能量之源-光與光合作用(課時(shí))

第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第4節(jié)能量之源—光與光合作用第2課時(shí)：光合作用的原理與應(yīng)用一棵小樹苗一棵大樹提出問題：植物生長所需要的營養(yǎng)物質(zhì)從哪里來？植物生長在土壤中，植物體是由“土壤汁”構(gòu)成的。2000多年前亞里士多德假設(shè)：植物生長所需營養(yǎng)源于土壤作出假設(shè):1629年，比利時(shí)海爾蒙特的實(shí)驗(yàn)：5年內(nèi)只澆純凈雨水柳樹增重7447g土壤減少006g結(jié)論：植物生長所需營養(yǎng)主要源于水一、光合作用探索歷程1771年，普利斯特利的實(shí)驗(yàn)：結(jié)論：植物可以更新空氣500多次植物更新空氣的實(shí)驗(yàn)，又有何新發(fā)現(xiàn)？甲乙結(jié)論：植物體只有在光下、植物有綠葉才能更新污濁的空氣。61779年，英格豪斯重復(fù)實(shí)驗(yàn)1845年，德國科學(xué)家梅耶：根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律明確指出，植物在進(jìn)行光合作用時(shí)，把光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲存起來1785年，明確：綠葉在光下吸收的是二氧化碳，放出的氣體是氧氣；植物吸收的光能哪里去了？這個(gè)化學(xué)能儲存在哪里？以什么形式存在？結(jié)論：光合作用還產(chǎn)生淀粉暗處理半曝光碘蒸汽處理1．為什么對天竺葵先進(jìn)行暗處理（饑餓處理）？2.這個(gè)實(shí)驗(yàn)是否設(shè)置了對照？1864年，薩克斯實(shí)驗(yàn)：1864年，薩克斯實(shí)驗(yàn)：結(jié)論：綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉1880年恩格爾曼光合作用的場所在哪里？實(shí)驗(yàn)材料：水綿（絲狀綠藻）好氧菌水綿結(jié)構(gòu)黑暗、無空氣、好氧菌極細(xì)光束照射完全曝光好氧菌只集中在葉綠體被光束照射到的地方好氧菌集中在葉綠體所有受光部位光束完全曝光極細(xì)光束照射結(jié)論：葉綠體是光合作用的場所;氧氣是葉綠體釋放出來的;光合作用需要光能。嘗試描述光合作用的概念并構(gòu)建出光合作用的反應(yīng)式模型。場所條件反應(yīng)物生成物知識生成光合作用過程反應(yīng)式原料條件產(chǎn)物CO2H2O（CH2O）O2光能葉綠體光合作用：是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程。場所請小組討論完成探究實(shí)驗(yàn)光合作用產(chǎn)生的O2光合作用產(chǎn)生的O2來源于H2O探究光合作用中O2的來源？用18O2分別標(biāo)記H2O和CO2，然后第一組向植物提供H218O和CO2；第二組向植物提供H2O和18CO2，檢測兩組氧氣的放射性18O標(biāo)記的物質(zhì)不同O2中是否含有放射性溫度、光照、植物的生長狀態(tài)等自變量：因變量：無關(guān)變量：探究課題：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：提出問題：作出假設(shè)：CO2H218O?C18O2H2O?預(yù)測1：第一組為O2，第二組為18O2，來自H2O；預(yù)測2：第一組為18O2，第二組為O2，來自CO2；預(yù)測3：兩組既有18O2、也有O2，來自兩者。第一組第二組同位素標(biāo)記法1941年，美國科學(xué)家魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)結(jié)論:光合作用釋放的氧氣全部來自水他用14C標(biāo)記的CO2追蹤了光合作用過程中碳元素的行蹤，從而進(jìn)一步揭示了光合作用中復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)?？栁难h(huán)1946年美國科學(xué)家卡爾文等人的實(shí)驗(yàn)14CO2

14C3(14CH2O)光合作用的探究歷程2000多年前，亞里士多德1648年，海爾蒙特1771年，普利斯特利1779年，英格豪斯1782年，謝尼伯1845年，梅耶1864年，薩克斯1880年，恩格爾曼1939年，魯賓、卡門20世紀(jì)40年代，卡爾文現(xiàn)在，大量科學(xué)家在研究。。。。。。供選用的試劑：NaOH溶液、清水、酒精、碘液在設(shè)計(jì)過程中一定要注意實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循的原則及有關(guān)注意事項(xiàng)。供選用的材料與器材數(shù)量不限。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明CO2是光合作用的原料你來設(shè)計(jì)：

暗處理48小時(shí)實(shí)驗(yàn)組對照組NaOH溶液清水清水實(shí)驗(yàn)組對照組碘液碘液酒精2光合作用的意義光合作用與我們有關(guān)嗎吸入光合作用釋放的氧所吃食物直接或間接來自光合作用制造的有機(jī)物①把無機(jī)物合成有機(jī)物------制造有機(jī)物的“綠色工廠”②將光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能，貯存在有機(jī)物中-------巨型能量轉(zhuǎn)換站③維持了大氣成分的基本穩(wěn)定------空氣凈化器H2O類囊體膜酶Pi

＋ADPATP光反應(yīng)階段光、色素、酶葉綠體內(nèi)的類囊體薄膜上水的光解：H2O[H]+O2光能（還原劑）ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能）ATP酶光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能貯存在ATP中[H]場所：條件：物質(zhì)變化能量變化進(jìn)入葉綠體基質(zhì)，參與暗反應(yīng)供暗反應(yīng)使用CO2五碳化合物

C5

CO2的固定三碳化合物2C3C3的還原葉綠體基質(zhì)多種酶H2O類囊體膜酶Pi

＋ADPATP[H]糖類卡爾文循環(huán)暗反應(yīng)階段CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的還原：ATP[H]、ADP+Pi葉綠體的基質(zhì)中

ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惖?/p>

有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能2C3(CH2O)酶糖類、ATP、酶場所：條件：物質(zhì)變化能量變化CO2五碳化合物

C5

CO2的固定三碳化合物2C3葉綠體基質(zhì)多種酶糖類ATP色素分子可見光C52C3ADPPiATP2H2OO24多種酶酶CH2OCO2吸收光解能固定還原酶光反應(yīng)暗反應(yīng)光合作用的第一階段，必須有光才能進(jìn)行光合作用的第二階段，有沒有光都可以進(jìn)行二、光合作用的過程條件：光、色素、酶場所：反應(yīng)水的光解：ATP的合成：類囊體薄膜上H2O[H]+O2光葉綠體中的色素ADP＋Pi＋光能ATP酶光能1光反應(yīng)階段能量轉(zhuǎn)變：ATP中活躍的化學(xué)能產(chǎn)物：、O2、ATP光合作用第一個(gè)階段中的化學(xué)反應(yīng)，必須有光才能進(jìn)行概念：條件：不需光，需多種酶場所：葉綠體基質(zhì)中過程CO2的固定：CO2＋C52C3酶三碳化合物的還原：ATP中活躍的化學(xué)能ATPADP+PiC3+[H](CH2O)+C5酶能量轉(zhuǎn)變：有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能產(chǎn)物：（CH2O）、ADP、Pi2暗反應(yīng)階段概念：光合作用的第二個(gè)階段中的化學(xué)反應(yīng)，有光無光都可以進(jìn)行光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較項(xiàng)目光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段場所條件物質(zhì)變化能量變化聯(lián)系類囊體薄膜上葉綠體基質(zhì)中需光、色素和酶需多種酶2H2O光4[H]+O2CO2的固定:CO2+C5

2C3光ADP+PiATP酶光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供了和ATP;暗反應(yīng)為光反應(yīng)補(bǔ)充了ADP和Pi。兩者相互獨(dú)立又同時(shí)進(jìn)行,相互制約又密切聯(lián)系C3的還原:2C3

(CH2O)[H],ATP酶光能ATP中活躍的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能1、光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段的比較光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段進(jìn)行部位條件物質(zhì)變化能量變化聯(lián)系類囊體的薄膜葉綠體基質(zhì)中光、色素和酶ATP、、多種酶光能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能（儲存在ATP和中）活躍的化學(xué)能變成穩(wěn)定的化學(xué)能（糖類）光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供暗反應(yīng)產(chǎn)生的為光反應(yīng)合成ATP提供原料水的光解2H2O→4O2ATP形成ADPPi→ATP光酶光能CO2的固定CO2C5→2C3C3的還原2C3→→（CH2O）酶酶ATP和ATPADP和Pi請分析光下的植物突然停止光照后，其體內(nèi)的C5化合物和C3化合物的含量如何變化？停止光照光反應(yīng)停止請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化合物的含量如何變化？↓ATP↓還原受阻C3↑C5↓CO2↓固定停止C3↓C5↑1、植物自身因素2、外界環(huán)境因素（1）光照（2）溫度（3）二氧化碳濃度（4）水分（5）無機(jī)鹽影響光反應(yīng)影響酶活性影響暗反應(yīng)三、影響光合作用的因素利用體外環(huán)境中的某些無機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來制造有機(jī)物。硝化細(xì)菌四、化能合成作用根據(jù)獲取有機(jī)物的方式不同，可以將生物分為：自養(yǎng)生物異養(yǎng)生物光能自養(yǎng)生物化能自養(yǎng)生物（綠色植物）（硝化細(xì)菌等）（生產(chǎn)者）A2B2A1B1怎樣提高植物的光合作用輪作合理密植不同植物對溫度的反應(yīng)不同,一般最適溫度在25℃適時(shí)播種怎樣提高植物的光合作用大棚或溫室中,白天可以適當(dāng)提高溫度怎樣提高植物的光合作用對于農(nóng)田里的農(nóng)作物,確保良好的通風(fēng)對于大棚或溫室中的農(nóng)作物,增施農(nóng)家肥料或使用二氧化碳發(fā)生器或釋放干冰葉片缺水影響葉綠素的生物合成,促進(jìn)已形成的葉綠素分解,造成葉片發(fā)黃水還是光合作用的原料之一另外水還能影響氣孔的開閉,進(jìn)而影響二氧化碳的吸收生產(chǎn)上注意及時(shí)、合理灌溉怎樣提高植物的光合作用氮是催化光合作用過程中各種酶以及NADP和ATP的重要組成成分;磷是NADP和ATP的重要組成成分;綠色植物通過光合作用合成糖類,以及糖類運(yùn)輸?shù)綁K根、塊莖和種子等器官中都需要鉀怎樣提高植物的光合作用生產(chǎn)上注意合理施肥1正常生長的綠藻，照光培養(yǎng)一段時(shí)間后，用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，此后綠藻細(xì)胞的葉綠體內(nèi)不可能發(fā)生的現(xiàn)象是A．O2的產(chǎn)生停止B．CO2的固定加快C．ATP/ADP比值下降D．NADPH/NADP＋比值下降B2為證實(shí)葉綠體有放氧功能，可利用含有水綿與好氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，裝片需要給予一定的條件，這些條件是（）A光照，有空氣，臨時(shí)裝片中無碳酸氫鈉稀溶液