能量之源光与光合作用me年

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四节能量之源光与光合作用,1,每天浇水，,五年后,土重100千克,树2.5千克,土减少了,0.1,千克,树重,84.5,千克,增加,了,82,千克,柳树重量增加的原因是什么？,一、光合作用的探究历程,17世纪40年代，赫尔蒙特实验,结论：,植物增重主要来自水分。,不足：,没有考虑到空气对光合作用的影响。,2,一段时间后,一段时间后,1771年普利斯特利实验,3,普利斯特利实验,结论：植物可以更新空气。,4,实验分析：实验自变量是,。,由于,的存在，使得蜡烛燃烧（小鼠 存活呼吸）时间延长。,实验结论：,。,构建模型：用简式形式表示植物更新空气的作用。,.,【思考,1,】普利斯特利实验存在哪些问题？,植物的有无,植物,植物具有更新空气的能力,污浊空气,植物,新鲜空气,实验有时是失败的，没有发现光照在实验中的作用等。,1、普利斯特利实验（1771年）：,5,1779年，荷兰的英格豪斯,黑暗中,光照下,本实验中自变量是什么？因变量是什么？,重复了500次。,6,实验结论： 证明普利斯特利实验只有在,才 能成功，植物体只有,才能更新浑浊的空气。,构建模型：,光照条件下,光照,CO,2,绿叶O,2,材料补充：1785年科学家证实植物体更新空气是因为吸收CO,2,，放出O,2,。,2、英格豪斯实验（1779年）：,绿叶,7,1845,年，德国科学家梅耶,指出：,植物在进行光合作用时，把,光能,转换成,化学,能,储存起来。,8,黑暗中放置几小时,强光下照射,3、,萨克斯实验,（1864年）：,9,1864年,德国植物学家,萨克斯实验,不变蓝,48小时,5小时,变蓝,结论：,1.光合作用的产物是淀粉,2.光合作用需要光,绿色叶片,黑暗处理,碘蒸汽处理,曝光遮光,10,3、萨克斯实验（1864年）：,【思考2】实验中的自变量是什么？如何控制的？,自变量是,。,。,【思考3】为什么将绿色植物在黑暗中放置几小时？,放在黑暗中的目的是：,【思考4】叶片放到酒精中沸水浴的目的是什么,实验现象：光照部分叶片呈现,，遮光部分叶片,。,实验结论：植物在光照条件下合成了,。,构建模型：,有无光照,用遮光板遮光，达到控制无光,通过叶片的呼吸作用把原来的淀粉消耗掉。,深蓝色,无颜色变化,淀粉,光照,CO,2,绿叶O,2,淀粉,溶解光合作用色素，使叶片脱色，有利于碘液染色后观察叶片颜色变化。,11,1880年 德国科学家 恩吉尔曼,实验结论：,是植物进行光合作用的场所。,构建模型：,叶绿体,光照,CO,2,叶绿体O,2,淀粉,12,光合作用释放的,O,2,全部,来自于,H,2,O,1939年 美国 鲁宾 和 卡门,13,绿藻,绿藻,H,2,18,O,H,2,O,C,18,O,2,CO,2,H,2,O,H,2,18,O,O,2,18,O,2,（一）,（二）,光合作用释放的氧全部来自水。,结论:,14,实验方法：,。,实验分析：自变量是CO,2,和H,2,O中的,。,实验现象：甲组释放出,，,乙组释放出,。,实验结论：光合作用释放出的O,2,来自,。,构建模型：,同位素示踪法,O,是否为,18,O,O,2,18,O,2,水,光照,H,2,OCO,2,叶绿体O,2,淀粉,5、鲁宾卡门实验（1939年）：,15,20世纪0年代,美国科学家卡尔文,CO,2,碳的同位素,C,14,C,O,2,14,C,O,2,14,C,H,2,O,14,(,),实验方法：,。,同位素示踪法,构建模型：,光照,H,2,OCO,2,O,2,有机物,叶绿体,16,光,二氧化碳,水,氧气,有机物,CO,2,O,2,H,2,O,叶绿体,17,小结：光合作用探索历程,年代,科学家,结论,1771,普利斯特利,植物可以更新空气,1779,英格豪斯,只有,绿叶才可以更新空气,1845,R.梅耶,植物在光合作用,时,储存起来,1864,萨克斯,绿色叶片光合作用,。,1880,恩格尔曼,是光合作用的场所,1939,鲁宾/卡门,光合作用释放的,来自,。,20世纪,40代,卡尔文,光合产物中有机物的,来自,。,在光照下,把光能转变成了化学能,产生淀粉,叶绿体,氧,水,碳,CO,2,18,二、光合作用的概念：,场所：,条件：,原料：,产物：,能量转换：,【思考,5,】没有叶绿体，能否进行光合作用吗？,叶绿体,光,二氧化碳、水,有机物、氧,光能,化学能,能，例如蓝藻,19,思考与讨论：,分析了光合作用的探究历程，你有何感悟？,20,例：普里斯特利的实验,植物可以影响空气成分吗？,空气有好坏之分。,植物可以影响空气成分。,植物能产生动物呼吸和蜡烛燃烧所需要的气体。,植物可以更新空气,(吸收CO,2,产生O,2,)。,提出问题,作出假设,设计实验,结果分析,得出结论,小鼠和点燃的蜡烛,光照，密闭玻璃罩,小鼠死亡，蜡烛也熄灭,绿色植物,小鼠存活，蜡烛仍燃烧,表达与交流,21,二、光合作用过程,（1）光合作用分为哪几个阶段？,（2）每个阶段反应的条件、场所、物质变化、,能量变化如何？,22,条件,：,叶绿体中的色素,光能,H,2,O,水在光下分解,O,2,H,光、酶、色素,场所,：,类囊体的薄膜上,物质变化,H,2,O,光,H,+,O,2,ADP+Pi,+,能量,酶,ATP,能量,转变,光能,ATP中活跃化学能,ADP+Pi,酶,ATP,1.光反应阶段,23,c,o,2,C,5,固,定,2,c,3,H,供氢,酶,(,C,H,2,O),糖类,场所：,条件,：,叶绿体基质,酶、ATP,多种酶,参加催化,co,2,+,C,5,酶,2,c,3,2,c,3,酶,(CH,2,O),C,5,H,ATP,能量转变：,ATP,中活跃的化学能转化为,糖类,中稳定的化学能,还 原,酶,ATP,供能,ADP+Pi,2.暗反应阶段,物质变化：,24,联 系,能量变化,产 物,物 质,变 化,场 所,条 件,暗反应,光反应,光、色素、酶,H、ATP,、多种酶,类囊体的,薄,膜上,叶绿体基质中,1.水的光解,2.ATP的生成,1.CO,2,的固定,2.C,3,的还原,H、ATP、O,2,(CH,2,O)、,C,5,光能,ATP中活跃化学能,稳定化学能,光反应,H、ATP,暗反应,ADP、Pi,3.光反应和暗反应的比较,25,色素,光能,C,5,2C,3,ADP+Pi,ATP,H,2,O,O,2,H,多种酶,酶,(CH,2,O),CO,2,吸收,光解,能,固定,还原,酶,光反应,暗反应,小结：光合作用总过程：,26,1.,光合作用反应式及概念:,2.光合作用的实质:,把CO,2,和H,2,O转变成有机物,把光能转变成有机物中的化学能,物质上,:,能量上,:,小结:,光能,叶绿体,CO,2,+,H,2,O,（,CH,2,O),+,O,2,27,停止光照,光反应停止,H,ATP,还原受阻,C,3,C,5,CO,2,固定停止,C,3,C,5,1.,请分析光下的植物突然停止光照后，其体内的C,5,化合物和C,3,化合物的含量将如何变化？,2.,请分析光下的植物突然停止CO,2,的供应后，其体内的C,5,化合物和C,3,化合物的含量将如何变化？,思考与讨论,28,6、,光合作用原理的应用,（1）影响光合作用的因素,光照、CO,2,、温度、水、矿质元素等,（2）提高农作物光合作用强度的措施,1、适当提高光照强度、延长光照时间,3、适当提高CO,2,浓度,4、适当提高温度,5、适当增加植物体内的含水量,6、适当增加矿质元素的含量,2、合理密植,29,图中A点表示：,。,CO,2,浓度达到植物所需的最大值，光合速率不再上升,30,影响光合作用的因素及在生产实践中的应用,（1）光对光合作用的影响,光照时间长，光合作用时间长，有利于植物的生长发育。,光照时间,植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加而增加，但光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增加,光照强度,叶绿体中色素的吸收光波主要在红光和蓝紫光。,光的波长,31,生产上应适时灌溉，保证植物生长所需要的水分。,当植物叶片缺水时，气孔会关闭，减少水分的散失，同时影响CO,2,进入叶内，暗反应受阻，光合作用下降。,（4）水分的供应,生产上使田间通风良好，供应充足的CO,2,在一定范围内，植物光合作用强度随着CO,2,浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度不再增加。,（3）CO,2,浓度,生产上白天升温，增强光合作用，晚上降低室温，抑 制呼吸作用，以积累有机物。,温度低，光合速率低。随着温度升高，光合速率加快，温度过高时会影响酶的活性，光和速率降低。,（2）温度,32,能够利用体外环境中的,某些无机物氧化时所释放的能量,来制造有机物的合成作用,例如：,硝化细菌、硫细菌、铁细菌,等少数种类的细菌,7、,化能合成作用,2NH,3,+3O,2,2HNO,2,+2H,2,O+能量,硝化细菌,2HNO,2,+O,2,2HNO,3,+能量,硝化细菌,6CO,2,+6H,2,O C,6,H,12,O,6,+ 6O,2,能量,光能,叶绿体,CO,2,+,H,2,O,（,CH,2,O),+,O,2,33,自养生物,以,光,为能源，以CO,2,和H,2,O（,无机物,）为原料合成糖类（,有机物,），糖类中储存着由光能转换来的能量。例如,绿色植物、光合细菌,。,异养生物,只能利用环境中,现成的有机物,来维持自身的生命活动。例如,人、动物、真菌及大多数的细菌,。,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,来制造有机物。少数的,细菌，如硝化细菌,。,光能自养生物,化能自养生物,所需的能量来源不同（光能、化学能）,34,1.叶绿体中的色素所吸收的光能，用于_ 和_;形成的_和_ 提供给暗反应。,2.光合作用的实质是：把_和_转变为有机物，把_转变成_,贮藏在有机物中。,3.在光合作用中，葡萄糖是在_中形成的，氧气是在_中形成的，ATP是在_中形成的，CO2是在_固定的。,水的光解,形成ATP,H,ATP,CO,2,H,2,O,光能,化学能,暗反应,光反应,光反应,暗反应,练一练,35,下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：,图中A是_,B是_,它来自于_的分解。,图中C是_，它被传递到叶绿体的_部位，用于_,_,。,图中D是_，在叶绿体中合成D所需的能量来自_,图中G_,F是_,J是_,图中的H表示_， H为I提供_,光,H,2,O,B,A,C,D,E+Pi,F,G,CO,2,J,H,I,2,水,H,基质,用作还原剂，还原C,3,ATP,色素吸收的光能,光反应,H和ATP,色素,C,5,化合物,C,3,化合物,糖类,36,图中A点含义：,；,B点含义：,；,C点表示：,；,若甲曲线代表阳生植物，则乙曲线代表,植物。,光照强度为0，只进行呼吸作用,光合作用与呼吸作用强度相等，称为光补偿点,光合作用强度不再随光照强度增强而增强，称为光饱和点,阴生,37,光合作用是在,的催化下进行的，温度直接影响,；,B点表示：,；,BC段表示：,；,酶的活性,酶,此温度条件下，光合速率最高,超过最适温度，光合速率随温度升高而下降,38,若白天光照充足，下列哪种条件对农作物增产有利,A.昼夜恒温25,B.白天温度25，夜间温度15,C.昼夜恒温15,D.白天温度30，夜间温度15,D,用下述容积相同的玻璃罩分别罩住大小、生长状况相同的天竺葵，光照相同的时间后，罩内O,2,最少的是 ,A绿色罩 B红色罩,C蓝色罩 D紫色罩,A,下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是（ ）,A、增大O,2,浓度 B、增大CO,2,浓度,C、增强光照 D、调节室温,A,39,1、在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉的是（ ）,A、H B、C,5,化合物 C、ATP D、CO,2,B,2、与光合作用光反应有关的是（ ）,H,2,O ATP ADP CO,2,A. B. C. D.,A,3、将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的C0,2,条件下。如果将环境中C0,2,含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的C,3,化合物、C,5,化合物和ATP含量的变化情况依次是,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,C,40,4、光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是（ ）,A.叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应,B.叶绿体类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应,C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应,D.叶绿体基质中进行暗反应,不进行光反应,D,5、光合作用过程中，产生ADP和消耗ADP的 部位在叶绿体中依次为 ( ),外膜 内膜 基质 类囊体膜,A B,C D,B,41,6、光合作用过程的正确顺序是,（）,二氧化碳的固定 氧气的释放 叶绿素吸收光能水的光解三碳化合物被还原,A. B.,C. D.,7、在暗反应中，固定二氧化碳的物质是（）,三碳化合物五碳化合物,氧气,42,8、在光照充足的环境里，将黑藻放入含有,18,O的水中，过一段时间后，分析,18,O放射性标记，最先（ ）,A、在植物体内的葡萄糖中发现,B、在植物体内的淀粉中发现,C、在植物体内的淀粉、脂肪、蛋白质中均可发现,D、在植物体周围的空气中发现,D,43,9、某科学家用含有,14,C的CO,2,来追踪光合作用中的C原子，,14,C的转移途径是（ ）,A、CO2 叶绿体 ATP,B、CO2 叶绿素 ATP,C、CO2 乙醇 糖类,D、CO2 三碳化合物 糖类,D,10、在光合作用过程中，能量的转移途径是,A、光能 ATP 叶绿素 葡萄糖,B、光能 叶绿素 ATP 葡萄糖,C、光能 叶绿素 CO,2,葡萄糖,D、光能 ATP CO,2,葡萄糖,B,44,4、提高农作物的光合作用效率,人们要想提高农作物的光合作用效率，就必须对光合作用中能量转换和物质变化过程进行深入研究。,从光合作用的条件看：,1、光的调控：,光照强度、光质,2、矿质元素的供应：,合理施肥,3、控制温度,从光合作用的原料看：,1、增加作物周围的二氧化碳浓度,2、合理灌溉,45,影响光能利用率的因素：,延长光合作用时间,增加光合作用面积,光能利用率,提高光合作用效率,( 轮作 ),( 合理密植：间种、套种 ),46,不同的植物对光照强度的需求不同，如,阳生和阴生植物。,A,B,光照强度,0,阳生植物,阴生植物,B：光补偿点,C：光饱和点,C,吸收量,CO,2,6.1 光照强度对光合作用的影响,47,例1：植物的新陈代谢受外部环境因子（如光、温度）和,内部因子（如激素）的影响，研究内、外因子对植物生,命活动的影响具有重要意义。,（1）右图表示野外松树（阳生植,物）光合作用强度与光照强度的,关系。其中的纵坐标表示松树整,体表现出的吸收 CO,2,和释放 CO,2,量的状况。请分析回答：, 当光照强度为 b 时，光合作用强度,。,不能。光照强度为 a 时，光合作用形成的有机物和呼吸,作用消耗的有机物相等，但晚上只进行呼吸作用。因此，,从全天看，消耗大于积累，植物不能正常生长。,最高, 光照强度为 a 时，光合作用吸收 CO,2,的量等于呼吸,作用放出 CO,2,的量。如果白天光照强度较长时期为 a ，,植物能不能正常生长？为什么？, 如将该曲线改绘为人参（阴生植物）光合作用强度与,光照强度关系的曲线，b 点的位置应如何移动，为什么？,左移，与松树比较，人参光合作用强度达到最高点时，,所需要的光照强度比松树低。,限制cf和fd段光合作用强度的因子分别是什么？,光照强度、CO,2,浓度,48,例2、用三棱镜可使阳光折射成一条色素带，如下图。,若将一瓶绿藻放在 ABCDEFG（ ）位置上，就会严重影响它的生长。而在（ ）处光合效率最高。如果在 BCDEFG 上分别放一含草履虫的试管，则它们会聚集在哪些区域（ ）。如果在A区域放置一瓶绿藻，则在BCDEFG哪些位置上会出现暗带（ ）,阳光,A,C,B,D,E,F,G,DE,BCFG,BCFG,6.2 光质对光合作用的影响,A,三棱镜,思考：光质影响光合作用强度的,原因是什么？,光合色素对不同波长的光吸收量不同,49,A光合作用实际量,B干物质量,C,呼吸量,0 2 4 6 8,叶面积指数,物,质,量,叶面积指数=总叶面积土地面积,6.3 光照面积对光合作用的影响,叶面指数越大说明叶片交错重叠程度越大。,叶面积指数在生产上有什么应用？,合理密植,50,O,a,b,c,d,e,光合作用强度,二氧化碳浓度,6.4 CO,2,浓度对光合作用的影响,适当提高环境中CO,2,的浓度能提高光合作用强度，有利增产。但CO,2,浓度过高时又会使光合作用强度下降。,1、,合理密植,保证田间植物通风。2、施用农家肥。,3、在大棚中可以使用二氧化碳生发器，施用干冰等。,生产上提高CO,2,浓度的措施主要有：,51,6.5 温度对光合作用的影响,实质：温度影响酶促反应速度,在生产上应用：在大棚生产中常常采用白天适当升温（保证光合作用正常进行，晚上适当降温（降低呼吸酶的活性）。,52,（1）N：是各种酶以及NADP,+,和ATP的重要,组成成分，叶绿素中也有N元素。,6.6 矿质元素对光合作用的影响,（2）P：是叶绿体膜、 NADP,+,和ATP的重要,组成成分。,（3）K：在合成糖类，以及将其运输到块根、,块茎和种子等器官过程中起作用。,（4）,Mg,：,叶绿素,的重要组成成分。,53,谢谢大家,54,