设计试验验证植物光合作用需要CO2材料用具课件

第五节第五节 光合作用光合作用6CO2+6H2O C6H12O6+6O2光能光能叶绿体叶绿体第五节 光合作用6CO2+6H2O 1设计实验：设计实验：验证植物光合作用需要光照验证植物光合作用需要光照材料用具：材料用具：大叶盆栽一盆，遮光板，大叶盆栽一盆，遮光板，大小烧杯，酒精，酒精灯，水浴锅、大小烧杯，酒精，酒精灯，水浴锅、碘液等碘液等实验步骤：实验步骤：.检测指标检测指标.预期结果：预期结果：.设计实验：验证植物光合作用需要光照2设计实验：设计实验：验证植物光合作用需要叶绿体验证植物光合作用需要叶绿体材材料料用用具具：金金边边天天竺竺葵葵(叶叶边边缘缘金金黄黄色色,没没有有叶叶绿绿体体)，大大小小烧烧杯杯，酒酒精精，酒酒精精灯灯，水水浴浴锅锅、碘碘液液等等实验步骤：实验步骤：.检测指标检测指标.预期结果：预期结果：.设计实验：验证植物光合作用需要叶绿体3设计实验：设计实验：验证植物光合作用需要验证植物光合作用需要CO2材料用具：材料用具：2 2个适当大小可密封的玻璃罩，个适当大小可密封的玻璃罩，2 2株长势相同的盆栽植物，株长势相同的盆栽植物，NaOH NaOH溶液溶液(吸收吸收COCO2 2)，NaNaHCOHCO3 3溶液溶液 大小烧杯，酒精，酒精灯，水浴锅、大小烧杯，酒精，酒精灯，水浴锅、碘液等碘液等实验步骤：实验步骤：.设计实验：验证植物光合作用需要CO2 4饥饿处理饥饿处理 保持光照保持光照 酒精脱色酒精脱色碘液碘液检测检测碳酸氢钠溶液碳酸氢钠溶液饥饿处理 保持光照 酒精脱色碘液检测碳酸氢钠溶液5设计实验：设计实验：验证植物光合作用需要验证植物光合作用需要CO2材料用具：材料用具：2 2个适当大小可密封的玻璃罩，个适当大小可密封的玻璃罩，2 2株长势相同的盆栽植物，株长势相同的盆栽植物，NaOH NaOH溶液溶液(吸收吸收COCO2 2)，NaNaHCOHCO3 3溶液溶液 大小烧杯，酒精，酒精灯，水浴锅、大小烧杯，酒精，酒精灯，水浴锅、碘液等碘液等预期结果：预期结果：.结果分析：结果分析：结论：结论：设计实验：验证植物光合作用需要CO2 6亚里斯多德：亚里斯多德：植物体内的营养物质都是从土壤中获得的。植物体内的营养物质都是从土壤中获得的。1717世纪初，布鲁塞尔医生世纪初，布鲁塞尔医生Van HelmontVan Helmont实验：实验：小柳树长成重小柳树长成重76.7kg76.7kg，土壤重量只比试验开土壤重量只比试验开始时始时减少减少0.057kg0.057kg。2.3kg2.3kg重的小重的小柳树种在重柳树种在重90.8kg90.8kg的干土中的干土中用雨水浇用雨水浇5 5年年结论：结论：植物是从水中取得生长所需物质的。植物是从水中取得生长所需物质的。光合作用的发现光合作用的发现亚里斯多德：17世纪初，布鲁塞尔医生Van Helmont实717711771年年 英国英国 普里斯特利普里斯特利 J.Priestiry J.Priestiry点燃的蜡烛点燃的蜡烛密封的玻璃罩内密封的玻璃罩内点燃的蜡烛绿色植物点燃的蜡烛绿色植物容易熄灭容易熄灭不容易熄灭不容易熄灭小鼠小鼠小鼠绿色植物小鼠绿色植物密封的玻璃罩内密封的玻璃罩内容易死亡容易死亡不容易死亡不容易死亡结论结论绿色植物可以更新空气绿色植物可以更新空气1771年 英国 普里斯特利 J.Pries8 1779年，荷兰，英格豪斯重复了普里斯特利年，荷兰，英格豪斯重复了普里斯特利的实验的实验 500500多次。多次。结论：结论：只有在阳光照射下才能成功，只有绿叶只有在阳光照射下才能成功，只有绿叶才能更新污浊的空气。才能更新污浊的空气。直到直到1785年，人们发现了空气的组成。年，人们发现了空气的组成。终于明确了绿叶在光下吸收终于明确了绿叶在光下吸收CO2，放出，放出O2。1779年，荷兰，英格豪斯重复了普里斯特利的实验 59 一半遮光一半遮光 另一半曝光另一半曝光 脱色脱色 碘蒸气碘蒸气 脱色脱色 碘蒸气碘蒸气 遮光的一半不变色遮光的一半不变色 曝光的一半呈曝光的一半呈深蓝色深蓝色 绿叶在暗处放置一昼夜绿叶在暗处放置一昼夜作饥饿处理作饥饿处理结论：光合作用中产生了淀粉（糖类）。结论：光合作用中产生了淀粉（糖类）。同时证明光合作用需要光。同时证明光合作用需要光。18641864年年 德国德国 萨克斯萨克斯 J.von SachsJ.von Sachs 一半遮光 另一半曝光绿10水绵和水绵和好氧细菌好氧细菌没有空气没有空气 黑暗黑暗用极细的光用极细的光束照射水绵束照射水绵好氧细菌向叶绿好氧细菌向叶绿体被光束照射的体被光束照射的部位集中部位集中水绵和水绵和好氧细菌好氧细菌没有空气没有空气 黑暗黑暗完全暴露完全暴露在光下在光下好氧细菌分布在好氧细菌分布在叶绿体所有受光叶绿体所有受光部位的周围部位的周围18801880年年 美国美国 恩格尔曼恩格尔曼 G.Engelmann G.Engelmann该实验设计有何巧妙之处？该实验设计有何巧妙之处？水绵和没有空气 用极细的光好氧细菌向叶绿体被光束照射的部位集11 3.3.先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全曝先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全曝露在光下。露在光下。v先选极细光束，叶绿体上可分为有光照和无光照先选极细光束，叶绿体上可分为有光照和无光照的部位，相当于一组对比实验；用好氧细菌检测，的部位，相当于一组对比实验；用好氧细菌检测，能准确判断水绵细胞中释放氧的部位。能准确判断水绵细胞中释放氧的部位。v而后用完全曝光的水绵与之做对照，从而再一次而后用完全曝光的水绵与之做对照，从而再一次证明实验结果完全是光照引起的，并且氧是由叶证明实验结果完全是光照引起的，并且氧是由叶绿体释放出来的。绿体释放出来的。1.1.实验材料选用水绵和好氧细菌。实验材料选用水绵和好氧细菌。因为水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察。因为水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察。用好氧性细菌可确定释放氧气的部位。用好氧性细菌可确定释放氧气的部位。2.2.选用黑暗并且没有氧气的环境。选用黑暗并且没有氧气的环境。排除了环境中氧气和光的干扰。排除了环境中氧气和光的干扰。该实验的巧妙之处：该实验的巧妙之处：3.先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全曝露在光下。12光合作用产生的氧气来自水，而不是来自光合作用产生的氧气来自水，而不是来自COCO2 2 30 30年代初，鲁宾和卡门的同位素标记年代初，鲁宾和卡门的同位素标记法实验，如下图所示。法实验，如下图所示。这一实验证实了：这一实验证实了：2020世纪鲁宾和卡门的实验世纪鲁宾和卡门的实验光合作用产生的氧气来自水，而不是来自CO2 301320世纪世纪40年代，美国卡尔文用年代，美国卡尔文用14CO2供小球供小球藻进行光合作用，最终探明了藻进行光合作用，最终探明了CO2中碳在光合作中碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，称用中转化成有机物中碳的途径，称卡尔文循环卡尔文循环。20世纪40年代，美国卡尔文用14CO2供小球14基质基质叶绿体膜叶绿体膜类囊体类囊体一、场所一、场所叶绿体叶绿体基质叶绿体膜类囊体一、场所叶绿体15叶绿体中色素的提取和分离叶绿体中色素的提取和分离v实验原理实验原理叶绿体中的色素能溶于有机溶剂中叶绿体中的色素能溶于有机溶剂中(如乙醇等如乙醇等).).色素在层析液中溶解度不同色素在层析液中溶解度不同,在滤纸上的扩散速度在滤纸上的扩散速度也不同也不同(溶解度高溶解度高扩散得快扩散得快).).v材料试剂材料试剂新鲜绿色叶片新鲜绿色叶片 95%95%乙醇乙醇 CaCO CaCO3 3 SiOSiO2 2 层析液层析液 v方法步骤方法步骤 提取色素提取色素(研磨研磨过滤过滤)制备滤纸条制备滤纸条画滤液细画滤液细线线分离色素分离色素二、色素二、色素叶绿体中色素的提取和分离实验原理二、色素16色素的种类色素的种类颜色颜色吸收吸收光谱光谱纸层纸层析图析图类胡萝类胡萝卜素卜素(约占约占1/4)胡萝卜素胡萝卜素C40H56叶黄素叶黄素C40H56O2叶绿素叶绿素(约占约占3/4)叶绿素叶绿素aC55H72O5N4Mg叶绿素叶绿素bC55H70O6N4Mg叶绿体中的色素叶绿体中的色素橙黄色橙黄色黄色黄色蓝绿色蓝绿色黄绿色黄绿色主要是主要是红光红光 蓝紫光蓝紫光主要是主要是蓝紫光蓝紫光色素的种类颜色吸收纸层类胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶绿素(约占317太阳光太阳光红外光红外光 700nm可见光可见光400-700nm紫外光紫外光 400nm紫紫 靛靛 蓝蓝 绿绿 黄黄 橙橙 红红太阳光红外光可见光紫外光紫 靛 蓝 绿 黄 18吸收光谱吸收光谱叶叶绿绿素：主要吸收红光和蓝紫光素：主要吸收红光和蓝紫光类胡萝卜素：主要吸收蓝紫光类胡萝卜素：主要吸收蓝紫光对绿光吸收最少对绿光吸收最少吸收光谱叶 绿 素：主要吸收红光和蓝紫光19设计实验：设计实验：验证叶绿体验证叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光中的色素主要吸收红光和蓝紫光材料用具：材料用具：色素提取液色素提取液 三棱镜三棱镜 光源等光源等实验思路实验思路:预期结果：预期结果：.用恩格尔曼的实验方法用恩格尔曼的实验方法,用水绵临时装片、用水绵临时装片、三棱镜等材料和用具三棱镜等材料和用具,实验思路又如何实验思路又如何?设计实验：用恩格尔曼的实验方法,用水绵临时装片、三棱镜等材料20 透过三棱镜的光，照射水绵临时装片，大量好氧菌聚集在透过三棱镜的光，照射水绵临时装片，大量好氧菌聚集在红光和蓝光区。说明光合色素主要吸收这两个波段的光。红光和蓝光区。说明光合色素主要吸收这两个波段的光。问题问题4 色素吸光特性的探究色素吸光特性的探究 透过三棱镜的光，照射水绵临时装片，大量好氧菌聚集在红21红色红色绿色绿色黑色黑色无色无色选什么颜色的玻璃钟罩光合作用最强？选什么颜色的玻璃钟罩光合作用最强？什么颜色最弱？什么颜色最弱？A A 黄色黄色 B B 绿色绿色 c c 红色红色红色绿色黑色无色选什么颜色的玻璃钟罩光合作用最强？A 黄色22v叶绿素的生物合成叶绿素的生物合成光光：是影响叶绿素合成的主要条件：是影响叶绿素合成的主要条件温度温度：叶绿素的合成过程有酶的参与：叶绿素的合成过程有酶的参与矿质元素矿质元素：缺：缺N、Mg、Fe、Mn、Cu或或Zn时，叶绿素不能正常形成，呈缺绿症。时，叶绿素不能正常形成，呈缺绿症。叶绿素的生物合成23v为什么春夏两季植物的叶子翠绿醉人，而深为什么春夏两季植物的叶子翠绿醉人，而深秋树叶则金黄斑斓？秋树叶则金黄斑斓？因为秋天叶绿素会因为因为秋天叶绿素会因为“忍受忍受”不了气不了气温下降等因素的影响而分解消失；胡萝卜温下降等因素的影响而分解消失；胡萝卜素和叶黄素则比较稳定，显出自己的颜色。素和叶黄素则比较稳定，显出自己的颜色。v“霜叶红于二月花霜叶红于二月花”由于叶绿素分解，叶中的由于叶绿素分解，叶中的糖分糖分大量转变大量转变成红色的成红色的花青素花青素造成的。造成的。为什么春夏两季植物的叶子翠绿醉人，而深秋树叶则金黄斑斓？24三、光合作用过程三、光合作用过程光合作用的反应式光合作用的反应式6CO2+12H2*O光能光能叶绿体叶绿体C6H12O6+6*O2+6H2O葡萄糖葡萄糖三、光合作用过程光合作用的反应式6CO2+12 H2*O251、光反应、光反应场所：叶绿体类囊体的薄膜上。场所：叶绿体类囊体的薄膜上。条件：直接需要光、色素、酶。条件：直接需要光、色素、酶。光反应包括光系统光反应包括光系统和光系统和光系统。1、光反应场所：叶绿体类囊体的薄膜上。光反应包括光系统和光26叶绿素、类胡萝卜素复合体（光系统）叶绿素、类胡萝卜素复合体（光系统）叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素光光光光叶绿素叶绿素a蛋白质复合体蛋白质复合体（可以转换光能）（可以转换光能）光反应包括光系统光反应包括光系统和光系统和光系统叶绿素、类胡萝卜素复合体（光系统）叶绿素光光叶绿素a蛋白质复272e-高能电子高能电子低能电子低能电子2e-光系统光系统+H+NADP+NADPH（强还原剂）（强还原剂）光反应光反应ADP+Pi ATP能量能量光系统光系统低能电子低能电子2e-高能电子高能电子2e-叶绿素、类胡叶绿素、类胡萝卜素复合体萝卜素复合体 O2+2H+H2O2e-2e-高能电子低能电子2e-光系统+H+NADP+282、碳反应、碳反应场所：叶绿体基质。场所：叶绿体基质。条件：不需光直接参与、需多种酶。条件：不需光直接参与、需多种酶。2、碳反应场所：叶绿体基质。29多种酶多种酶参加催化参加催化1个个CO2碳反应碳反应提供提供NADPH提供提供ATP还还 原原2个个三碳糖三碳糖磷酸磷酸三碳糖三碳糖离开卡尔文循环离开卡尔文循环三碳糖三碳糖再生为再生为RuBP2个磷酸甘油酸个磷酸甘油酸1个个RuBP固固 定定（C5）（C3）CO2的固定；的固定；C3的还原。的还原。C5的再生。的再生。多种酶1个CO2碳反应提供NADPH提供ATP还 原2个三30多种酶多种酶参加催化参加催化3个个CO2 CO2的固定；的固定；C3的还原。的还原。C5的再生。的再生。碳反应碳反应提供提供NADPH提供提供ATP还还 原原6个个三碳糖三碳糖磷酸磷酸1个个三碳糖三碳糖离开卡尔文循环离开卡尔文循环5个个三碳糖三碳糖再生为再生为3个个RuBP6个个磷酸甘油酸磷酸甘油酸3个个RuBP固固 定定（C5）（C3）参与合成淀粉、蛋白质和脂质；大部参与合成淀粉、蛋白质和脂质；大部分三碳糖运到叶绿体外，转变成蔗糖分三碳糖运到叶绿体外，转变成蔗糖多种酶3个CO2 CO2的固定；C3的还原。C5的31光反应与碳反应的关系光反应与碳反应的关系叶叶绿体体中的色素中的色素H2ONADPHATPADP+Pi水的光解水的光解O22C3酸酸RuBP三碳糖三碳糖多种酶多种酶参加催化参加催化CO2还还 原原固固 定定RuBP的再生的再生光反应阶段光反应阶段碳反应阶段碳反应阶段（在叶绿体类囊体膜上）（在叶绿体类囊体膜上）（在叶绿体基质中）（在叶绿体基质中）H2ONADP+光反应与碳反应的关系叶绿体H2ONADPHATPADP+32例例:对某植株作如下处理：（甲）持续足够强对某植株作如下处理：（甲）持续足够强光照光照1010分钟，（乙）足够强光照分钟，（乙）足够强光照5 5秒钟后再暗秒钟后再暗处理处理5 5秒钟，连续交替进行秒钟，连续交替进行2020分钟。若其他条分钟。若其他条件不变，则在甲、乙两种情况下植株制造的有件不变，则在甲、乙两种情况下植株制造的有机物总量是机物总量是A.A.甲多于乙甲多于乙 B.B.甲少于乙甲少于乙 C.C.甲和乙相等甲和乙相等 D.D.无法确定无法确定例:对某植株作如下处理：（甲）持续足够强光照10分钟，（乙）33v光合作用的实质光合作用的实质把无机物把无机物(CO2+H2O)有机物；有机物；光能光能电能电能ATP、NADPH中活跃中活跃的化学能的化学能有机物中稳定的化学能。有机物中稳定的化学能。是最基本的物质代谢和能量代谢。是最基本的物质代谢和能量代谢。四、光合作用的实质和四、光合作用的实质和意义意义6CO2+12H2*O光能光能叶绿体叶绿体C6H12O6+6*O2+6H2O葡萄糖葡萄糖光合作用的实质四、光合作用的实质和意义6CO2+12 H34意义意义(1)制造有机物，吸收制造有机物，吸收CO2和释放和释放O2，光，光能转化成化学能。能转化成化学能。(2)进化中的作用：需氧呼吸生物得以发进化中的作用：需氧呼吸生物得以发生生与发展；形成臭氧层，使水生生物登陆。与发展；形成臭氧层，使水生生物登陆。四、光合作用的实质和四、光合作用的实质和意义意义6CO2+12H2*O光能光能叶绿体叶绿体C6H12O6+6*O2+6H2O葡萄糖葡萄糖意义 四、光合作用的实质和意义6CO2+12 H2*O35自养型与异养型判断的标准：自养型与异养型判断的标准：能不能能不能直接直接利用利用无机物无机物制造有机物制造有机物1 1、同化作用类型、同化作用类型新陈代谢类型新陈代谢类型自养型自养型异养型异养型2 2、异化作用类型、异化作用类型需氧型需氧型厌氧型厌氧型自养型与异养型判断的标准：1、同化作用类型新陈代谢类型自养型36光合作用的总反应式光合作用的总反应式C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量能量酶酶需氧呼吸总反应式需氧呼吸总反应式6CO2+12H2*O光能光能叶绿体叶绿体C6H12O6+6*O2+6H2O葡萄糖葡萄糖光合作用的总反应式C6H12O6+6O2+6H2O 37比较项目比较项目光合作用光合作用细胞呼吸细胞呼吸(需氧需氧)区区别别场所场所发生时间发生时间条件条件物质变化物质变化能量变化能量变化H的来源的来源H的作用的作用实质实质联联系系叶绿体叶绿体细胞溶胶、线粒体细胞溶胶、线粒体有光时进行（白天）有光时进行（白天）时刻都在进行时刻都在进行需光、需光、COCO2 2、叶绿体等、叶绿体等需氧、酶等需氧、酶等无机物无机物有机物有机物 有机物有机物无机物无机物光能光能化学能化学能化学能化学能ATPATP中化学能中化学能H H2 2O O的光解的光解C C6 6H H1212O O6 6、丙酮酸、丙酮酸、H H2 2O O的分解的分解还原三碳酸还原三碳酸与与O O2 2结合生成结合生成H H2 2O O合成有机物，贮存能量合成有机物，贮存能量分解有机物，释放能量分解有机物，释放能量光合作用为细胞呼吸提供有机物、光合作用为细胞呼吸提供有机物、O O2 2；细胞呼吸为光合作用提供细胞呼吸为光合作用提供COCO2 2等等五、光合作用和需氧呼吸的比较五、光合作用和需氧呼吸的比较热能热能比较项目光合作用细胞呼吸(需氧)场所发生时间条件物质变化能量38探究环境因素对光合作用的影响探究环境因素对光合作用的影响1、影响光合作用的环境因素有哪些、影响光合作用的环境因素有哪些?2、选择一种因素设计实验、选择一种因素设计实验作出假设作出假设:。探究环境因素对光合作用的影响1、影响光合作用的环境因素有哪些394、你选哪些材料和用具、你选哪些材料和用具?3、供选材料和用具供选材料和用具:黑藻或金鱼藻黑藻或金鱼藻,水水,冰块冰块,NaHCO3,pH试纸试纸,100W聚光灯聚光灯,温度计温度计,大烧杯大烧杯,不同颜色的玻璃纸不同颜色的玻璃纸,实验装置等实验装置等6、测量指标是什么、测量指标是什么?5、你组的可变因素、你组的可变因素(自变量自变量)是什么是什么?准备如何变化准备如何变化?通过什么方法实现通过什么方法实现?7 7、设计实验数据记录表、设计实验数据记录表.4、你选哪些材料和用具?3、供选材料和用具:6、测量指标是什40 NaHCO NaHCO3 3溶液浓度溶液浓度0.1%0.1%0.2%0.2%0.3%0.3%第第l l次次第第2 2次次第第3 3次次平均平均 第第l l次次第第2 2次次第第3 3次次平平均均 第第l l次次第第2 2次次第第3 3次次平均平均每分钟产生每分钟产生气体体积气体体积不同浓度不同浓度N NaHCOaHCO3 3溶液中植物光合作用每分钟产生气溶液中植物光合作用每分钟产生气体体积记录表体体积记录表(或产生或产生1010mLmL气体所用时间气体所用时间)NaHCO3溶液浓度0.1%0.2%0.3%第l次41光合作用强度光合作用强度（速率）（速率）=制造有机物量（放制造有机物量（放O O2 2量、吸量、吸COCO2 2量）量）单位时间、单位光合作用面积单位时间、单位光合作用面积光合作用速率光合作用速率 单位时间内，单位光合作用面积所固定的单位时间内，单位光合作用面积所固定的太阳能。可以用生产的有机物的量、植物释放太阳能。可以用生产的有机物的量、植物释放的氧气的量、吸收的二氧化碳的量来表示。的氧气的量、吸收的二氧化碳的量来表示。六、影响光合作用的因素六、影响光合作用的因素光合作用强度制造有机物量（放O2量、吸CO2量）单位时间、单42光合作用制造有机物量光合作用制造有机物量光合作用产生的光合作用产生的O O2 2量量光合作用吸收的光合作用吸收的COCO2 2量量叶绿体光合作用吸收叶绿体光合作用吸收COCO2 2量量总光合作用速率总光合作用速率（实际光合速率、（实际光合速率、真正光合速率）真正光合速率）净光合作用速率净光合作用速率（表观光合速率）（表观光合速率）有机物积累（增加）量有机物积累（增加）量测定的测定的O O2 2释放量释放量测定的测定的COCO2 2吸收量吸收量 真正光合速率真正光合速率=表观光合速率表观光合速率+呼吸速率呼吸速率光合作用制造有机物量总光合作用速率（实际光合速率、真正光合速43光照强度光照强度AB（光补偿点）（光补偿点）（光饱和点）（光饱和点）CO2的吸收值的吸收值CO2的释放值的释放值光照强度的影响光照强度的影响黑暗中呼吸作用强度黑暗中呼吸作用强度净净光合速率光合速率真正真正(总总)光合速率光合速率=表观表观(净净)光合速率光合速率+呼吸速率呼吸速率v在一般情况下，曲线上升段，主要的限制因在一般情况下，曲线上升段，主要的限制因素是？光照强度达到素是？光照强度达到B点后，限制光合速率点后，限制光合速率的主要原因有哪些？为什么？的主要原因有哪些？为什么？-4048光照强度AB（光补偿点）（光饱和点）CO2的吸收值CO2的释44光照强度光照强度AB（光补偿点）（光补偿点）（光饱和点）（光饱和点）CO2的吸收值的吸收值CO2的释放值的释放值光照强度的影响光照强度的影响v如果植物白天长时间处于光照强度为如果植物白天长时间处于光照强度为A点时点时有否正常生长有否正常生长?为什么？为什么？v如果上图为阳生植物的曲线图，如何表示阴如果上图为阳生植物的曲线图，如何表示阴生植物的光合速率随着光照强度变化生植物的光合速率随着光照强度变化?v点和点比较，点和点比较，NADPH、三碳酸、三碳酸、RuBP含量如何？含量如何？v适当提高温度或适当提高温度或CO2浓度，浓度，C、A、B点？点？CE光照强度AB（光补偿点）（光饱和点）CO2的吸收值CO2的释45红光区红光区蓝紫光区蓝紫光区不同光质对光合速率的影响不同光质对光合速率的影响红光区 蓝紫光区不同光质对光合速率的影响46光合作用合成量光合作用合成量光强度光强度 蓝光蓝光红光红光黄光黄光光合作用合成量光强度 蓝光红光黄光47PPF 1000,Pn(molm-2s-1)Time of day(h)v光合速率的日变化光合速率的日变化0510152025303540510152025PPF 1000,Pn(molm-2s-1)Time48植物吸收或释放植物吸收或释放COCO2 2速率速率0 0吸收吸收释放释放a ab bc cd de ef fg gh hi i时间时间时间时间玻璃罩内玻璃罩内COCO2 2浓度浓度A AB BC CD DE EF F18184 4 6 6101016162424G图一图一图二图二植物吸收或释放CO2速率0吸收释放abcdefghi时间时间49C5相相对对含含量量时间（时间（h）60121824ABCDEFGHIJC5时间（h）6 0 121824A B C D E502、温度的影响、温度的影响叶温叶温温度温度影响酶的活性影响酶的活性主要是碳反应速率主要是碳反应速率2、温度的影响叶温温度影响酶的活性主要是碳反应速率51 光合作用整套机构对温度比较敏感，温度过高时光光合作用整套机构对温度比较敏感，温度过高时光合速率会减弱。光合作用的最适温度因植物种类而异。合速率会减弱。光合作用的最适温度因植物种类而异。(2)影响光合速率的因素（温度）影响光合速率的因素（温度）呼吸作用呼吸作用光合作用光合作用温度温度光合或呼吸强度光合或呼吸强度0 光合作用整套机构对温度比较敏感，温度过高时光合速率52 将生长状况相同的水稻幼苗分成若干组，分别置将生长状况相同的水稻幼苗分成若干组，分别置于不同日温和夜温下生长，其他条件相同且适宜。一于不同日温和夜温下生长，其他条件相同且适宜。一段时间后测定统计每组幼苗的平均高度，结果如下：段时间后测定统计每组幼苗的平均高度，结果如下：日温日温()夜温夜温()1117233033.2cm19.9cm2330.7cm24.9cm15.8cm1716.8cm10.9cm 温室栽培中，可适当提高白天温度，适当降低夜温室栽培中，可适当提高白天温度，适当降低夜间温度，从而提高作物产量（有机物积累量）。间温度，从而提高作物产量（有机物积累量）。影响光合速率的因素（温度）影响光合速率的因素（温度）将生长状况相同的水稻幼苗分成若干组，分别置于不同日温和53CO2浓度的影响浓度的影响CO2浓度浓度影响碳反应中三碳酸的生成影响碳反应中三碳酸的生成-放出放出 O2(mg/dm2h)HAB吸收吸收二氧化碳的含量二氧化碳的含量CE CO2在适宜浓度范在适宜浓度范围内，光合速率会随围内，光合速率会随CO2浓度的增高而增高。浓度的增高而增高。CO2浓度的影响CO2浓度影响碳反应中三碳酸的生成-放出 54光照强度光照强度较高较高CO2浓度浓度较低较低CO2浓度浓度不同不同CO2浓度下光照强度浓度下光照强度对光合速率的影响对光合速率的影响各种环境因素的综合作用各种环境因素的综合作用ABv讨论：讨论：A、B点点,限制光合作用强度限制光合作用强度的因素分别是什么的因素分别是什么?CO2的吸收值的吸收值CO2的释放值的释放值光照强度较高CO2浓度较低CO2浓度不同CO2浓度下光照强度55光照强度光照强度适宜温度适宜温度较低温度较低温度不同温度条件下光照强度对光合速率的影响不同温度条件下光照强度对光合速率的影响各种环境因素的综合作用各种环境因素的综合作用光合速率光合速率AB光照强度适宜温度较低温度不同温度条件下光照强度对光合速率的影56增加光合作用面积增加光合作用面积提高提高产量产量提高农作物的产量的措施提高农作物的产量的措施控制光照强度控制光照强度适当增加适当增加 CO CO2 2的浓度的浓度提供充足的肥料提供充足的肥料控制好温室内的温度控制好温室内的温度提供充足的水分提供充足的水分延长光合作用时间延长光合作用时间通风通风施有机肥施有机肥施施NHNH4 4HCOHCO3 3用用COCO2 2发生器发生器大田大田温温室室(套种、轮种等套种、轮种等)(合理密植、间作等合理密植、间作等)增加光合作用面积提高提高农作物的产量的措施控制光照强度适当增571.(03江苏江苏)生长旺盛的叶片生长旺盛的叶片,剪成剪成5毫米见方毫米见方的小块的小块,抽去叶内气体抽去叶内气体,做下列处理做下列处理(见图及见图及图注图注),这四个处理中这四个处理中,沉入底部的叶片小块沉入底部的叶片小块最先浮起的是最先浮起的是照光照光1.(03江苏)生长旺盛的叶片,剪成5毫米见方的小块,抽去叶582 2、（、（0606四川卷）将川芎植株的一叶片置于恒温的密四川卷）将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室闭小室，调节小室 CO CO2 2 浓度，在适宜光照强度下测浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度（以定叶片光合作用的强度（以 CO CO2 2 吸收速率表示），吸收速率表示），测定结果如下图。下列相关叙述，正确的是测定结果如下图。下列相关叙述，正确的是 A A如果光照强度适当降低，如果光照强度适当降低，a a 点左移，点左移，b b 点左移点左移 B B如果光照强度适当降低，如果光照强度适当降低，a a 点左移，点左移，b b 点右移点右移 C C如果光照强度适当增强，如果光照强度适当增强，a a 点右移，点右移，b b 点右移点右移 D D如果光照强度适当增强，如果光照强度适当增强，a a 点左移，点左移，b b 点右移点右移2、（06四川卷）将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节593 3（0606上海）一生长着大量绿藻的池塘，一天上海）一生长着大量绿藻的池塘，一天内池水中内池水中COCO2 2浓度变化正确的是浓度变化正确的是3（06上海）一生长着大量绿藻的池塘，一天内池水中CO2浓604 4(07(07山东山东)以测定的以测定的COCO2 2吸收量与释放量为指标，研吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是结果如图所示。下列分析正确的是 A.A.光照相同时间，光照相同时间，3535时光时光合作用制造的有机物的量与合作用制造的有机物的量与3030时相等时相等B.B.光照相同时间，在光照相同时间，在2020条条件下植物积累的有机物的量件下植物积累的有机物的量最多最多C.C.温度高于温度高于2525时，光合作时，光合作用制造的有机物的量开始减用制造的有机物的量开始减少少D.D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等耗的有机物的量相等4(07山东)以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度61例例5、某植物在黑暗条件下每小时某植物在黑暗条件下每小时CO2增加增加22.4ml，在光下，在光下每小时每小时CO2减少减少56ml，（假设温度是恒定的，体积在，（假设温度是恒定的，体积在标况下测定标况下测定,光合作用的产物都为葡萄糖，呼吸作用分光合作用的产物都为葡萄糖，呼吸作用分解的物质都是葡萄糖）问：解的物质都是葡萄糖）问：（1）光下每小时光合作用产生葡萄糖多少克？）光下每小时光合作用产生葡萄糖多少克？（2）若原葡萄糖）若原葡萄糖7.2克，在黑暗中几天可分解完？克，在黑暗中几天可分解完？（3）光下每小时葡萄糖的净产量多少克？）光下每小时葡萄糖的净产量多少克？（4）光下）光下2小时，再置于黑暗中小时，再置于黑暗中8小时，葡萄糖量变小时，葡萄糖量变化情况如何？化情况如何？0.105克克10天天0.075克克0.09克克减少减少例5、某植物在黑暗条件下每小时CO2增加22.4ml，在光下62例例6 6请回答下列有关光合作用的问题。请回答下列有关光合作用的问题。在一定浓度的在一定浓度的COCO2 2和适当的温度条件下，测定某双子和适当的温度条件下，测定某双子叶植物叶片在不同光照条件下的光合作用速度，结果叶植物叶片在不同光照条件下的光合作用速度，结果如右表。表中负值表示二氧化碳释放量，正值表示二如右表。表中负值表示二氧化碳释放量，正值表示二氧化碳吸收量。氧化碳吸收量。(1)(1)在右侧坐标系上绘出光照强度与该植物叶片光在右侧坐标系上绘出光照强度与该植物叶片光合作用速度的关系图。合作用速度的关系图。例6请回答下列有关光合作用的问题。(1)在右侧坐标系上绘出63(2)(2)该植物叶片的呼吸速度该植物叶片的呼吸速度是是 (CO(CO2 2mg/lOOcmmg/lOOcm2 2叶叶小时小时)。(3)(3)在光照强度为在光照强度为 千勒克千勒克司时，该植物叶片光合作用合成量司时，该植物叶片光合作用合成量和呼吸消耗量相等。和呼吸消耗量相等。(4)(4)在一天中，将该植物叶在一天中，将该植物叶片置于片置于1010千勒克司光照下千勒克司光照下1010小时，其余时间置于黑暗中，则每小时，其余时间置于黑暗中，则每lOOcmlOOcm2 2叶片产生的叶片产生的葡萄糖中有葡萄糖中有 mgmg将转化为淀粉。将转化为淀粉。(取小数点后一位取小数点后一位)43.6(4)在一天中，将该植物叶43.664（1 1）套种（作）：套种（作）：在同一块田地上，于前季作物的生长在同一块田地上，于前季作物的生长后期，将后季作物播种或栽植在前季作物的株间、行间后期，将后季作物播种或栽植在前季作物的株间、行间或畦间的种植方法。如在棉花尚未收完前种入豌豆。或畦间的种植方法。如在棉花尚未收完前种入豌豆。(3)(3)间种（作）：间种（作）：两种或两种以上生长期相近的作物。两种或两种以上生长期相近的作物。在同一块田地上，隔株、隔行同时栽培。间种往往在同一块田地上，隔株、隔行同时栽培。间种往往是高棵作物与矮棵作物间种。是高棵作物与矮棵作物间种。(2)(2)轮种（作）轮种（作）:在同一块田地上有顺序地在在同一块田地上有顺序地在季节间季节间和和年度间年度间轮换种植不同作物或复种组合的种植方式。如轮换种植不同作物或复种组合的种植方式。如稻田在冬天种萝卜或绿肥；也可今年种水稻、明年种稻田在冬天种萝卜或绿肥；也可今年种水稻、明年种玉米，后年种棉花等许多种植物轮流种植。玉米，后年种棉花等许多种植物轮流种植。（1）套种（作）：在同一块田地上，于前季作物的生长后期，将后65 光反应光反应ADPPiNADP+O2ATPNADPH 光反应ADP Pi NADP+O2 66CO2ATPNADPH碳反应碳反应CO2 ATP NADPH 碳反应三碳糖黑暗？67卡尔文将卡尔文将14C标记的标记的CO2通入到盛有小球通入到盛有小球藻的玻璃器皿中，给藻的玻璃器皿中，给予充足的光照，每隔予充足的光照，每隔一段时间取样，并立一段时间取样，并立即杀死小球藻。将小即杀死小球藻。将小球藻中被球藻中被14C标记的化标记的化合物提取出来。合物提取出来。实验发现：光照实验发现：光照30s后检后检测产物，发现有多种带测产物，发现有多种带14C标记的化合物（标记的化合物（C3、C3糖等）；若将光照时糖等）；若将光照时间逐渐缩短至几分之一间逐渐缩短至几分之一秒时发现，秒时发现，90%的放射的放射性出现在性出现在三碳酸三碳酸（C3)中。中。卡尔文将14C标记的CO2通入到盛有小球藻的玻璃器皿中，68卡尔文及其同事通过改卡尔文及其同事通过改变实验条件来搜寻变实验条件来搜寻C2化化合物，但却始终没有找合物，但却始终没有找到。然后在研究中却发到。然后在研究中却发现有一种现有一种C5化合物呈现化合物呈现规律性变化。规律性变化。当卡尔文对这种三碳化当卡尔文对这种三碳化合物分子结构进行分析合物分子结构进行分析时发现，只有一个时发现，只有一个C有有放射性，而另外两个放射性，而另外两个C没有。那么这两个碳只没有。那么这两个碳只能来自小球藻细胞本身。能来自小球藻细胞本身。讨论：卡尔文可能通过改变什么实验讨论：卡尔文可能通过改变什么实验条件使得条件使得C5化合物出现相应的变化？化合物出现相应的变化？卡尔文及其同事通过改变实验条件来搜寻C2化合物，但却始终没有69三碳糖三碳糖蛋白质蛋白质脂质脂质蔗糖蔗糖氨基酸氨基酸淀粉淀粉三碳糖（大部分）三碳糖（大部分）供细胞利用供细胞利用三碳糖蛋白质脂质蔗糖氨基酸淀粉三碳糖（大部分）供细胞利用70