合理密植、间作等。合理密植、间作等。3.提高光合作用效率：提高光合作用效率：如适当增加光照强度、提高如适当增加光照强度、提高CO2 浓度和温度等（浓度和温度等（施用施用NH4HCO3 ;施用农家肥施用农家肥）。）。2021/10/1055例例2、在叶绿体中的色素提取得分离实验中，、在叶绿体中的色素提取得分离实验中，结合所做实验回答：结合所做实验回答：（1）研磨时为了研磨充分要加）研磨时为了研磨充分要加 ，加碳酸钙的目的是加碳酸钙的目的是（2）滤纸条剪去两角是为了在层析过程中）滤纸条剪去两角是为了在层析过程中 （3）画滤液细线要求一是）画滤液细线要求一是 二是二是 （4）分离色素时要注意滤纸条要）分离色素时要注意滤纸条要 烧怀壁，一烧怀壁，一定不是要让层析液没及定不是要让层析液没及 。二氧化硅二氧化硅保护叶绿素分子不被破坏保护叶绿素分子不被破坏层析液同步到达滤液细线层析液同步到达滤液细线越细越齐越好越细越齐越好待干燥后再重复待干燥后再重复2-3次次斜靠斜靠滤液细线滤液细线2021/10/1056实验假设实验假设实验步骤实验步骤实验结果实验结果实验结论实验结论在一定范围内随光照强度的增强，在一定范围内随光照强度的增强，光合作用强度也增强光合作用强度也增强案例：案例：探究光照强弱对光合作用强度的影响探究光照强弱对光合作用强度的影响2021/10/1057实验假设实验假设实验步骤实验步骤取生长旺盛的绿叶，用打孔器取生长旺盛的绿叶，用打孔器 打出小圆片打出小圆片3030片。片。将小圆形叶片置于注射器内，将小圆形叶片置于注射器内，抽拉出小圆形叶片内的气体，抽拉出小圆形叶片内的气体，重复几次。重复几次。叶叶圆圆片片2021/10/1058实验假设实验假设实验步骤实验步骤将气体逸出的小圆形叶片，放入将气体逸出的小圆形叶片，放入黑暗处黑暗处盛有清水的盛有清水的烧杯中待用。烧杯中待用。取取3 3只小烧杯只小烧杯(培养皿培养皿)，分别倒入，分别倒入20mL20mL富含富含COCO2 2的的清水。清水。分别向分别向3 3只小烧杯中各放入只小烧杯中各放入1010片小圆形叶片，然后片小圆形叶片，然后分别对这分别对这3 3个实验装置进行强、中、弱三种光照。个实验装置进行强、中、弱三种光照。2021/10/1059实验假设实验假设实验步骤实验步骤30cm30cm60cm60cm90cm90cm观察并记录同一时间段内各实验装置观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片中小圆形叶片浮起的数量浮起的数量。2021/10/1060实验假设实验假设实验步骤实验步骤30cm30cm60cm60cm90cm90cm实验结果实验结果实验结论实验结论A A中上浮叶圆片最多，其次是中上浮叶圆片最多，其次是B B，C C中最少。中最少。光合作用的强度受光照强度的影响，光合作用的强度受光照强度的影响，在在一定光照强度范围内一定光照强度范围内，随光照强度升高，随光照强度升高光合作用速率逐渐增强。光合作用速率逐渐增强。2021/10/1061实验实验绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离实验原理：提取(无水乙醇)、分离(层析液)目的要求：绿叶中色素的提取和分离及色素的种类材料用具：新鲜的绿叶、定性滤纸等、无水乙醇等方法步骤：1.提取绿叶中的色素 2.制备滤纸条 3.画滤液细线 4.分离绿叶中的色素 5.观察和记录讨论：1.滤纸条上色带的数目、排序、宽窄？2.滤纸条上的滤液细线，为什么不能触及层析液？2021/10/1063课后习题1 1、从绿叶中提取色素，选取的最佳叶片应是（、从绿叶中提取色素，选取的最佳叶片应是（）。）。A.A.肥嫩多汁的叶片肥嫩多汁的叶片 B.B.革质叶片革质叶片 C.C.刚刚长出来的小嫩叶刚刚长出来的小嫩叶 D.D.鲜嫩，颜色浓绿的叶片鲜嫩，颜色浓绿的叶片 2 2、绿叶中的色素能够在滤纸上彼此分离开的原因是（、绿叶中的色素能够在滤纸上彼此分离开的原因是（）。）。A.A.色素提取液中的不同色素已经分层色素提取液中的不同色素已经分层 B.B.阳光的照射使各种色素能彼此分开阳光的照射使各种色素能彼此分开 C.C.色素在层析液中的溶解度不同色素在层析液中的溶解度不同 D.D.丙酮使色素溶解并且彼此分离的扩散速丙酮使色素溶解并且彼此分离的扩散速度不同度不同 3 3、在绿叶中色素的提取实验中，研磨绿叶时要加入无水乙醇，其目的是（、在绿叶中色素的提取实验中，研磨绿叶时要加入无水乙醇，其目的是（）。）。A.A.防止叶绿素被破坏防止叶绿素被破坏 B.B.使叶片充分研磨使叶片充分研磨 C.C.使各种色素充分溶解在无水乙醇中使各种色素充分溶解在无水乙醇中 D.D.使叶绿素溶解在无水乙醇中使叶绿素溶解在无水乙醇中 4 4、下列关于、下列关于 “绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离 ”的实验描述中，不属于实验要求的是的实验描述中，不属于实验要求的是（）。）。A.A.提取高等植物叶绿体中的色素提取高等植物叶绿体中的色素 B.B.用纸层析法分离色素用纸层析法分离色素 C.C.了解各种色素的吸收光谱了解各种色素的吸收光谱 D.D.验证叶绿体中所含色素的种类验证叶绿体中所含色素的种类 DCCCC2021/10/10645 5、在进行、在进行 “绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离 ”的实验时，不能让层析液没及滤的实验时，不能让层析液没及滤液细线的原因是（液细线的原因是（）。）。A.A.滤纸条上几种色素会扩散不均匀而影响结果滤纸条上几种色素会扩散不均匀而影响结果 B.B.滤纸条上滤液细线会变粗而使色素太分散滤纸条上滤液细线会变粗而使色素太分散 C.C.色素会溶解在层析液中而使结果不明显色素会溶解在层析液中而使结果不明显 D.D.滤纸条上的几种色素会混合起来。滤纸条上的几种色素会混合起来。6 6、提取和分离叶绿体中色素的实验中，正确的操作顺序应该是（、提取和分离叶绿体中色素的实验中，正确的操作顺序应该是（）。）。A.A.进行纸层析进行纸层析 制取滤液制取滤液 在滤纸条上画线在滤纸条上画线 将实验材料研磨将实验材料研磨 B.B.制取滤液制取滤液 进行纸层析进行纸层析 在滤纸条上画线在滤纸条上画线 取滤液取滤液 再画再画线线 C.C.将实验材料剪碎、研磨将实验材料剪碎、研磨 在滤纸条上画线在滤纸条上画线 制取滤液制取滤液 进行进行纸层析纸层析 D.D.将实验材料剪碎、研磨将实验材料剪碎、研磨 制取滤液制取滤液 在滤纸条上画线在滤纸条上画线 进行进行纸层析纸层析 CD 2021/10/106511、在夏季中午光照最强的情况下，绿色植物的光合作用强度略有下降。这时，叶肉细胞内的 C 3、C 5、ATP 的含量变化依次是（）。A.升、降、升 B.降、升、降 C.降、升、升 D.升、降、降 12、对某植析做如下处理：甲持续光照 10min；乙光照 5s 后再置于黑暗中处理 5s，如此连续交替进行 20min。若其他条件不变，则在甲、乙两种情况下植株所制 造的有机物总量（）。A.甲多于乙 B.甲少于乙 C.甲和乙相等 D.无法确定 13、绿色植物的光合作用和硝化细菌的化能合成作用相比，不同之 处在于（）。A.同化类型不同 B.异化类型不同 C.利用的能源不同 D.利用的碳源不同 14、由于硝化细菌的作用，土壤中的氨可以转变成植物制造何种物质的原料？（）A.核糖和脂肪 B.葡萄糖和淀粉 C.氨基酸和核苷酸 D.脂肪酸和氨基酸 C CCB2021/10/1066五、光合作用和呼吸作用中的化学计算五、光合作用和呼吸作用中的化学计算光合作用反应式：光合作用反应式：6CO6CO2 212H12H2 2OCOC6 6H H1212O O6 66O6O2 26H6H2 2O O呼吸作用反应式：呼吸作用反应式：有氧：有氧：C C6 6H H1212O O6 66O6O2 26H6H2 2O 6COO 6CO2 212H12H2 2O O无氧：无氧：C C6 6H H1212O O6 62C2C2 2H H5 5OHOH2CO2CO2 2(植物植物)有机物积累量有机物积累量=有机物产生量有机物产生量_ 呼吸作用有机呼吸作用有机物消耗量物消耗量CO2固定量固定量 CO2吸收量吸收量+呼吸作用呼吸作用CO2释释放量放量O2释放量释放量O2产生量产生量-呼吸作用呼吸作用O2消耗量消耗量C6H12O62C3H6O3(动物）动物）2021/10/1067例例5 5：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的变化则细胞内三碳化合物与葡萄糖的生成量的变化是是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DDC3C3突然减少，葡萄糖突然增加突然减少，葡萄糖突然增加A A4 4 4 4 能量之