設(shè)計(jì)試驗(yàn)驗(yàn)證植物光合作用需要CO2材料用具

1、第五節(jié)第五節(jié) 光合作用光合作用6CO2+ 6H2O C6H12O6+ 6O2光能光能葉綠體葉綠體設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證植物光合作用需要光照驗(yàn)證植物光合作用需要光照材料用具：材料用具：大葉盆栽一盆，遮光板，大葉盆栽一盆，遮光板， 大小燒杯，酒精，酒精燈，水浴鍋、大小燒杯，酒精，酒精燈，水浴鍋、 碘液等碘液等實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)步驟：. . 檢測(cè)指標(biāo)檢測(cè)指標(biāo). .預(yù)期結(jié)果：預(yù)期結(jié)果：. .設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證植物光合作用需要葉綠體驗(yàn)證植物光合作用需要葉綠體材料用具：材料用具：金邊天竺葵金邊天竺葵( (葉邊緣金黃色葉邊緣金黃色, ,沒有葉綠沒有葉綠體體) )，大小燒杯，酒精，酒精燈，水浴鍋、，大小燒

2、杯，酒精，酒精燈，水浴鍋、碘液碘液等等實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)步驟：. . 檢測(cè)指標(biāo)檢測(cè)指標(biāo). .預(yù)期結(jié)果：預(yù)期結(jié)果：. .設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證植物光合作用需要驗(yàn)證植物光合作用需要CO2 材料用具：材料用具：2 2個(gè)適當(dāng)大小可密封的玻璃罩，個(gè)適當(dāng)大小可密封的玻璃罩， 2 2株長(zhǎng)勢(shì)相同的盆栽植物，株長(zhǎng)勢(shì)相同的盆栽植物， NaOHNaOH溶液溶液( (吸收吸收COCO2 2) )，NaNaH HCOCO3 3溶液溶液 大小燒杯，酒精，酒精燈，水浴鍋、大小燒杯，酒精，酒精燈，水浴鍋、 碘液等碘液等實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)步驟：. . 饑餓處理饑餓處理 保持光照保持光照 酒精脫色酒精脫色碘液碘液檢測(cè)檢測(cè)碳酸氫鈉溶液碳

3、酸氫鈉溶液設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證植物光合作用需要驗(yàn)證植物光合作用需要CO2 材料用具：材料用具：2 2個(gè)適當(dāng)大小可密封的玻璃罩，個(gè)適當(dāng)大小可密封的玻璃罩， 2 2株長(zhǎng)勢(shì)相同的盆栽植物，株長(zhǎng)勢(shì)相同的盆栽植物， NaOHNaOH溶液溶液( (吸收吸收COCO2 2) )，NaNaH HCOCO3 3溶液溶液 大小燒杯，酒精，酒精燈，水浴鍋、大小燒杯，酒精，酒精燈，水浴鍋、 碘液等碘液等預(yù)期結(jié)果：預(yù)期結(jié)果：. .結(jié)果分析：結(jié)果分析：結(jié)論：結(jié)論：亞里斯多德：亞里斯多德： 植物體內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)都是從土壤中獲得的。植物體內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)都是從土壤中獲得的。1717世紀(jì)初，布魯塞爾醫(yī)生世紀(jì)初，布魯塞爾醫(yī)生Van

4、 HelmontVan Helmont實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：小柳樹長(zhǎng)成重小柳樹長(zhǎng)成重76.7kg76.7kg，土壤重量只比試驗(yàn)開土壤重量只比試驗(yàn)開始時(shí)始時(shí)減少減少0.057kg0.057kg。2.3kg2.3kg重的小重的小柳樹種在重柳樹種在重90.8kg90.8kg的干土中的干土中用雨水澆用雨水澆5 5年年結(jié)論：結(jié)論：植物是從水中取得生長(zhǎng)所需物質(zhì)的。植物是從水中取得生長(zhǎng)所需物質(zhì)的。光合作用的發(fā)現(xiàn)光合作用的發(fā)現(xiàn)17711771年年 英國(guó)英國(guó) 普里斯特利普里斯特利 J.PriestiryJ.Priestiry點(diǎn)燃的蠟燭點(diǎn)燃的蠟燭密封的玻璃罩內(nèi)密封的玻璃罩內(nèi)點(diǎn)燃的蠟燭綠色植物點(diǎn)燃的蠟燭綠色植物容易熄滅容易熄

5、滅不容易熄滅不容易熄滅小鼠小鼠小鼠綠色植物小鼠綠色植物密封的玻璃罩內(nèi)密封的玻璃罩內(nèi)容易死亡容易死亡不容易死亡不容易死亡結(jié)論結(jié)論綠色植物可以更新空氣綠色植物可以更新空氣 1779年，荷蘭，英格豪斯重復(fù)了普里斯特利年，荷蘭，英格豪斯重復(fù)了普里斯特利的實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn) 500500多次。多次。結(jié)論：結(jié)論：只有在陽(yáng)光照射下才能成功，只有綠葉只有在陽(yáng)光照射下才能成功，只有綠葉才能更新污濁的空氣。才能更新污濁的空氣。直到直到1785年，人們發(fā)現(xiàn)了空氣的組成。年，人們發(fā)現(xiàn)了空氣的組成。終于明確了綠葉在光下吸收終于明確了綠葉在光下吸收CO2 ，放出，放出O2。 一半遮光一半遮光 另一半曝光另一半曝光 脫色脫色 碘蒸

6、氣碘蒸氣 脫色脫色 碘蒸氣碘蒸氣 遮光的一半不變色遮光的一半不變色 曝光的一半呈曝光的一半呈深藍(lán)色深藍(lán)色 綠葉在暗處放置一晝夜綠葉在暗處放置一晝夜作饑餓處理作饑餓處理結(jié)論：光合作用中產(chǎn)生了淀粉（糖類）。結(jié)論：光合作用中產(chǎn)生了淀粉（糖類）。 同時(shí)證明光合作用需要光。同時(shí)證明光合作用需要光。18641864年年 德國(guó)德國(guó) 薩克斯薩克斯 J. von SachsJ. von Sachs水綿和水綿和好氧細(xì)菌好氧細(xì)菌沒有空氣沒有空氣 黑暗黑暗用極細(xì)的光用極細(xì)的光束照射水綿束照射水綿好氧細(xì)菌向葉綠好氧細(xì)菌向葉綠體被光束照射的體被光束照射的部位集中部位集中水綿和水綿和好氧細(xì)菌好氧細(xì)菌沒有空氣沒有空氣 黑暗黑

7、暗完全暴露完全暴露在光下在光下好氧細(xì)菌分布在好氧細(xì)菌分布在葉綠體所有受光葉綠體所有受光部位的周圍部位的周圍18801880年年 美國(guó)美國(guó) 恩格爾曼恩格爾曼 G. EngelmannG. Engelmann該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有何巧妙之處？該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有何巧妙之處？ 3.3.先用極細(xì)光束照射水綿，而后又讓水綿完全曝先用極細(xì)光束照射水綿，而后又讓水綿完全曝露在光下。露在光下。 先選極細(xì)光束，葉綠體上可分為有光照和無光照先選極細(xì)光束，葉綠體上可分為有光照和無光照的部位，相當(dāng)于一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)；用好氧細(xì)菌檢測(cè)，的部位，相當(dāng)于一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)；用好氧細(xì)菌檢測(cè)，能準(zhǔn)確判斷水綿細(xì)胞中釋放氧的部位。能準(zhǔn)確判斷水綿細(xì)胞中釋放氧的部

8、位。而后用完全曝光的水綿與之做對(duì)照，從而再一次而后用完全曝光的水綿與之做對(duì)照，從而再一次證明實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是光照引起的，并且氧是由葉證明實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是光照引起的，并且氧是由葉綠體釋放出來的。綠體釋放出來的。 1.1.實(shí)驗(yàn)材料選用水綿和好氧細(xì)菌。實(shí)驗(yàn)材料選用水綿和好氧細(xì)菌。 因?yàn)樗d的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察。因?yàn)樗d的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察。用好氧性細(xì)菌可確定釋放氧氣的部位。用好氧性細(xì)菌可確定釋放氧氣的部位。2.2.選用黑暗并且沒有氧氣的環(huán)境。選用黑暗并且沒有氧氣的環(huán)境。 排除了環(huán)境中氧氣和光的干擾。排除了環(huán)境中氧氣和光的干擾。 該實(shí)驗(yàn)的巧妙之處：該實(shí)驗(yàn)的巧妙之處：光合作用產(chǎn)生的氧氣來

9、自水，而不是來自光合作用產(chǎn)生的氧氣來自水，而不是來自COCO2 2 30 30年代初，魯賓和卡門的同位素標(biāo)記年代初，魯賓和卡門的同位素標(biāo)記法實(shí)驗(yàn)，如下圖所示。法實(shí)驗(yàn)，如下圖所示。這一實(shí)驗(yàn)證實(shí)了：這一實(shí)驗(yàn)證實(shí)了：2020世紀(jì)魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)世紀(jì)魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn) 20世紀(jì)世紀(jì)40年代，美國(guó)卡爾文用年代，美國(guó)卡爾文用14CO2供小球供小球藻進(jìn)行光合作用，最終探明了藻進(jìn)行光合作用，最終探明了CO2中碳在光合作中碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中碳的途徑，稱用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中碳的途徑，稱卡爾文循環(huán)卡爾文循環(huán)。基質(zhì)基質(zhì)葉綠體膜葉綠體膜類囊體類囊體一、場(chǎng)所一、場(chǎng)所葉綠體葉綠體葉綠體中色素的提取和分離葉綠體中色素的

10、提取和分離v實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理葉綠體中的色素能溶于有機(jī)溶劑中葉綠體中的色素能溶于有機(jī)溶劑中( (如乙醇等如乙醇等).).色素在層析液中溶解度不同色素在層析液中溶解度不同, ,在濾紙上的擴(kuò)散速度在濾紙上的擴(kuò)散速度也不同也不同( (溶解度高溶解度高擴(kuò)散得快擴(kuò)散得快).).v材料試劑材料試劑新鮮綠色葉片新鮮綠色葉片 95%95%乙醇乙醇 CaCOCaCO3 3 SiOSiO2 2 層析液層析液 v方法步驟方法步驟 提取色素提取色素( (研磨研磨過濾過濾) )制備濾紙條制備濾紙條畫濾液細(xì)畫濾液細(xì)線線分離色素分離色素二、色素二、色素色素的種類色素的種類顏色顏色吸收吸收光譜光譜紙層紙層析圖析圖類胡蘿類胡蘿卜

11、素卜素(約占約占1/4)胡蘿卜素胡蘿卜素C40H56葉黃素葉黃素C40H56O2葉綠素葉綠素(約占約占3/4)葉綠素葉綠素aC55H72O5N4Mg葉綠素葉綠素bC55H70O6N4Mg葉綠體中的色素葉綠體中的色素橙黃色橙黃色黃色黃色藍(lán)綠色藍(lán)綠色黃綠色黃綠色主要是主要是紅光紅光 藍(lán)紫光藍(lán)紫光主要是主要是藍(lán)紫光藍(lán)紫光太陽(yáng)光太陽(yáng)光紅外光紅外光 700nm可見光可見光400 - 700nm紫外光紫外光 400nm紫紫 靛靛 藍(lán)藍(lán) 綠綠 黃黃 橙橙 紅紅吸收光譜吸收光譜葉葉 綠綠 素：主要吸收紅光和藍(lán)紫光素：主要吸收紅光和藍(lán)紫光類胡蘿卜素：主要吸收藍(lán)紫光類胡蘿卜素：主要吸收藍(lán)紫光 對(duì)綠光吸收最少對(duì)綠光

12、吸收最少設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)： 驗(yàn)證葉綠體驗(yàn)證葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光材料用具：材料用具：色素提取液色素提取液 三棱鏡三棱鏡 光源等光源等實(shí)驗(yàn)思路實(shí)驗(yàn)思路:預(yù)期結(jié)果：預(yù)期結(jié)果：. .用恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)方法用恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)方法, ,用水綿臨時(shí)裝片、用水綿臨時(shí)裝片、三棱鏡等材料和用具三棱鏡等材料和用具, ,實(shí)驗(yàn)思路又如何實(shí)驗(yàn)思路又如何? ? 透過三棱鏡的光，照射水綿臨時(shí)裝片，大量好氧透過三棱鏡的光，照射水綿臨時(shí)裝片，大量好氧菌聚集菌聚集在紅光和藍(lán)光區(qū)。說明光合色素主要吸收這兩個(gè)波段的光。在紅光和藍(lán)光區(qū)。說明光合色素主要吸收這兩個(gè)波段的光。問題問題4 色素吸光特性的

13、探究色素吸光特性的探究紅色紅色綠色綠色黑色黑色無色無色選什么顏色的玻璃鐘罩光合作用最強(qiáng)？選什么顏色的玻璃鐘罩光合作用最強(qiáng)？什么顏色最弱？什么顏色最弱？A A 黃色黃色 B B 綠色綠色 c c 紅色紅色v葉綠素的生物合成葉綠素的生物合成光光：是影響葉綠素合成的主要條件：是影響葉綠素合成的主要條件溫度溫度：葉綠素的合成過程有酶的參與：葉綠素的合成過程有酶的參與礦質(zhì)元素礦質(zhì)元素：缺：缺N、Mg、Fe、Mn、Cu或或Zn 時(shí)，葉綠素不能正常形成，呈缺綠癥。時(shí)，葉綠素不能正常形成，呈缺綠癥。v為什么春夏兩季植物的葉子翠綠醉人，而為什么春夏兩季植物的葉子翠綠醉人，而深秋樹葉則金黃斑斕？深秋樹葉則金黃斑斕

14、？因?yàn)榍锾烊~綠素會(huì)因?yàn)橐驗(yàn)榍锾烊~綠素會(huì)因?yàn)椤叭淌苋淌堋辈涣藲獠涣藲鉁叵陆档纫蛩氐挠绊懚纸庀?；胡蘿卜溫下降等因素的影響而分解消失；胡蘿卜素和葉黃素則比較穩(wěn)定，顯出自己的顏色。素和葉黃素則比較穩(wěn)定，顯出自己的顏色。 v“霜葉紅于二月花霜葉紅于二月花”由于葉綠素分解，葉中的由于葉綠素分解，葉中的糖分糖分大量轉(zhuǎn)變大量轉(zhuǎn)變成紅色的成紅色的花青素花青素造成的。造成的。三、光合作用過程三、光合作用過程光合作用的反應(yīng)式光合作用的反應(yīng)式6CO2 + 12 H2*O光能光能葉綠體葉綠體C6H12O6 + 6*O2 + 6H2O 葡萄糖葡萄糖1、光反應(yīng)、光反應(yīng)場(chǎng)所：葉綠體類囊體的薄膜上。場(chǎng)所：葉綠體類囊體的薄膜

15、上。條件：直接需要光、色素、酶。條件：直接需要光、色素、酶。光反應(yīng)包括光系統(tǒng)光反應(yīng)包括光系統(tǒng)和光系統(tǒng)和光系統(tǒng)。葉綠素、類胡蘿卜素復(fù)合體（光系統(tǒng)）葉綠素、類胡蘿卜素復(fù)合體（光系統(tǒng)）葉綠素葉綠素類胡蘿卜素類胡蘿卜素光光光光葉綠素葉綠素a蛋白質(zhì)復(fù)合體蛋白質(zhì)復(fù)合體（可以轉(zhuǎn)換光能）（可以轉(zhuǎn)換光能）光反應(yīng)包括光系統(tǒng)光反應(yīng)包括光系統(tǒng)和光系統(tǒng)和光系統(tǒng)2e-高能電子高能電子低能電子低能電子2e-光系統(tǒng)光系統(tǒng)+ H+ + NADP+NADPH（強(qiáng)還原劑）（強(qiáng)還原劑）光反應(yīng)光反應(yīng)ADP+Pi ATP能量能量光系統(tǒng)光系統(tǒng)低能電子低能電子2e-高能電子高能電子2e-葉綠素、類胡葉綠素、類胡蘿卜素復(fù)合體蘿卜素復(fù)合體 O2

16、 + 2H+H2O2e-2、碳反應(yīng)、碳反應(yīng)場(chǎng)所：葉綠體基質(zhì)。場(chǎng)所：葉綠體基質(zhì)。條件：不需光直接參與、需多種酶。條件：不需光直接參與、需多種酶。多種酶多種酶參加催化參加催化1個(gè)個(gè)CO2碳反應(yīng)碳反應(yīng)提供提供NADPH提供提供ATP還還 原原2個(gè)個(gè)三碳糖三碳糖磷酸磷酸三碳糖三碳糖離開卡爾文循環(huán)離開卡爾文循環(huán)三碳糖三碳糖再生為再生為RuBP2個(gè)磷酸甘油酸個(gè)磷酸甘油酸1個(gè)個(gè)RuBP固固 定定（C5）（C3） CO2的固定；的固定； C3的還原。的還原。 C5的再生。的再生。多種酶多種酶參加催化參加催化3個(gè)個(gè)CO2 CO2的固定；的固定； C3的還原。的還原。 C5的再生。的再生。碳反應(yīng)碳反應(yīng)提供提供NA

17、DPH提供提供ATP還還 原原6個(gè)個(gè)三碳糖三碳糖磷酸磷酸1個(gè)個(gè)三碳糖三碳糖離開卡爾文循環(huán)離開卡爾文循環(huán)5個(gè)個(gè)三碳糖三碳糖再生為再生為3個(gè)個(gè)RuBP6個(gè)個(gè)磷酸甘油酸磷酸甘油酸3個(gè)個(gè)RuBP固固 定定（C5）（C3）參與合成淀粉、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)；大部參與合成淀粉、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)；大部分三碳糖運(yùn)到葉綠體外，轉(zhuǎn)變成蔗糖分三碳糖運(yùn)到葉綠體外，轉(zhuǎn)變成蔗糖光反應(yīng)與碳反應(yīng)的關(guān)系光反應(yīng)與碳反應(yīng)的關(guān)系葉綠體葉綠體中的色素中的色素H2ONADPHATPADP + Pi水的光解水的光解O22C3酸酸RuBP三碳糖三碳糖多種酶多種酶參加催化參加催化CO2還還 原原固固 定定RuBP的再生的再生光反應(yīng)階光反應(yīng)階段段碳反應(yīng)階段

18、碳反應(yīng)階段（在葉綠體類囊體膜上）（在葉綠體類囊體膜上）（在葉綠體基質(zhì)中）（在葉綠體基質(zhì)中）H2ONADP+例例: :對(duì)某植株作如下處理：（甲）持續(xù)足夠強(qiáng)對(duì)某植株作如下處理：（甲）持續(xù)足夠強(qiáng)光照光照1010分鐘，（乙）足夠強(qiáng)光照分鐘，（乙）足夠強(qiáng)光照5 5秒鐘后再暗秒鐘后再暗處理處理5 5秒鐘，連續(xù)交替進(jìn)行秒鐘，連續(xù)交替進(jìn)行2020分鐘。若其他條分鐘。若其他條件不變，則在甲、乙兩種情況下植株制造的有件不變，則在甲、乙兩種情況下植株制造的有機(jī)物總量是機(jī)物總量是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.無法確定無法確定v光合作用的實(shí)質(zhì)光合作用的實(shí)質(zhì)

19、把無機(jī)物把無機(jī)物(CO2+H2O) 有機(jī)物；有機(jī)物；光能光能 電能電能 ATP、NADPH中活躍中活躍的化學(xué)能的化學(xué)能 有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能。有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能。是最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。是最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。四、光合作用的實(shí)質(zhì)和四、光合作用的實(shí)質(zhì)和意義意義6CO2 + 12 H2*O光能光能葉綠體葉綠體C6H12O6 + 6*O2 + 6H2O 葡萄糖葡萄糖意義意義 (1)制造有機(jī)物，吸收制造有機(jī)物，吸收CO2和釋放和釋放O2，光能，光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能。轉(zhuǎn)化成化學(xué)能。(2)進(jìn)化中的作用：需氧呼吸生物得以發(fā)生進(jìn)化中的作用：需氧呼吸生物得以發(fā)生 與發(fā)展；形成臭氧層，使水生生物登陸。與

20、發(fā)展；形成臭氧層，使水生生物登陸。四、光合作用的實(shí)質(zhì)和四、光合作用的實(shí)質(zhì)和意義意義6CO2 + 12 H2*O光能光能葉綠體葉綠體C6H12O6 + 6*O2 + 6H2O 葡萄糖葡萄糖自養(yǎng)型與異養(yǎng)型判斷的標(biāo)準(zhǔn)：自養(yǎng)型與異養(yǎng)型判斷的標(biāo)準(zhǔn)： 能不能能不能直接直接利用利用無機(jī)物無機(jī)物制造有機(jī)物制造有機(jī)物1 1、同化作用類型、同化作用類型新陳代謝類型新陳代謝類型自養(yǎng)型自養(yǎng)型異養(yǎng)型異養(yǎng)型2 2、異化作用類型、異化作用類型需氧型需氧型厭氧型厭氧型光合作用的總反應(yīng)式光合作用的總反應(yīng)式C6H12O6+6O2 +6H2O 6CO2+12H2O+能量能量酶酶需氧呼吸總反應(yīng)式需氧呼吸總反應(yīng)式6CO2 + 12 H

21、2*O光能光能葉綠體葉綠體C6H12O6 + 6*O2 + 6H2O 葡萄糖葡萄糖比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目光合作用光合作用細(xì)胞呼吸細(xì)胞呼吸(需氧需氧)區(qū)區(qū)別別場(chǎng)所場(chǎng)所發(fā)生時(shí)間發(fā)生時(shí)間條件條件物質(zhì)變化物質(zhì)變化能量變化能量變化H的來源的來源H的作用的作用實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì) 聯(lián)聯(lián) 系系葉綠體葉綠體細(xì)胞溶膠、線粒體細(xì)胞溶膠、線粒體有光時(shí)進(jìn)行（白天）有光時(shí)進(jìn)行（白天）時(shí)刻都在進(jìn)行時(shí)刻都在進(jìn)行需光、需光、COCO2 2、葉綠體等、葉綠體等需氧、酶等需氧、酶等無機(jī)物無機(jī)物有機(jī)物有機(jī)物 有機(jī)物有機(jī)物無機(jī)物無機(jī)物光能光能化學(xué)能化學(xué)能化學(xué)能化學(xué)能ATPATP中化學(xué)能中化學(xué)能H H2 2O O的光解的光解C C6 6H H1212O

22、 O6 6、丙酮酸、丙酮酸、H H2 2O O的分解的分解還原三碳酸還原三碳酸與與O O2 2結(jié)合生成結(jié)合生成H H2 2O O合成有機(jī)物，貯存能量合成有機(jī)物，貯存能量分解有機(jī)物，釋放能量分解有機(jī)物，釋放能量光合作用為細(xì)胞呼吸提供有機(jī)物、光合作用為細(xì)胞呼吸提供有機(jī)物、O O2 2；細(xì)胞呼吸為光合作用提供細(xì)胞呼吸為光合作用提供COCO2 2等等五、光合作用和需氧呼吸的比較五、光合作用和需氧呼吸的比較熱能熱能探究環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響探究環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響1、影響光合作用的環(huán)境因素有哪些、影響光合作用的環(huán)境因素有哪些?2、選擇一種因素設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、選擇一種因素設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)作出假設(shè)作出假設(shè): 。4、

23、你選哪些材料和用具、你選哪些材料和用具?3、供選材料和用具供選材料和用具: 黑藻或金魚藻黑藻或金魚藻,水水,冰塊冰塊,NaHCO3,pH試紙?jiān)嚰?100W聚光燈聚光燈,溫度計(jì)溫度計(jì),大燒杯大燒杯,不同顏色的玻璃紙不同顏色的玻璃紙,實(shí)驗(yàn)裝置等實(shí)驗(yàn)裝置等6、測(cè)量指標(biāo)是什么、測(cè)量指標(biāo)是什么?5、你組的可變因素、你組的可變因素(自變量自變量)是什么是什么?準(zhǔn)備如何變化準(zhǔn)備如何變化?通過什么方法實(shí)現(xiàn)通過什么方法實(shí)現(xiàn)?7 7、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表. . NaHCONaHCO3 3溶液濃度溶液濃度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

24、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次次平均平均每分鐘產(chǎn)生每分鐘產(chǎn)生氣體體積氣體體積不同濃度不同濃度NaHCONaHCO3 3溶液中植物光合作用每分鐘產(chǎn)生氣溶液中植物光合作用每分鐘產(chǎn)生氣體體積記錄表體體積記錄表( (或產(chǎn)生或產(chǎn)生10mL10mL氣體所用時(shí)間氣體所用時(shí)間) ) 光合作用強(qiáng)度光合作用強(qiáng)度（速率）（速率） = =制造有機(jī)物量（放制造有機(jī)物量（放O O2 2量、吸量、吸COCO2 2量）量）單位時(shí)間、單位光合作用面積單位時(shí)間、單位光合作用面積光合作用速率光合作用速率 單位時(shí)間內(nèi)，單位光合作用面積所固定的單位時(shí)間內(nèi)，單位光合作

25、用面積所固定的太陽(yáng)能?？梢杂蒙a(chǎn)的有機(jī)物的量、植物釋放太陽(yáng)能?？梢杂蒙a(chǎn)的有機(jī)物的量、植物釋放的氧氣的量、吸收的二氧化碳的量來表示。的氧氣的量、吸收的二氧化碳的量來表示。六、影響光合作用的因素六、影響光合作用的因素光合作用制造有機(jī)物量光合作用制造有機(jī)物量光合作用產(chǎn)生的光合作用產(chǎn)生的O O2 2量量光合作用吸收的光合作用吸收的COCO2 2量量葉綠體光合作用吸收葉綠體光合作用吸收COCO2 2量量總光合作用速率總光合作用速率（實(shí)際光合速率、（實(shí)際光合速率、真正光合速率）真正光合速率）凈光合作用速率凈光合作用速率（表觀光合速率）（表觀光合速率）有機(jī)物積累（增加）量有機(jī)物積累（增加）量測(cè)定的測(cè)定的O

26、 O2 2釋放量釋放量測(cè)定的測(cè)定的COCO2 2吸收量吸收量 真正光合速率真正光合速率 = 表觀光合速率表觀光合速率 + 呼吸速率呼吸速率光照強(qiáng)度光照強(qiáng)度AB（光補(bǔ)償點(diǎn)）（光補(bǔ)償點(diǎn)）（光飽和點(diǎn)）（光飽和點(diǎn)）CO2的吸收值的吸收值CO2的釋放值的釋放值光照強(qiáng)度的影響光照強(qiáng)度的影響黑暗中呼吸作用強(qiáng)度黑暗中呼吸作用強(qiáng)度凈凈光合速率光合速率真正真正( (總總) )光合速率光合速率 = = 表觀表觀( (凈凈) )光合速率光合速率 + + 呼吸速率呼吸速率v在一般情況下，曲線上升段，主要的限制因在一般情況下，曲線上升段，主要的限制因素是？光照強(qiáng)度達(dá)到素是？光照強(qiáng)度達(dá)到B點(diǎn)后，限制光合速率點(diǎn)后，限制光合速

27、率的主要原因有哪些？為什么？的主要原因有哪些？為什么？-4048光照強(qiáng)度光照強(qiáng)度AB（光補(bǔ)償點(diǎn)）（光補(bǔ)償點(diǎn)）（光飽和點(diǎn)）（光飽和點(diǎn)）CO2的吸收值的吸收值CO2的釋放值的釋放值光照強(qiáng)度的影響光照強(qiáng)度的影響v如果植物白天長(zhǎng)時(shí)間處于光照強(qiáng)度為如果植物白天長(zhǎng)時(shí)間處于光照強(qiáng)度為A點(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí)有否正常生長(zhǎng)有否正常生長(zhǎng)?為什么？為什么？v如果上圖為陽(yáng)生植物的曲線圖，如何表示陰如果上圖為陽(yáng)生植物的曲線圖，如何表示陰生植物的光合速率隨著光照強(qiáng)度變化生植物的光合速率隨著光照強(qiáng)度變化?v點(diǎn)和點(diǎn)比較，點(diǎn)和點(diǎn)比較，NADPH、三碳酸、三碳酸、RuBP含量如何？含量如何？v適當(dāng)提高溫度或適當(dāng)提高溫度或CO2濃度，濃度，C、

28、A、B點(diǎn)？點(diǎn)？CE紅光區(qū)紅光區(qū) 藍(lán)紫光區(qū)藍(lán)紫光區(qū)不同光質(zhì)對(duì)光合速率的影響不同光質(zhì)對(duì)光合速率的影響光合作用合成量光合作用合成量光強(qiáng)度光強(qiáng)度 藍(lán)光藍(lán)光紅光紅光黃光黃光PPF 1000, Pn (molm-2s-1)Time of day (h)v光合速率的日變化光合速率的日變化0510152025303540510152025植物吸收或釋放植物吸收或釋放COCO2 2速率速率0 0吸收吸收釋放釋放a ab bc cd de ef fg gh hi i時(shí)間時(shí)間時(shí)間時(shí)間玻璃罩內(nèi)玻璃罩內(nèi)COCO2 2濃度濃度A AB BC CD DE EF F18184 4 6 6101016162424G圖一圖一圖二

29、圖二C5相相對(duì)對(duì)含含量量時(shí)間（時(shí)間（h）60121824ABCDEFGHIJ2、溫度的影響、溫度的影響葉溫葉溫溫度溫度影響酶的活性影響酶的活性主要是碳反應(yīng)速率主要是碳反應(yīng)速率 光合作用整套機(jī)構(gòu)對(duì)溫度比較敏感，溫度過高時(shí)光光合作用整套機(jī)構(gòu)對(duì)溫度比較敏感，溫度過高時(shí)光合速率會(huì)減弱。光合作用的最適溫度因植物種類而異。合速率會(huì)減弱。光合作用的最適溫度因植物種類而異。 (2)影響光合速率的因素（溫度）影響光合速率的因素（溫度）呼吸作用呼吸作用光合作用光合作用溫度溫度光合或呼吸強(qiáng)光合或呼吸強(qiáng)度度0 將生長(zhǎng)狀況相同的水稻幼苗分成若干組，分別置將生長(zhǎng)狀況相同的水稻幼苗分成若干組，分別置于不同日溫和夜溫下生長(zhǎng)，

30、其他條件相同且適宜。一于不同日溫和夜溫下生長(zhǎng)，其他條件相同且適宜。一段時(shí)間后測(cè)定統(tǒng)計(jì)每組幼苗的平均高度，結(jié)果如下：段時(shí)間后測(cè)定統(tǒng)計(jì)每組幼苗的平均高度，結(jié)果如下：日溫日溫() 夜溫夜溫()1117233033.2cm19.9cm2330.7cm24.9cm15.8cm1716.8cm10.9cm 溫室栽培中，可適當(dāng)提高白天溫度，適當(dāng)降低夜溫室栽培中，可適當(dāng)提高白天溫度，適當(dāng)降低夜間溫度，從而提高作物產(chǎn)量（有機(jī)物積累量）。間溫度，從而提高作物產(chǎn)量（有機(jī)物積累量）。 影響光合速率的因素（溫度）影響光合速率的因素（溫度）CO2濃度的影響濃度的影響CO2濃度濃度影響碳反應(yīng)中三碳酸的生成影響碳反應(yīng)中三碳酸

31、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在適宜濃度范在適宜濃度范圍內(nèi)，光合速率會(huì)隨圍內(nèi)，光合速率會(huì)隨CO2濃度的增高而增高。濃度的增高而增高。 光照強(qiáng)度光照強(qiáng)度較高較高CO2濃度濃度較低較低CO2濃度濃度不同不同CO2濃度下光照強(qiáng)度濃度下光照強(qiáng)度對(duì)光合速率的影響對(duì)光合速率的影響各種環(huán)境因素的綜合作用各種環(huán)境因素的綜合作用ABv討論：討論：A、B點(diǎn)點(diǎn),限制光合作用強(qiáng)度限制光合作用強(qiáng)度的因素分別是什么的因素分別是什么?CO2的吸收值的吸收值CO2的釋放值的釋放值光照強(qiáng)度光照強(qiáng)度適宜溫度適宜溫度較低溫度較低溫度不同溫度條件下光照強(qiáng)度對(duì)光合速率的

32、影響不同溫度條件下光照強(qiáng)度對(duì)光合速率的影響各種環(huán)境因素的綜合作用各種環(huán)境因素的綜合作用光合速率光合速率AB增加光合作用面積增加光合作用面積提高提高產(chǎn)量產(chǎn)量提高農(nóng)作物的產(chǎn)量的措施提高農(nóng)作物的產(chǎn)量的措施控制光照強(qiáng)度控制光照強(qiáng)度適當(dāng)增加適當(dāng)增加 COCO2 2的濃度的濃度提供充足的肥料提供充足的肥料控制好溫室內(nèi)的溫度控制好溫室內(nèi)的溫度提供充足的水分提供充足的水分延長(zhǎng)光合作用時(shí)間延長(zhǎng)光合作用時(shí)間通風(fēng)通風(fēng)施有機(jī)肥施有機(jī)肥施施NHNH4 4HCOHCO3 3用用COCO2 2發(fā)生器發(fā)生器大田大田溫溫室室( (套種、輪種等套種、輪種等) )( (合理密植、間作等合理密植、間作等) )1.(03江蘇江蘇)生長(zhǎng)

33、旺盛的葉片生長(zhǎng)旺盛的葉片,剪成剪成5毫米見方的毫米見方的小塊小塊,抽去葉內(nèi)氣體抽去葉內(nèi)氣體,做下列處理做下列處理(見圖及圖見圖及圖注注),這四個(gè)處理中這四個(gè)處理中,沉入底部的葉片小塊最沉入底部的葉片小塊最先浮起的是先浮起的是照光照光2 2、（、（0606四川卷）將川芎植株的一葉片置于恒溫的密四川卷）將川芎植株的一葉片置于恒溫的密閉小室，調(diào)節(jié)小室閉小室，調(diào)節(jié)小室 COCO2 2 濃度，在適宜光照強(qiáng)度下測(cè)濃度，在適宜光照強(qiáng)度下測(cè)定葉片光合作用的強(qiáng)度（以定葉片光合作用的強(qiáng)度（以 COCO2 2 吸收速率表示），吸收速率表示），測(cè)定結(jié)果如下圖。下列相關(guān)敘述，正確的是測(cè)定結(jié)果如下圖。下列相關(guān)敘述，正確的

34、是 A A如果光照強(qiáng)度適當(dāng)降低，如果光照強(qiáng)度適當(dāng)降低，a a 點(diǎn)左移，點(diǎn)左移，b b 點(diǎn)左移點(diǎn)左移 B B如果光照強(qiáng)度適當(dāng)降低，如果光照強(qiáng)度適當(dāng)降低，a a 點(diǎn)左移，點(diǎn)左移，b b 點(diǎn)右移點(diǎn)右移 C C如果光照強(qiáng)度適當(dāng)增強(qiáng)，如果光照強(qiáng)度適當(dāng)增強(qiáng)，a a 點(diǎn)右移，點(diǎn)右移，b b 點(diǎn)右移點(diǎn)右移 D D如果光照強(qiáng)度適當(dāng)增強(qiáng)，如果光照強(qiáng)度適當(dāng)增強(qiáng)，a a 點(diǎn)左移，點(diǎn)左移，b b 點(diǎn)右移點(diǎn)右移3 3（0606上海）一生長(zhǎng)著大量綠藻的池塘，一天上海）一生長(zhǎng)著大量綠藻的池塘，一天內(nèi)池水中內(nèi)池水中COCO2 2濃度變化正確的是濃度變化正確的是4 4(07(07山東山東) )以測(cè)定的以測(cè)定的COCO2 2吸收量

35、與釋放量為指標(biāo)，吸收量與釋放量為指標(biāo)，研究溫度對(duì)某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響，研究溫度對(duì)某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響，結(jié)果如圖所示。下列分析正確的是結(jié)果如圖所示。下列分析正確的是 A.A.光照相同時(shí)間，光照相同時(shí)間，3535時(shí)光時(shí)光合作用制造的有機(jī)物的量與合作用制造的有機(jī)物的量與3030時(shí)相等時(shí)相等B.B.光照相同時(shí)間，在光照相同時(shí)間，在2020條條件下植物積累的有機(jī)物的量件下植物積累的有機(jī)物的量最多最多C.C.溫度高于溫度高于2525時(shí)，光合作時(shí)，光合作用制造的有機(jī)物的量開始減用制造的有機(jī)物的量開始減少少D.D.兩曲線的交點(diǎn)表示光合作用制造的與呼吸作用消兩曲線的交點(diǎn)表示光合作用制

36、造的與呼吸作用消耗的有機(jī)物的量相等耗的有機(jī)物的量相等例例5、某植物在黑暗條件下每小時(shí)某植物在黑暗條件下每小時(shí)CO2增加增加22.4ml，在光下，在光下每小時(shí)每小時(shí)CO2減少減少56ml，（假設(shè)溫度是恒定的，體積在，（假設(shè)溫度是恒定的，體積在標(biāo)況下測(cè)定標(biāo)況下測(cè)定,光合作用的產(chǎn)物都為葡萄糖，呼吸作用分光合作用的產(chǎn)物都為葡萄糖，呼吸作用分解的物質(zhì)都是葡萄糖）問：解的物質(zhì)都是葡萄糖）問：（1）光下每小時(shí)光合作用產(chǎn)生葡萄糖多少克？）光下每小時(shí)光合作用產(chǎn)生葡萄糖多少克？（2）若原葡萄糖）若原葡萄糖7.2克，在黑暗中幾天可分解完？克，在黑暗中幾天可分解完？（3）光下每小時(shí)葡萄糖的凈產(chǎn)量多少克？）光下每小時(shí)葡

37、萄糖的凈產(chǎn)量多少克？（4）光下）光下2小時(shí)，再置于黑暗中小時(shí)，再置于黑暗中8小時(shí)，葡萄糖量變小時(shí)，葡萄糖量變化情況如何？化情況如何？0.105克克10天天0.075克克0.09克克減少減少例例6 6請(qǐng)回答下列有關(guān)光合作用的問題。請(qǐng)回答下列有關(guān)光合作用的問題。在一定濃度的在一定濃度的COCO2 2和適當(dāng)?shù)臏囟葪l件下，測(cè)定某雙子和適當(dāng)?shù)臏囟葪l件下，測(cè)定某雙子葉植物葉片在不同光照條件下的光合作用速度，結(jié)果葉植物葉片在不同光照條件下的光合作用速度，結(jié)果如右表。表中負(fù)值表示二氧化碳釋放量，正值表示二如右表。表中負(fù)值表示二氧化碳釋放量，正值表示二氧化碳吸收量。氧化碳吸收量。(1)(1)在右側(cè)坐標(biāo)系上繪出光照強(qiáng)度與該植物葉片光在右側(cè)坐標(biāo)系上繪出光照強(qiáng)度與該植物葉片光合作用速度的關(guān)系圖。合作用速度的關(guān)系圖。(2)(2)該植物葉片的呼吸速度該植物葉片的呼吸速度是是 (CO(CO2 2mg/lOOcmmg/lOOcm2 2葉葉小時(shí)小時(shí)) )。(3)(3)在光照強(qiáng)度為在光照強(qiáng)度為 千勒克千勒克司時(shí)，該植物葉片光合作用合成量司時(shí)，該植物葉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，將該植物葉在一天中，將該植物葉片置于片置于