能量之源光與光合作用me年

1、第四節(jié)能量之源光與光合作用1每天澆水，五年后土重100千克樹2.5千克土減少了0.1千克樹重84.5千克,增加了82千克柳樹重量增加的原因是什么？一、光合作用的探究歷程 17世紀(jì)40年代，赫爾蒙特實(shí)驗(yàn)結(jié)論：植物增重主要來(lái)自水分。不足：沒有考慮到空氣對(duì)光合作用的影響。2一段時(shí)間后一段時(shí)間后1771年普利斯特利實(shí)驗(yàn)3普利斯特利實(shí)驗(yàn)結(jié)論：植物可以更新空氣。4 實(shí)驗(yàn)分析：實(shí)驗(yàn)自變量是 。 由于 的存在，使得蠟燭燃燒（小鼠 存活呼吸）時(shí)間延長(zhǎng)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 。構(gòu)建模型：用簡(jiǎn)式形式表示植物更新空氣的作用。 . 【思考1】普利斯特利實(shí)驗(yàn)存在哪些問題？ 植物的有無(wú) 植物 植物具有更新空氣的能力 污濁空氣 植物

2、 新鮮空氣 實(shí)驗(yàn)有時(shí)是失敗的，沒有發(fā)現(xiàn)光照在實(shí)驗(yàn)中的作用等。 1、普利斯特利實(shí)驗(yàn)（1771年）：51779年，荷蘭的英格豪斯 黑暗中 光照下本實(shí)驗(yàn)中自變量是什么？因變量是什么？重復(fù)了500次。6實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 證明普利斯特利實(shí)驗(yàn)只有在 才 能成功，植物體只有 才能更新渾濁的空氣。 構(gòu)建模型： 光照條件下 光照 CO2綠葉O2 材料補(bǔ)充：1785年科學(xué)家證實(shí)植物體更新空氣是因?yàn)槲誄O2，放出O2。 2、英格豪斯實(shí)驗(yàn)（1779年）： 綠葉71845年，德國(guó)科學(xué)家梅耶指出： 植物在進(jìn)行光合作用時(shí)，把光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)。8黑暗中放置幾小時(shí)強(qiáng)光下照射3、薩克斯實(shí)驗(yàn)（1864年）： 91864年,德國(guó)

3、植物學(xué)家薩克斯實(shí)驗(yàn)不變藍(lán) 48小時(shí)5小時(shí)變藍(lán)結(jié)論：1.光合作用的產(chǎn)物是淀粉2.光合作用需要光綠色葉片黑暗處理碘蒸汽處理曝光遮光103、薩克斯實(shí)驗(yàn)（1864年）： 【思考2】實(shí)驗(yàn)中的自變量是什么？如何控制的？ 自變量是 。 。 【思考3】為什么將綠色植物在黑暗中放置幾小時(shí)？ 放在黑暗中的目的是： 【思考4】葉片放到酒精中沸水浴的目的是什么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：光照部分葉片呈現(xiàn) ，遮光部分葉片 。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：植物在光照條件下合成了 。 構(gòu)建模型： 有無(wú)光照 用遮光板遮光，達(dá)到控制無(wú)光 通過葉片的呼吸作用把原來(lái)的淀粉消耗掉。深藍(lán)色 無(wú)顏色變化 淀粉 光照 CO2綠葉O2淀粉 溶解光合作用色素，使葉片脫色，有利于碘

4、液染色后觀察葉片顏色變化。111880年 德國(guó)科學(xué)家 恩吉爾曼實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 是植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。構(gòu)建模型： 葉綠體 光照 CO2葉綠體O2淀粉12光合作用釋放的O2全部來(lái)自于H2O1939年 美國(guó) 魯賓 和 卡門 13綠藻綠藻H218OH2O C18O2 CO2H2OH218O O218O2（一）（二）光合作用釋放的氧全部來(lái)自水。結(jié)論:14實(shí)驗(yàn)方法： 。 實(shí)驗(yàn)分析：自變量是CO2和H2O中的 。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：甲組釋放出 ， 乙組釋放出 。 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：光合作用釋放出的O2來(lái)自 。 構(gòu)建模型： 同位素示蹤法 O是否為18O O2 18O2 水 光照 H2OCO2葉綠體O2淀粉5、魯賓卡門實(shí)驗(yàn)（1

5、939年）：1520世紀(jì)0年代,美國(guó)科學(xué)家卡爾文CO2碳的同位素 C14CO214CO214CH2O14()實(shí)驗(yàn)方法： 。同位素示蹤法 構(gòu)建模型： 光照 H2OCO2O2有機(jī)物 葉綠體16光二氧化碳水氧氣有機(jī)物CO2O2H2O葉綠體17小結(jié)：光合作用探索歷程年代科學(xué)家結(jié)論1771普利斯特利植物可以更新空氣1779英格豪斯只有 綠葉才可以更新空氣1845R.梅耶植物在光合作用時(shí) 儲(chǔ)存起來(lái)1864薩克斯綠色葉片光合作用 。1880恩格爾曼 是光合作用的場(chǎng)所1939魯賓/卡門光合作用釋放的 來(lái)自 。20世紀(jì)40代卡爾文光合產(chǎn)物中有機(jī)物的 來(lái)自 。在光照下把光能轉(zhuǎn)變成了化學(xué)能產(chǎn)生淀粉葉綠體氧水碳CO2

6、18二、光合作用的概念：場(chǎng)所： 條件： 原料： 產(chǎn)物： 能量轉(zhuǎn)換： 【思考5】沒有葉綠體，能否進(jìn)行光合作用嗎？ 葉綠體光二氧化碳、水有機(jī)物、氧光能化學(xué)能能，例如藍(lán)藻 19思考與討論：分析了光合作用的探究歷程，你有何感悟？20例：普里斯特利的實(shí)驗(yàn)植物可以影響空氣成分嗎？空氣有好壞之分。植物可以影響空氣成分。植物能產(chǎn)生動(dòng)物呼吸和蠟燭燃燒所需要的氣體。植物可以更新空氣(吸收CO2,產(chǎn)生O2)。提出問題作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析得出結(jié)論小鼠和點(diǎn)燃的蠟燭光照，密閉玻璃罩小鼠死亡，蠟燭也熄滅綠色植物小鼠存活，蠟燭仍燃燒表達(dá)與交流21二、光合作用過程（1）光合作用分為哪幾個(gè)階段？（2）每個(gè)階段反應(yīng)的條件、場(chǎng)所

7、、物質(zhì)變化、 能量變化如何？22條件：葉綠體中的色素光能H2O水在光下分解O2H光、酶、色素場(chǎng)所：類囊體的薄膜上物質(zhì)變化H2O光H+O2ADP+Pi+能量酶ATP能量轉(zhuǎn)變光能ATP中活躍化學(xué)能ADP+Pi酶ATP1.光反應(yīng)階段23co2C5 固 定2c3H供氫酶(CH2O)糖類場(chǎng)所：條件：葉綠體基質(zhì)酶、ATP多種酶參加催化co2+ C5酶2c32c3酶(CH2O)C5H ATP能量轉(zhuǎn)變：ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為糖類中穩(wěn)定的化學(xué)能 還 原酶ATP供能ADP+Pi2.暗反應(yīng)階段物質(zhì)變化：24聯(lián) 系能量變化產(chǎn) 物物 質(zhì)變 化場(chǎng) 所條 件暗反應(yīng)光反應(yīng) 光、色素、酶H、ATP 、多種酶類囊體的薄膜上

8、葉綠體基質(zhì)中1.水的光解2.ATP的生成1.CO2的固定2.C3的還原H、ATP、O2(CH2O)、C5光能ATP中活躍化學(xué)能穩(wěn)定化學(xué)能光反應(yīng)H、ATP暗反應(yīng)ADP、Pi3.光反應(yīng)和暗反應(yīng)的比較25色素光能C52C3ADP+PiATPH2OO2H多種酶酶(CH2O)CO2吸收光解能固定還原酶光反應(yīng)暗反應(yīng)小結(jié)：光合作用總過程：261.光合作用反應(yīng)式及概念:2.光合作用的實(shí)質(zhì):把CO2和H2O轉(zhuǎn)變成有機(jī)物把光能轉(zhuǎn)變成有機(jī)物中的化學(xué)能物質(zhì)上:能量上:小結(jié):光能葉綠體CO2 + H2 O （CH2O)+ O227停止光照光反應(yīng)停止H ATP還原受阻C3 C5 CO2 固定停止C3 C5 1.請(qǐng)分析光下

9、的植物突然停止光照后，其體內(nèi)的C5化合物和C3化合物的含量將如何變化？ 2. 請(qǐng)分析光下的植物突然停止CO2的供應(yīng)后，其體內(nèi)的C5化合物和C3化合物的含量將如何變化？ 思考與討論286、光合作用原理的應(yīng)用（1）影響光合作用的因素光照、CO2、溫度、水、礦質(zhì)元素等（2）提高農(nóng)作物光合作用強(qiáng)度的措施1、適當(dāng)提高光照強(qiáng)度、延長(zhǎng)光照時(shí)間3、適當(dāng)提高CO2濃度4、適當(dāng)提高溫度5、適當(dāng)增加植物體內(nèi)的含水量6、適當(dāng)增加礦質(zhì)元素的含量2、合理密植29圖中A點(diǎn)表示： 。CO2濃度達(dá)到植物所需的最大值，光合速率不再上升30影響光合作用的因素及在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用（1）光對(duì)光合作用的影響光照時(shí)間長(zhǎng)，光合作用時(shí)間長(zhǎng)，有

10、利于植物的生長(zhǎng)發(fā)育。光照時(shí)間 植物的光合作用強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)隨著光照強(qiáng)度的增加而增加，但光照強(qiáng)度達(dá)到一定時(shí)，光合作用的強(qiáng)度不再隨著光照強(qiáng)度的增加而增加光照強(qiáng)度葉綠體中色素的吸收光波主要在紅光和藍(lán)紫光。光的波長(zhǎng)31生產(chǎn)上應(yīng)適時(shí)灌溉，保證植物生長(zhǎng)所需要的水分。 當(dāng)植物葉片缺水時(shí)，氣孔會(huì)關(guān)閉，減少水分的散失，同時(shí)影響CO2進(jìn)入葉內(nèi)，暗反應(yīng)受阻，光合作用下降。（4）水分的供應(yīng)生產(chǎn)上使田間通風(fēng)良好，供應(yīng)充足的CO2 在一定范圍內(nèi)，植物光合作用強(qiáng)度隨著CO2濃度的增加而增加，但達(dá)到一定濃度后，光合作用強(qiáng)度不再增加。（3）CO2濃度 生產(chǎn)上白天升溫，增強(qiáng)光合作用，晚上降低室溫，抑 制呼吸作用，以積累有機(jī)物。

11、 溫度低，光合速率低。隨著溫度升高，光合速率加快，溫度過高時(shí)會(huì)影響酶的活性，光和速率降低。（2）溫度32能夠利用體外環(huán)境中的某些無(wú)機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來(lái)制造有機(jī)物的合成作用 例如：硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌等少數(shù)種類的細(xì)菌7、化能合成作用2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量硝化細(xì)菌2HNO2+O2 2HNO3+能量硝化細(xì)菌6CO2+6H2O C6H12O6+ 6O2能量光能葉綠體CO2 + H2 O （CH2O)+ O233自養(yǎng)生物 以光為能源，以CO2和H2O（無(wú)機(jī)物）為原料合成糖類（有機(jī)物），糖類中儲(chǔ)存著由光能轉(zhuǎn)換來(lái)的能量。例如綠色植物、光合細(xì)菌。異養(yǎng)生物 只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機(jī)

12、物來(lái)維持自身的生命活動(dòng)。例如人、動(dòng)物、真菌及大多數(shù)的細(xì)菌?；芎铣勺饔?利用環(huán)境中某些無(wú)機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來(lái)制造有機(jī)物。少數(shù)的細(xì)菌，如硝化細(xì)菌。光能自養(yǎng)生物化能自養(yǎng)生物所需的能量來(lái)源不同（光能、化學(xué)能）341.葉綠體中的色素所吸收的光能，用于_ 和_;形成的_和_ 提供給暗反應(yīng)。2.光合作用的實(shí)質(zhì)是：把_和_轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物，把_轉(zhuǎn)變成_,貯藏在有機(jī)物中。3.在光合作用中，葡萄糖是在_中形成的，氧氣是在_中形成的，ATP是在_中形成的，CO2是在_固定的。水的光解形成ATPHATPCO2H2O光能化學(xué)能暗反應(yīng)光反應(yīng)光反應(yīng)暗反應(yīng)練一練35下圖是光合作用過程圖解，請(qǐng)分析后回答下列問題：圖中A是_,

13、B是_,它來(lái)自于_的分解。圖中C是_，它被傳遞到葉綠體的_部位，用于_ 。圖中D是_，在葉綠體中合成D所需的能量來(lái)自_圖中G_,F是_,J是_圖中的H表示_， H為I提供_光H2OBACDE+PiFGCO2JHI2水H基質(zhì)用作還原劑，還原C3ATP色素吸收的光能光反應(yīng)H和ATP色素C5化合物C3化合物糖類36圖中A點(diǎn)含義： ；B點(diǎn)含義： ；C點(diǎn)表示： ；若甲曲線代表陽(yáng)生植物，則乙曲線代表 植物。 光照強(qiáng)度為0，只進(jìn)行呼吸作用光合作用與呼吸作用強(qiáng)度相等，稱為光補(bǔ)償點(diǎn)光合作用強(qiáng)度不再隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)而增強(qiáng)，稱為光飽和點(diǎn)陰生37光合作用是在 的催化下進(jìn)行的，溫度直接影響 ；B點(diǎn)表示： ；BC段表示：

14、； 酶的活性酶此溫度條件下，光合速率最高超過最適溫度，光合速率隨溫度升高而下降38若白天光照充足，下列哪種條件對(duì)農(nóng)作物增產(chǎn)有利 A.晝夜恒溫25 B.白天溫度25，夜間溫度15 C.晝夜恒溫15 D.白天溫度30，夜間溫度15 D用下述容積相同的玻璃罩分別罩住大小、生長(zhǎng)狀況相同的天竺葵，光照相同的時(shí)間后，罩內(nèi)O2最少的是 A綠色罩 B紅色罩C藍(lán)色罩 D紫色罩A下列措施中，不會(huì)提高溫室蔬菜產(chǎn)量的是（ ） A、增大O2濃度 B、增大CO2濃度 C、增強(qiáng)光照 D、調(diào)節(jié)室溫A391、在光合作用的暗反應(yīng)過程中，沒有被消耗掉的是（ ） A、H B、C5化合物 C、ATP D、CO2B2、與光合作用光反應(yīng)有

15、關(guān)的是（ ）H2O ATP ADP CO2A. B. C. D.A3、將植物栽培在適宜的光照、溫度和充足的C02條件下。如果將環(huán)境中C02含量突然降至極低水平，此時(shí)葉肉細(xì)胞內(nèi)的C3化合物、C5化合物和ATP含量的變化情況依次是A. 上升；下降；上升 B. 下降；上升；下降 C. 下降；上升；上升 D. 上升；下降；下降C404、光合作用的過程可分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段，下列說法正確的是（ ） A.葉綠體類囊體膜上進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng) B.葉綠體類囊體膜上進(jìn)行暗反應(yīng)，不進(jìn)行光反應(yīng) C.葉綠體基質(zhì)中可進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng) D.葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行暗反應(yīng),不進(jìn)行光反應(yīng)D5、光合作用過程中，產(chǎn)生ADP和消耗

16、ADP的 部位在葉綠體中依次為 ( ) 外膜 內(nèi)膜 基質(zhì) 類囊體膜 A B C DB416、光合作用過程的正確順序是（）二氧化碳的固定 氧氣的釋放 葉綠素吸收光能水的光解三碳化合物被還原A. B. C. D.7、在暗反應(yīng)中，固定二氧化碳的物質(zhì)是（）三碳化合物五碳化合物氧氣428、在光照充足的環(huán)境里，將黑藻放入含有18O的水中，過一段時(shí)間后，分析18O放射性標(biāo)記，最先（ ）A、在植物體內(nèi)的葡萄糖中發(fā)現(xiàn) B、在植物體內(nèi)的淀粉中發(fā)現(xiàn)C、在植物體內(nèi)的淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)中均可發(fā)現(xiàn) D、在植物體周圍的空氣中發(fā)現(xiàn)D439、某科學(xué)家用含有14C的CO2來(lái)追蹤光合作用中的C原子，14C的轉(zhuǎn)移途徑是（ ） A、C

17、O2 葉綠體 ATP B、CO2 葉綠素 ATP C、CO2 乙醇 糖類 D、CO2 三碳化合物 糖類D10、在光合作用過程中，能量的轉(zhuǎn)移途徑是A、光能 ATP 葉綠素 葡萄糖 B、光能 葉綠素 ATP 葡萄糖 C、光能 葉綠素 CO2 葡萄糖D、光能 ATP CO2 葡萄糖 B444、提高農(nóng)作物的光合作用效率 人們要想提高農(nóng)作物的光合作用效率，就必須對(duì)光合作用中能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)變化過程進(jìn)行深入研究。從光合作用的條件看： 1、光的調(diào)控：光照強(qiáng)度、光質(zhì)2、礦質(zhì)元素的供應(yīng)：合理施肥3、控制溫度從光合作用的原料看： 1、增加作物周圍的二氧化碳濃度2、合理灌溉45影響光能利用率的因素：延長(zhǎng)光合作用時(shí)間增

18、加光合作用面積光能利用率提高光合作用效率( 輪作 )( 合理密植：間種、套種 )46不同的植物對(duì)光照強(qiáng)度的需求不同，如陽(yáng)生和陰生植物。AB光照強(qiáng)度0陽(yáng)生植物陰生植物B：光補(bǔ)償點(diǎn)C：光飽和點(diǎn)C吸收量CO26.1 光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響47例1：植物的新陳代謝受外部環(huán)境因子（如光、溫度）和內(nèi)部因子（如激素）的影響，研究?jī)?nèi)、外因子對(duì)植物生命活動(dòng)的影響具有重要意義。（1）右圖表示野外松樹（陽(yáng)生植物）光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系。其中的縱坐標(biāo)表示松樹整體表現(xiàn)出的吸收 CO2 和釋放 CO2 量的狀況。請(qǐng)分析回答： 當(dāng)光照強(qiáng)度為 b 時(shí)，光合作用強(qiáng)度 。 不能。光照強(qiáng)度為 a 時(shí)，光合作用形成的有機(jī)物和

19、呼吸作用消耗的有機(jī)物相等，但晚上只進(jìn)行呼吸作用。因此，從全天看，消耗大于積累，植物不能正常生長(zhǎng)。 最高 光照強(qiáng)度為 a 時(shí)，光合作用吸收 CO2 的量等于呼吸作用放出 CO2 的量。如果白天光照強(qiáng)度較長(zhǎng)時(shí)期為 a ，植物能不能正常生長(zhǎng)？為什么？ 如將該曲線改繪為人參（陰生植物）光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度關(guān)系的曲線，b 點(diǎn)的位置應(yīng)如何移動(dòng)，為什么？左移，與松樹比較，人參光合作用強(qiáng)度達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)，所需要的光照強(qiáng)度比松樹低。 限制cf和fd段光合作用強(qiáng)度的因子分別是什么？光照強(qiáng)度、CO2濃度48例2、用三棱鏡可使陽(yáng)光折射成一條色素帶，如下圖。若將一瓶綠藻放在 ABCDEFG（ ）位置上，就會(huì)嚴(yán)重影響它的生長(zhǎng)。而在（ ）處光合效率最高