光合作用课件

第4节 能量之源- 光与光合作用v为什么有些植物的叶片不是绿色的为什么有些植物的叶片不是绿色的?v为什么有些植物的叶片在不同时期颜色不为什么有些植物的叶片在不同时期颜色不同呢？同呢？思考？思考？一、捕获光能的色素和结构一、捕获光能的色素和结构二、光合作用的原理和应用二、光合作用的原理和应用光合作用过程演示光合作用过程演示叶绿体中色素的提取和分离叶绿体中色素的提取和分离 【实 验】（一、）实验原理（一、）实验原理1.叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以用无水乙醇水乙醇中，所以用无水乙醇可提取叶可提取叶绿体中色素。绿体中色素。2.色素在层析液中溶解度不同，溶解度色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条上的高的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得快，溶解度低的色素分子随层扩散得快，溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得慢，因而可析液在滤纸条上的扩散得慢，因而可用用层析液将不同的色素分离层析液将不同的色素分离。绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离（二（二 ）操作步骤：）操作步骤：提取色素提取色素制备滤纸条制备滤纸条画滤液细线画滤液细线分离色素分离色素观察与记录观察与记录实验实验（二）方法与步骤（二）方法与步骤称取称取5g5g左右的鲜叶，左右的鲜叶，剪碎，放入研钵中。加剪碎，放入研钵中。加少许的石英砂少许的石英砂（充分研充分研磨磨）和碳酸钙和碳酸钙 ( (中和细中和细胞中的酸，防止镁从叶胞中的酸，防止镁从叶绿素分子中移出绿素分子中移出) )与与10ml10ml无水乙醇。在研钵无水乙醇。在研钵中快速研磨。将研磨液中快速研磨。将研磨液进行过滤。进行过滤。v1 提取色素提取色素v2 制备滤纸条制备滤纸条 方法与步骤方法与步骤v3 画滤液细线画滤液细线方法与步骤方法与步骤方法与步骤方法与步骤v4 分离色素分离色素方法与步骤方法与步骤v4 分离色素分离色素讨论：讨论：1 1、实验中无水乙醇和层析液的、实验中无水乙醇和层析液的用途是什么？用途是什么？2 2、叶绿体中的色素有哪几种？、叶绿体中的色素有哪几种？分布情况是怎样的？分布情况是怎样的？（二）提取和分离叶绿体中的色素（二）提取和分离叶绿体中的色素胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b（ 二 ）叶绿体中的色素v5 观察和记录观察和记录实验结果：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？2021-8-19143/41/4证明了色素的种类和颜色证明了色素的种类和颜色I.捕获光能的色素捕获光能的色素三、实验关键三、实验关键1.选材时应注意选择选材时应注意选择鲜嫩、色浓绿鲜嫩、色浓绿、无浆汁的、无浆汁的叶片。如菠菜叶、棉花叶、洋槐叶等。叶片。如菠菜叶、棉花叶、洋槐叶等。2.画滤液细线时应以画滤液细线时应以细、齐、直细、齐、直为标准，重复为标准，重复画线时必须等上次画线干燥后再进行，重画线时必须等上次画线干燥后再进行，重复复2-3次。次。3.层析时不要让滤液细线触及层析液层析时不要让滤液细线触及层析液。四、注意事项四、注意事项1.因因丙酮和层析液丙酮和层析液都是易挥发且都是易挥发且有一定毒性的有一定毒性的有机溶剂有机溶剂，所以研磨要快，收集的滤液要用，所以研磨要快，收集的滤液要用棉塞塞住，层析时要加盖，尽量减少有机溶棉塞塞住，层析时要加盖，尽量减少有机溶剂的挥发。剂的挥发。2.在研磨时要加少许在研磨时要加少许二氧化硅二氧化硅，目的是为了研目的是为了研磨充分，磨充分，有利于色素的提取；加少许有利于色素的提取；加少许碳酸钙碳酸钙的目的是为了的目的是为了防止防止研磨过程中，研磨过程中，叶绿体中的叶绿体中的色素受到破坏色素受到破坏。3.分离色素时，一定不要让滤纸条上的滤液细分离色素时，一定不要让滤纸条上的滤液细线接触到层析液，这是因为线接触到层析液，这是因为色素易溶解在层色素易溶解在层析液中析液中，导致色素带不清晰，影响实验效果。，导致色素带不清晰，影响实验效果。IIII、色素的吸收光谱、色素的吸收光谱叶绿素溶液叶绿素溶液叶绿素主要吸收红光和蓝紫光叶绿素主要吸收红光和蓝紫光类胡萝卜素溶液类胡萝卜素溶液类胡萝卜素主要吸收蓝紫光类胡萝卜素主要吸收蓝紫光色素的吸收光谱图色素的吸收光谱图 400 500 600 700nm 400 500 600 700nm 1001005050吸收光能百分比叶绿素类胡萝卜素可 见 光 区叶绿素：吸收蓝紫光和红光叶绿素：吸收蓝紫光和红光类胡萝卜素：吸收蓝紫光类胡萝卜素：吸收蓝紫光v叶绿素叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b b主要吸收主要吸收蓝紫光蓝紫光和和红光红光，胡萝卜素和叶红素主要吸收胡萝卜素和叶红素主要吸收蓝紫光蓝紫光。v注注：因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反：因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片才呈现射回来，所以叶片才呈现绿色绿色。 结论：结论：分析：分析：为什么植物春夏叶子翠绿，而深秋则叶片金黄呢？为什么植物春夏叶子翠绿，而深秋则叶片金黄呢？ 由于叶绿素的含量大大超过由于叶绿素的含量大大超过类胡罗卜素，而使类胡罗卜类胡罗卜素，而使类胡罗卜素的颜色被掩盖，只显示出素的颜色被掩盖，只显示出叶绿素的绿色叶绿素的绿色由于叶绿素比类胡罗卜素易受由于叶绿素比类胡罗卜素易受到低温的破坏，秋季低温使叶到低温的破坏，秋季低温使叶绿素大量破坏，而使类胡罗卜绿素大量破坏，而使类胡罗卜素的颜色显示出来素的颜色显示出来问题：这些捕获光能的色素存在问题：这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位？于细胞中的什么部位？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 6结论：结论：氧是由叶绿体释放出来的氧是由叶绿体释放出来的; ;叶绿体叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所是绿色植物进行光合作用的场所,它内部巨大的膜表面上，不仅分它内部巨大的膜表面上，不仅分布着吸收光能的色素分子，还有布着吸收光能的色素分子，还有光合作用所需的酶光合作用所需的酶。恩吉尔曼实验设计有哪些巧妙之处？ 选材：水绵具有细长的带状叶绿体，易于观察选材：水绵具有细长的带状叶绿体，易于观察现象。好氧细菌的利用，准确显示出氧气产生的现象。好氧细菌的利用，准确显示出氧气产生的部位。部位。设计：黑暗无空气的设计设计：黑暗无空气的设计进行黑暗和曝光的对比实验。进行黑暗和曝光的对比实验。极细光线的入射；极细光线的入射；为了排除实验前环境中光线和氧的影响，确保实为了排除实验前环境中光线和氧的影响，确保实验的准确性。验的准确性。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；证明了实验结果完全是光照引起的，并且氧是由叶证明了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。3/41/4小结小结色素主要分布于叶绿体的类囊体膜上色素主要分布于叶绿体的类囊体膜上二、光合作用的原理和应用二、光合作用的原理和应用五年后五年后1648年，海尔蒙特(J.B. van Helmont)74.470.06水分水分是建造植物体的是建造植物体的唯一唯一原料原料1.1.光合作用的探究历程：光合作用的探究历程：2.5 Kg思考:该实验设计有什么缺陷?缺乏缺乏对照实验对照实验,没有考虑空气的影响没有考虑空气的影响.1771年（英）普里斯特利的实验年（英）普里斯特利的实验v植物可以更新空气；植物可以更新空气；现象现象：蜡烛熄灭蜡烛熄灭。现象现象：蜡烛持续燃烧。蜡烛持续燃烧。现象：现象：小鼠死亡小鼠死亡。现象：现象：小鼠存活小鼠存活。结论结论：植物能够净化因燃烧或呼吸而变混浊的空气植物能够净化因燃烧或呼吸而变混浊的空气。思考思考: :该实验有时成功该实验有时成功, ,有时失败有时失败, ,为什么为什么? ?有时可能是在无光条件下做的有时可能是在无光条件下做的,因为无光时植物不进因为无光时植物不进行光合作用行光合作用,只有细胞呼吸只有细胞呼吸,所以没有氧气释放所以没有氧气释放,而是而是释放释放CO2,所以实验失败所以实验失败.17791779年，荷兰科学家英格豪斯的实验年，荷兰科学家英格豪斯的实验: :在一密闭的玻璃钟罩内在一密闭的玻璃钟罩内, ,同时放有盆栽植物和活小同时放有盆栽植物和活小鼠鼠, ,放在光照条件下放在光照条件下, ,一段时间后一段时间后, ,小鼠不死小鼠不死. .且放且放入点燃的蜡烛也不灭入点燃的蜡烛也不灭. .在另一密闭的玻璃钟罩内在另一密闭的玻璃钟罩内, ,同时放有盆载植物和活同时放有盆载植物和活小鼠小鼠, ,放在黑暗中放在黑暗中, ,一段时间后一段时间后, ,小鼠死亡小鼠死亡. .且放入且放入点燃的蜡烛立即熄灭点燃的蜡烛立即熄灭. .重复重复500500多次多次. .英格豪斯的实验设计与前人相比英格豪斯的实验设计与前人相比, ,改进在什么地方改进在什么地方? ?设计了对照实验设计了对照实验; ;控制单一变量控制单一变量( (即唯一自变量即唯一自变量) )对实验过程进行重复对实验过程进行重复17851785年，明确绿叶在光下放出的是氧气，吸收的年，明确绿叶在光下放出的是氧气，吸收的是二氧化碳；是二氧化碳；( (拉瓦锡拉瓦锡Laroisier, A.L. ）18451845年，梅耶指出，植物在进行光合作用时，把年，梅耶指出，植物在进行光合作用时，把光能转变成化学能储存起来；光能转变成化学能储存起来；17851785年的结论是在什么基础上提出的年的结论是在什么基础上提出的? ?梅耶得出这个结论的依据是什么梅耶得出这个结论的依据是什么? ?在发现了空气的组成的基础上提出的在发现了空气的组成的基础上提出的. .依据是依据是”能量的转换和守恒定律能量的转换和守恒定律”现象：现象：18641864年年 德国科学家德国科学家 萨克斯萨克斯未遮光部分变成蓝色。未遮光部分变成蓝色。（置于暗处几小时）（置于暗处几小时）思考：思考：目的是什么？目的是什么？v绿色叶片中光合作用中产生了淀粉；绿色叶片中光合作用中产生了淀粉；萨克斯的实验目的是什么萨克斯的实验目的是什么? ?为什么让叶片一半曝光为什么让叶片一半曝光, ,另一半遮光呢另一半遮光呢? ?为了验证光合作用的产物是什么为了验证光合作用的产物是什么一半遮光一半曝光一半遮光一半曝光, ,是为了进行对照是为了进行对照 20世纪世纪30年代，鲁宾和卡门（美）的年代，鲁宾和卡门（美）的同位素标记实验：同位素标记实验：结论：结论：光合作用产生的氧气全部来自水，而不是光合作用产生的氧气全部来自水，而不是来自来自COCO2 2。2、第二组向同种绿色植物提供、第二组向同种绿色植物提供H218O和和CO2 1、第一组向绿色植物提供第一组向绿色植物提供C18O2和和 H2O 。 C18O2+H2O CO2+H218OO2 18O2光合作用释放的光合作用释放的O2全部来自于全部来自于H2O 用氧的同位素用氧的同位素18O分别标记分别标记H2O和和CO2,使它分别使它分别成为成为H218O和和C18O2。进行两组光合作用的实验：。进行两组光合作用的实验：2020世纪世纪4040年代，卡尔文年代，卡尔文( (M.Calvin) ) 用用14C标记的标记的CO2供小球藻实验，供小球藻实验，追踪检测其放射性。探明追踪检测其放射性。探明CO2中的中的C的转移途径。的转移途径。卡尔文循环：卡尔文循环：CO2 C3 (CH2O)鲁宾、卡门、卡尔文等人采用了什么先进方法来进鲁宾、卡门、卡尔文等人采用了什么先进方法来进行实验行实验? ?同位素标记法同位素标记法年代年代科学家科学家结论结论16641664海尔蒙特海尔蒙特水分是植物建造自身的原料水分是植物建造自身的原料17711771普利斯特利普利斯特利植物可以更新空气植物可以更新空气17791779英格豪斯英格豪斯只有只有在光照下在光照下只有绿叶才可以更只有绿叶才可以更新空气新空气18451845R.R.梅耶梅耶植物在光合作用时植物在光合作用时把光能转变成把光能转变成了化学能了化学能储存起来储存起来18641864萨克斯萨克斯绿色叶片光合作用绿色叶片光合作用产生淀粉产生淀粉18801880恩格尔曼恩格尔曼氧氧由叶绿体释放出来。由叶绿体释放出来。叶绿体叶绿体是是光合作用的场所。光合作用的场所。19391939鲁宾鲁宾 卡门卡门光合作用释放的光合作用释放的氧氧来自来自水水。2020世纪世纪4040代代卡尔文卡尔文光合产物中有机物的光合产物中有机物的碳碳来自来自COCO2 2讨论一讨论一: :从人类对光合作用的探究历程来看从人类对光合作用的探究历程来看, ,生物学生物学的发展与物理和化学有什么联系的发展与物理和化学有什么联系? ?与技术手段的进与技术手段的进步有什么关系步有什么关系? ?试举例说明试举例说明. .生物学的发展与物理和化学的研究进展关系很密切生物学的发展与物理和化学的研究进展关系很密切. .例如例如: :直到直到17851785年年, ,由于发现了空气的组成由于发现了空气的组成, ,人们才人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气明确绿叶在光下放出的气体是氧气, ,吸收的是吸收的是COCO2 2, ,这个事实说明生物学的发展与化学领域的研究密切这个事实说明生物学的发展与化学领域的研究密切相关相关. .又如又如: :基于核科学的进展基于核科学的进展, ,鲁宾和卡门利用同鲁宾和卡门利用同位素标记法证明光合作用释放的氧气来自位素标记法证明光合作用释放的氧气来自H H2 2O,O,而不而不来自来自COCO2 2. .这些都说明在科学发展的进程中这些都说明在科学发展的进程中, ,相关学相关学科的互相促进科的互相促进, ,以及技术手段的进步对科学发展有以及技术手段的进步对科学发展有巨大的推动作用巨大的推动作用. .讨论二讨论二: :分析人类对光合作用的探究历程分析人类对光合作用的探究历程, ,你还有哪你还有哪些感悟些感悟? ?许多科学家为了研究光合作用进行了辛勤的探索许多科学家为了研究光合作用进行了辛勤的探索, ,他们不断地探索研究他们不断地探索研究, ,从不言弃从不言弃, ,坚持到底坚持到底, ,这种献这种献身科学的精神值得我们学习身科学的精神值得我们学习. .使我们体验到了科学探究的一般过程是使我们体验到了科学探究的一般过程是: :通过观通过观察察、发现问题发现问题提出问题提出问题、进行假设进行假设指定计划指定计划、设计实验设计实验观察实验观察实验、获取证据获取证据检验假设检验假设、得出得出结论结论, ,科学家所设计的实验不仅有整体的设想、清晰的科学家所设计的实验不仅有整体的设想、清晰的思路和操作的可行性思路和操作的可行性, ,而且他们的实验都遵循了对而且他们的实验都遵循了对照性原则、控制变量原则、重复性原则等原则照性原则、控制变量原则、重复性原则等原则, ,这这些科学实验方法都是值得我们借鉴的些科学实验方法都是值得我们借鉴的. .2.光合作用的过程光合作用的过程2.光合作用的过程光合作用的过程光反应光反应暗反应暗反应划分依据划分依据: :反应过程反应过程 是否需要光能是否需要光能H H2 2O O类囊体类囊体膜膜酶酶Pi ADPATP(1).光反应阶段光反应阶段酶酶光、光、 色素、色素、叶绿体内的类囊体膜上叶绿体内的类囊体膜上水的光解：水的光解：H2O H + O2光能光能（还原剂）（还原剂）ATP的合成：的合成：ADPPi 能量能量（光能光能） ATP酶酶条件条件 ：场所：场所：物质变化：物质变化：能量变化：能量变化：光能光能转变为活跃的转变为活跃的化学能化学能贮存在贮存在ATP中中HCO2 2糖类糖类 五碳化合物五碳化合物 C5 蛋白质蛋白质脂质脂质CO2的的固定固定三碳化合物三碳化合物 2C3C C3 3的的还原还原 基质基质多种酶多种酶H H2 2O O类囊体类囊体膜膜酶酶Pi ADPATPHCO2 2糖类糖类 五碳化合物五碳化合物 C5 蛋白质蛋白质脂质脂质CO2的的固定固定三碳化合物三碳化合物 2C3C C3 3的的还原还原 基质基质多种酶多种酶HATP(2).暗反应阶段暗反应阶段CO2的固定：的固定：CO2C5 2C3酶酶C C3 3的还原：的还原：ATPH 、ADP+Pi条件：条件：场所：场所：物质变化：物质变化：能量变化：能量变化：叶绿体的基质中叶绿体的基质中多种酶、多种酶、 ATP中活跃的化学能中活跃的化学能转变为糖类等转变为糖类等 有机物中稳定的化学能有机物中稳定的化学能2C3 (CH2O)酶酶糖类糖类H 、ATP3.光合作用的总反应式：光合作用的总反应式：CO2+H2O叶绿体叶绿体光能光能糖类糖类(CH2O)+O2 CO2+H2O （CH2O）+O2光能光能叶绿体叶绿体色素色素 酶酶联联 系系能量变化能量变化 物质变化物质变化场所场所条条件件光光暗暗 反反 应应 光光 反反 应应过程过程项目项目需要光需要光 不需要光不需要光基粒的类囊体薄膜上基粒的类囊体薄膜上基质中基质中水的光解；水的光解；ATP的合成的合成CO2的固定；的固定；C3的还原的还原 ATP中活中活 跃化学能跃化学能ATP中活中活 跃化学能跃化学能光能光能有机物中稳有机物中稳定化学能定化学能光反应光反应 为为 暗反应暗反应 提供提供 H 和和ATP，暗反应暗反应 为为 光反应光反应 提供提供 ADP 和和Pi 。是两个相互独立是两个相互独立、相互制约又密切联系的过程相互制约又密切联系的过程.光反应和暗反应关系的比较光反应和暗反应关系的比较: :需要色素、酶需要色素、酶需要酶需要酶、H H、ATPATP三三. .化能合成作用：化能合成作用：原理：还原原理：还原CO2所需要的所需要的ATP和和H是通过是通过氧化无机物氧化无机物NH4+、NO2-、H2S、SO、H2、Fe2+等等而获得的。而获得的。化能自养类型：硝化细菌、铁细菌、硫细菌、氢细菌等2HNO2HNO2 2O O2 2硝化细菌硝化细菌2HNO2HNO3 3能量能量2NH2NH3 33O3O2 2硝化细菌硝化细菌2HNO2HNO2 22H2H2 2O O能量能量硝化细菌硝化细菌COCO2 2H H2 2O O（CHCH2 2O O）O O2 2硝化细菌的化能合成作用过程硝化细菌的化能合成作用过程: :化能合成作用化能合成作用B B1 1、在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗、在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉的是掉的是 A A、H BH B、C5C5化合物化合物 C C、ATP DATP D、CO2CO22 2、与光合作用光反应有关的是、与光合作用光反应有关的是 H2O H2O ATP ATP ADP ADP CO2CO2 A. A. B. B. C. C. D. D.A3. 3. 将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的COCO2 2条条件下。如果将环境中件下。如果将环境中COCO2 2含量突然降至极低水平，含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的此时叶肉细胞内的C3C3化合物、化合物、C5C5化合物和化合物和ATPATP含量含量的变化情况依次是的变化情况依次是 A. A. 上升；下降；上升上升；下降；上升 B. B. 下降；上升；下降下降；上升；下降 C. C. 下降；上升；上升下降；上升；上升 D. D. 上升；下降；下降上升；下降；下降4. 4. 光合作用过程中光合作用过程中, , 产生产生ADPADP和消耗和消耗ADPADP的部位在的部位在叶绿体中依次为叶绿体中依次为 外膜外膜 内膜内膜 基质基质 类囊体膜类囊体膜 A A B B C C D DCB5. 5. 在光照充足的环境里在光照充足的环境里, , 将黑藻放入含有将黑藻放入含有1818O O的水中的水中, , 过一段时间后，分析过一段时间后，分析1818O O放射性标放射性标记记, , 最先最先A. A. 在植物体内的葡萄糖中发现在植物体内的葡萄糖中发现 B. B. 在植物体内的淀粉中发现在植物体内的淀粉中发现C. C. 在植物体内的淀粉、脂肪、蛋在植物体内的淀粉、脂肪、蛋 白质中均可发现白质中均可发现 D. D. 在植物体周围的空气中发现在植物体周围的空气中发现D6. 6. 在光合作用过程中，能量的转移途径是在光合作用过程中，能量的转移途径是A. A. 光能光能 ATP ATP 叶绿素叶绿素 葡萄糖葡萄糖 B. B. 光能光能 叶绿素叶绿素 ATP ATP 葡萄糖葡萄糖 C. C. 光能光能 叶绿素叶绿素 CO2 CO2 葡萄糖葡萄糖D. D. 光能光能 ATP CO2 ATP CO2 葡萄糖葡萄糖将一株经过饥饿处理（放在暗处将一株经过饥饿处理（放在暗处2424小时）的植物，小时）的植物，先放在有光但无先放在有光但无COCO2 2的环境中，一段时间后，再移的环境中，一段时间后，再移到无光但有到无光但有COCO2 2的环境中，发现其生成有机物的量的环境中，发现其生成有机物的量如下图所示。请分析说明：如下图所示。请分析说明：(1)AB(1)AB段由于缺乏段由于缺乏COCO2 2，使光合作用的，使光合作用的_不能进行，因此不能合成有机物。不能进行，因此不能合成有机物。(2)BD(2)BD段无光照，则光合作段无光照，则光合作用的用的_不能进行，不能进行，但由于在但由于在ABAB段植株中积累段植株中积累了一定量的了一定量的_，为，为有机物的产生提供了一定有机物的产生提供了一定的物质条件，故的物质条件，故BCBC段可以段可以合成一定的有机物。合成一定的有机物。(3)(3)在在BCBC段中，每生成一个葡萄糖分子，就要消段中，每生成一个葡萄糖分子，就要消暗反应暗反应光反应光反应NADPHNADPH和和ATPATP耗耗_分子分子CO2。 (4)如果在如果在BC段，适当降低环境的温度后，段，适当降低环境的温度后，发生的现象用曲线表示在图上。发生的现象用曲线表示在图上。64.光合作用原理的实际应用光合作用原理的实际应用光合作用效率光合作用效率1 1、光照强度、光照强度3 3、COCO2 2浓度浓度4 4、矿质元素、矿质元素( (合理施肥合理施肥) )5 5、水、水 （合理灌溉）（合理灌溉）2 2、温度、温度影响光合作用效率的因素影响光合作用效率的因素光照强度光照强度 真正光合速率真正光合速率=净光合速率净光合速率+呼吸速率呼吸速率abc轮作：延长光合作用时间轮作：延长光合作用时间间作、间作、套种套种、合理密植：合理密植： 增加光合作用面积增加光合作用面积合理利用光能合理利用光能温度温度光合作用是在酶的催化下进行的，温度直接光合作用是在酶的催化下进行的，温度直接影响酶的活性。一般植物在影响酶的活性。一般植物在10103535下正下正常进行光合作用。常进行光合作用。CO2CO2浓浓度度b:CO2的补偿点的补偿点c:CO2的饱和点的饱和点acbdeabcde必需矿质元素：必需矿质元素： 矿质元素会矿质元素会直接或间接直接或间接影响光合作用。影响光合作用。氮氮是催化光合作用中各种酶及是催化光合作用中各种酶及H和和ATP的的重要组成成分重要组成成分, 磷磷是是H和和ATP的重要组成的重要组成成分，成分，N、Mg、Fe、Mn等是叶绿素生物等是叶绿素生物合成所必需的元素。糖类的合成和运输都合成所必需的元素。糖类的合成和运输都需要需要K，P在维持叶绿体膜的结构和功能上在维持叶绿体膜的结构和功能上起重要作用。起重要作用。水：水： 水既是光合作用的水既是光合作用的原料原料, 又是体又是体内各种化学反应的内各种化学反应的介质介质。另外。另外, 缺水缺水时使气孔关闭，影响时使气孔关闭，影响CO2进入植物体进入植物体,使光合作用速率下降，所以水对光合使光合作用速率下降，所以水对光合作用影响很大。作用影响很大。 光能利用率光能利用率光合作用效率光合作用效率(轮作轮作)( 合理密植：间种合理密植：间种、套种套种 )1、控制光照强度、控制光照强度2、适当补充、适当补充CO23、适宜的温度、适宜的温度4、矿质元素（、矿质元素（ 合理施肥）合理施肥）5、水（、水（ 合理灌溉）合理灌溉）实验原理：实验原理： 利用真空渗入法排除叶内细胞间隙的空气，充利用真空渗入法排除叶内细胞间隙的空气，充以水分，使叶片沉于水中。在光合作用过程中，以水分，使叶片沉于水中。在光合作用过程中，植物吸收植物吸收CO2放出放出O2，由于，由于O2在水中的溶解度很在水中的溶解度很小，而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上小，而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上浮，根据上浮所需的时间长短，即能比较光合作浮，根据上浮所需的时间长短，即能比较光合作用的强弱。用的强弱。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、取、取3只小烧杯，分别倒入只小烧杯，分别倒入20ml富含二氧化碳的富含二氧化碳的清水（事先可用口通过玻璃管向清水内吹气）清水（事先可用口通过玻璃管向清水内吹气）2、分别向只小烧杯中各放入片小圆形叶片，、分别向只小烧杯中各放入片小圆形叶片，然后分别对这个实验装置进行强、中、弱三种然后分别对这个实验装置进行强、中、弱三种光照（盏台灯分别向个实验装置照射，光照（盏台灯分别向个实验装置照射，光照强弱可通过调节台灯与实验装置间的距离来光照强弱可通过调节台灯与实验装置间的距离来决定）。决定）。3、观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形、观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量叶片浮起的数量观察与记录观察与记录烧烧杯杯光照光照（日光灯）（日光灯）距离距离光照光照强度强度叶子圆片上浮所需时间叶子圆片上浮所需时间第一片第一片第二片第二片第三片第三片第四片第四片140W5CM强240W30CM中340W50CM弱结论：结论：在一定光照强度范围内，光合作用随着光照强度在一定光照强度范围内，光合作用随着光照强度的增强而增强的增强而增强5.5.光合作用与呼吸作用的区别：光合作用与呼吸作用的区别：光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用原料原料CO2、H2OO2、葡萄糖等有机物、葡萄糖等有机物产物产物O2、葡萄糖等有机物、葡萄糖等有机物CO2、H2O等等能量能量转换转换贮藏能量的过程贮藏能量的过程光能光能活跃的化学能活跃的化学能稳稳定的化学能定的化学能释放能量的过程释放能量的过程稳定的化学能稳定的化学能活跃活跃的化学能的化学能发生发生部位部位有叶绿体的细胞、叶绿体有叶绿体的细胞、叶绿体活细胞、线粒体、细活细胞、线粒体、细胞质基质胞质基质发生发生条件条件光照下才可发生光照下才可发生光下、暗处都可发生光下、暗处都可发生6.6.叶绿体和线粒体：叶绿体和线粒体：延长光合作用时间延长光合作用时间增加光合作用面积增加光合作用面积增加光能利用率增加光能利用率提高光合作用效率提高光合作用效率控制光照强弱控制光照强弱控制光质控制光质控制温度控制温度控制控制COCO2 2供应供应控制必需矿质元素供应控制必需矿质元素供应控制控制H H2 2O O供应供应提高复种指数（轮作）提高复种指数（轮作）温室中人工光照温室中人工光照合理密植合理密植间作套种间作套种通风透光通风透光在温室中施有机肥，在温室中施有机肥，使用使用COCO2 2发生器发生器阴生植物阴生植物阳生植物阳生植物提高农作物产量的措施提高农作物产量的措施红光和蓝紫光红光和蓝紫光适时适量施肥适时适量施肥合理灌溉合理灌溉保持昼夜温差保持昼夜温差1 1、生长旺盛的叶片，剪成、生长旺盛的叶片，剪成5mm5mm见方的小块，见方的小块，抽去叶内气体，做下列处理，如图，这四个抽去叶内气体，做下列处理，如图，这四个处理中，沉入底部的叶片小块最先浮起的是处理中，沉入底部的叶片小块最先浮起的是（ ） A A2 2、右图表示光照强度、右图表示光照强度对对A A、B B两种两种C C3 3植物光合植物光合作用强度的影响。据图作用强度的影响。据图回答：回答： O 光照强度 光 合 作 用 强 度 A B P （1）A、B两种植物光两种植物光合作用过程中对光能利合作用过程中对光能利用的差异是用的差异是_ 。（2）在农业生产中，与）在农业生产中，与B植物相比，植物相比，A植物应植物应种植在种植在_条件下。条件下。 在低于在低于P光照强度下光照强度下B植物光能利用率植物光能利用率比比A植物的高，在高于植物的高，在高于P光照强度下光照强度下A植物光能利用植物光能利用率比率比B植物的高。植物的高。强光照强光照3、下面是光合作用过程实验图解，请分析回答：、下面是光合作用过程实验图解，请分析回答：（1 1）装置）装置C C中产生含碳有机物是由于装置中产生含碳有机物是由于装置A A中的结中的结构构 进行了进行了 反应，为反应，为在结构在结构 中进行的中进行的 反反应提供了应提供了 的缘故。的缘故。（2 2）装置）装置B B中不能产生含中不能产生含1414C C的有机物，主要是结构的有机物，主要是结构中缺少中缺少 和和 。基粒基粒 光光 1叶绿体基质叶绿体基质 暗暗 2NADPH、ATP 参与暗反应的酶参与暗反应的酶 C5等等 （3）此试验说明叶绿体是进行光合作用的）此试验说明叶绿体是进行光合作用的完整的完整的 单位。单位。（4）适当增强）适当增强 ，增加，增加 ，以，以及适当提高温度可提高及适当提高温度可提高 ，从，从而提高含碳有机物的产量。而提高含碳有机物的产量。结构结构 光照光照 CO2浓度浓度光合作用强度光合作用强度 4 4、科学家研究、科学家研究COCO2 2 浓度、光照浓度、光照强度和温度对同一植物光合强度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到实验作用强度的影响，得到实验结果如右图。请据图判断下结果如右图。请据图判断下列叙述不正确的是列叙述不正确的是A A光照强度为光照强度为a a时，造成曲线时，造成曲线IIII和和IIIIII光合作用光合作用 强度差异的原因是强度差异的原因是COCO2 2 浓度不同浓度不同B B光照强度为光照强度为 b b 时，造成曲线时，造成曲线 I I和和 IIII光合作用光合作用强度差异的原因是温度不同强度差异的原因是温度不同C C光照强度为光照强度为a ab b，曲线，曲线 I I、IIII光合作用强度随光合作用强度随光照强度升高而升高光照强度升高而升高D D光照强度为光照强度为a ac c，曲线，曲线 I I、IIIIII光合作用强度随光合作用强度随光照强度升高而升高光照强度升高而升高 D