第2節(jié)光合作用——地球上最重要的化學反應植物生長所需的營養(yǎng)從何而來？植物增加的重量=土壤減少的重量植物生長在土壤中，土壤是構建植物體的唯一原料提出疑問提出假設推出結論一、光合作用的研究歷史（一）1642年（比）范·赫爾蒙特的柳樹實驗植物增加的重量=土壤減少的重量?柳樹2.3kg泥土干重90.8kg泥土干重90.7kg樹干、枝條和根76.7kg植物增加的重量≠土壤減少的重量提出疑問提出假設設計實驗五年后實施實驗新的假設解答疑問得出結論分析數據植物增重74.4kg，土壤減重0.1kg植物增加的重量＞土壤減少的重量新的疑問植物增重的物質來自于什么？植物增重的物質來源于水柳樹2.3kg泥土干重90.8kg泥土干重90.7kg樹干、枝條和根76.7kg五年后（二）1771年（英）普里斯特利的鐘罩實驗提出疑問設計實驗裝置A-1裝置B-1如何使因蠟燭燃燒和動物呼吸變污濁的空氣得到改善植物能改善變污濁的空氣提出假設實施實驗分析數據得出結論解答疑問植物能改善變污濁的空氣新的疑問實驗有時成功，有時失敗裝置B裝置A（三）1779年（荷）英格豪斯的鐘罩實驗提出疑問提出假設設計實驗實施實驗分析數據得出結論解答疑問普里斯特利實驗有成功有失敗光照是植物能夠改善空氣的必要條件光照是實驗成功的必要條件置于暗處幾小時（四）1864年（德）薩克斯的半葉法實驗提出疑問提出假設設計實驗實施實驗光合作用的產物是什么？光合作用的產物是淀粉得出結論解答疑問淀粉是光合作用的產物分析數據（五）1939年魯賓和卡門的同位素標記法實驗提出疑問光合作用釋放的O2來自H2O還是CO2解答疑問得出結論分析數據實施實驗光合作用釋放的O2全部來自H2O提出假設設計實驗（六）1940’s卡爾文的同位素標記法實驗提出疑問提出假設設計實驗實施實驗分析數據得出結論解答疑問CO2轉化成有機物的途徑CO2經過一系列中間步驟，最終轉化為有機物CO2經過一系列中間步驟，最終轉化為有機物給小球藻懸浮液通14CO2。葉綠體基質外膜和內膜（一）葉綠體二、葉綠體及其色素類囊體2、形態(tài)3、結構1、功能進行光合作用的場所基粒實驗八葉綠體中色素的提取和分離一、實驗目的1、學會葉綠體色素的提取和分離方法2、了解葉綠體色素的種類三、實驗材料新鮮菠菜葉片二、實驗原理1、色素提取2、色素分離色素隨層析液在濾紙上擴散的速度不同，運用紙層析法使色素在擴散過程中分離開來色素易溶解在有機溶劑中（一）葉綠體色素的提取取材研磨（二）葉綠體色素的分離制備濾紙條（對稱剪去兩側）過濾毛細管畫濾液細線（細、直、均勻，重復多次）紙層析（濾液細線不沒及層析液）10ml無水乙醇分3次加入少量石英砂、碳酸鈣四、實驗步驟1.5cm19.5cm1cm5g除去主葉脈的葉片，剪碎濾液細線層析液胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）葉綠素a(藍綠色)葉綠素b(黃綠色)紙層析結果（二）色素葉綠素2、種類1、分布類囊體膜3、功能類囊體膜類胡蘿卜素（2）將光能轉化為電能（1）選擇吸收光譜葉綠素a主要吸收藍紫光主要吸收紅橙光和藍紫光類胡蘿卜素葉綠素ATP合成酶氧化的葉綠素a高能eH2OeO2H+H+H+H+ADP+PiNADP+NADPH(CH2O)nH2O三碳化合物還原五碳化合物再生色素光能葉綠素aO2光反應暗反應（類囊體）卡爾文循環(huán)高能e水的光解光能（葉綠體基質）三碳化合物五碳化合物CO2CO2固定ATP三、光合作用的過程H+能量活躍的化學能穩(wěn)定的化學能光反應暗反應場所條件物質變化能量轉換聯系類囊體葉綠體基質光、色素、酶酶光能轉變?yōu)榛钴S的化學能，儲存在ATP和NADPH中1、光反應為暗反應提供ATP和NADPH1、水的光解1、CO2的固定3、NADPH形成2、ATP形成3、五碳化合物再生2、三碳化合物還原2、暗反應為光反應補充ADP、Pi和NADP+ATP和NADPH中活躍的化學能轉化為(CH2O)n中穩(wěn)定的化學能總反應式：CO2+2H2O*(CH2O)+H2O+O2*↑光能葉綠體C3C5NADPH和ATP(CH2O)nCO2供應不變停止光照光照不變停止CO2供應項目條件減少減少減少增加減少增加增加減少（葉綠體）糖類淀粉合成蔗糖轉變蛋白質脂質合成（葉肉細胞）組別沸水1%NaHCO32%NaHCO3葉片平均上浮時間(min)510152025CO2濃度對葉圓片平均上浮時間的影響>20105實驗結論1：隨著CO2濃度增加，光合作用增強。實驗結論2：隨著光照強度增強，光合作用增強。實驗九探究影響光合作用的因素二、實驗原理排除葉肉細胞間隙的空氣（一）衡量光合作用的強弱相同面積的青菜葉片在單位時間內進行光合作用釋放O2的量。（三）真空滲水法（二）比較葉片上浮所需時間長短→積累在葉肉細胞間隙→葉片上浮O2在水中溶解度小→充以水分一、實驗材料青菜葉片→葉片下沉（一）制備葉圓片1、用鉆孔器在青菜葉片上（避開主葉脈）打下40片葉圓片將10片葉圓片放入注射器中注射器吸入5mL水，排除注射器中空氣手指堵住前端管口，把活塞用力向后拉3~4次緩慢輕輕放開手指3、40片下沉的葉圓片放在裝有水的塑料杯中2、利用真空滲水法使葉圓片下沉三、實驗步驟（排除細胞間隙空氣）（充以水分）探究光照強度的影響探究CO2濃度的影響（二）分組實驗60W光照每只＋2%NaHCO3溶液Ⅰ號：＋煮沸后冷卻的水Ⅱ號：＋1%NaHCO3溶液Ⅲ號：＋2%NaHCO3溶液Ⅰ號：黑暗Ⅱ號：60W光照Ⅲ號：120W光照放入10片下沉的葉圓片（分散，不重疊）放入10片下沉的葉圓片（分散，不重疊）打開光源水浴記錄葉圓片上浮所需時間四、影響光合作用的因素光合作用強度（光合速率）：用一定量的植物（如一定量的葉面積）在單位時間內進行光合作用釋放O2或消耗CO2的量來表示。環(huán)境因子（一）光光合作用的能量來源1、影響2、措施（2）溫室②延長光照時間①增強光照強度③用玻璃無色透明（主要影響）光反應（1）合理密植光合速率光照強度紅光和藍紫光黃光小麥產量與播種量的關系（二）CO2濃度提高CO2濃度（1）溫室②燃燒植物秸稈①使用CO2發(fā)生器（3）合理密植⑤與豬圈、雞舍、鴨棚連通光合作用的原料2、措施1、影響（主要影響反應）增施有機肥③養(yǎng)小動物④養(yǎng)殖食用菌、農家肥暗（2）大田確保通風良好適當（三）溫度（1）直接影響酶的活性（2）間接影響細胞呼吸1、影響（2）大田（1）溫室③夜晚②覆蓋地膜①冬天2、措施①適時播種主要影響反應暗適當升溫②夏天適當降溫適當降溫（3）間接影響蒸騰作用（四）水（1）光合作用的原料（3）缺水導致氣孔關閉，CO2進入受阻1、影響（2）化學反應的介質2、措施及時灌溉時間