1、四、綠色植物的光合作用,1771年，英，普里斯特利的實(shí)驗(yàn),1864年，德，薩克斯的實(shí)驗(yàn),1880年，美，恩格爾曼的實(shí)驗(yàn),20世紀(jì)30年代，美，魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn),一、光合作用的發(fā)現(xiàn),1771年，普里斯特利(英)的實(shí)驗(yàn),已知材料：綠色植物 環(huán)境因素：光照 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 夕照下丁香旁的蠟燭依然燃燒， 小老鼠也依然存活,結(jié)論： 綠色植物可以更新空氣,1864年，薩克斯(德)的實(shí)驗(yàn),（置于暗處幾小時(shí)） 思考：目的是什么？,實(shí)驗(yàn)結(jié)果？,驗(yàn)證：條件光，產(chǎn)物淀粉,1880年，恩格爾曼的實(shí)驗(yàn),隔絕空氣,黑暗，用極細(xì)光束照射,完全暴露在光下,水綿和好氧細(xì)菌的裝片,結(jié)論： 氧是由 葉綠體釋放出來的， 葉綠體是光合作用

2、的場(chǎng)所。 光合作用需要光照,20世紀(jì)30年代，魯賓和卡門（美）的同位素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)，如下圖所示：,這一實(shí)驗(yàn)證實(shí)了： 光合作用產(chǎn)生的氧氣（產(chǎn)物）全部來自水（原料），而不是來自CO2,思考：驗(yàn)證CO2是光合作用原料如何設(shè)計(jì)？ 驗(yàn)證葉綠體是場(chǎng)所如何設(shè)計(jì)？,二、葉綠體中的色素,胡蘿卜素,葉黃素,葉綠素a,葉綠素b,葉綠體中的色素,葉綠素（占總量的3/4）,葉綠體中的色素主要吸收紅橙光和藍(lán)紫光,葉綠素中的吸收光譜,0,400,500,600,700 nm,50,100,葉綠素b,葉綠素a,光能轉(zhuǎn)變成電能中色素的作用： 聚光色素 作用中心色素,絕大多數(shù)葉綠素a ,全部葉綠素b，胡蘿卜素，葉黃素 (吸收、傳遞光

3、能),少數(shù)處于特殊狀態(tài)下葉綠素a （吸收、把光能轉(zhuǎn)換成電能）,三、光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段的比較,光能轉(zhuǎn)換成電能 再變成活躍的化學(xué)能 （ATP、NADPH中）,活躍的化學(xué)能變成穩(wěn)定的化學(xué)能,光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供NADPH和ATP,暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應(yīng)合成ATP提供原料,水的光解H2O2H+1/2O2 合成ATP ADP+Pi +E ATP,光,酶 光能,CO2的固定CO2+C5 2C3 三碳的還原2C3 C6H12O6,酶,酶 ATP H,討論：光合作用中,1、能量的轉(zhuǎn)換過程：,4、當(dāng)條件改變時(shí)， C3、C5含量如何變化？,2、H的轉(zhuǎn)移：,3、C的轉(zhuǎn)移：,光合作用的實(shí)質(zhì)：,光合作用的意

4、義：,把無機(jī)物（CO2和H2O）轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物，把光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，儲(chǔ)存在有機(jī)物中,（1）是生物生存所需要有機(jī)物的最主要來源。 （2）是生物生存所需能量的根本來源。 （3）保持大氣中O2和CO2含量的基本穩(wěn)定。 ( 4 ) 對(duì)生物的進(jìn)化有直接意義。,光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。,綠色植物的新陳代謝,四、影響光能利用率的因素：,延長(zhǎng)光合作用時(shí)間,增加光合作用面積,光能利用率,光合作用效率,( 輪作 ),( 合理密植：間種、套種 ),光照強(qiáng)度、光質(zhì),CO2濃度,溫度,水（ 合理灌溉）,礦質(zhì)元素（ 合理施肥）,A,B,光照強(qiáng)度,0,陽生植物,陰生植物,B：光補(bǔ)償點(diǎn),C：光飽和點(diǎn),應(yīng)根據(jù)

5、植物的生活習(xí)性因地制宜地種植植物。,C,【例題1】測(cè)定植物光合作用的速率，最簡(jiǎn)單有效的方法是測(cè)定： A.植物體內(nèi)葡萄糖的氧化量 B.植物體內(nèi)葉綠體的含量 C.二氧化碳的消耗量 D.植物體內(nèi)水的消耗量,【例題2】如果做一個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)定藻類植物是否完成光反應(yīng),最好是檢測(cè)其: A.葡萄糖的形成 B.淀粉的形成 C.氧氣的釋放 D.CO2的吸收量,五、光合作用和呼吸作用中的化學(xué)計(jì)算,光合作用反應(yīng)式： 6CO212H2OC6H12O66O26H2O,呼吸作用反應(yīng)式： 有氧：C6H12O66O26H2O 6CO212H2O 無氧：C6H12O62C2H5OH2CO2 (植物),實(shí)測(cè)CO2吸收量 光合作用CO2

6、吸收量-呼吸作用CO2釋放量 實(shí)測(cè)O2釋放量 光合作用O2釋放量-呼吸作用O2消耗量,例3下圖是在一定的CO2濃度和溫度下，某陽生植物CO2的吸收量和光照強(qiáng)度的關(guān)系曲線，據(jù)圖回答： （1）該植物的呼吸速率為每小時(shí)釋放CO2mg/dm2。 （2）b點(diǎn)表示光合作用與呼吸作用速率。,5101520253035,25 20 15 10 5 0 5 10,CO2吸收量mg/dm2h,光照強(qiáng)度（Klx）,a,b,c,d,（3）若該植物葉面積為10dm2，在光照強(qiáng)度為25Klx條件下光照1小時(shí)，則該植物光合作用 吸收CO2 mg； 合成葡萄糖mg。,5,相等,250,170.5,5101520253035,

7、25 20 15 10 5 0 5 10,CO2吸收量mg/dm2h,光照強(qiáng)度（Klx）,a,b,c,d,（4）若白天光照強(qiáng)度較長(zhǎng)時(shí)期為b該植物能否正常生長(zhǎng)？為什么？,（5）若該植物為陰生植物，則b點(diǎn)應(yīng) 向移動(dòng)。,不能正常生長(zhǎng)。白天光照強(qiáng)度為b時(shí)，無有機(jī)物積累，而夜間消耗有機(jī)物，從全天來看，有機(jī)物的消耗多于積累，不能正常生長(zhǎng)。,左,例4將某一綠色植物置于密閉的玻璃容器內(nèi)，在一定條件下不給光照，CO2的含量每小時(shí)增加8mg，給予充足光照后，容器內(nèi)CO2的含量每小時(shí)減少36mg，若上述光照條件下光合作用每小時(shí)能產(chǎn)生葡萄糖30mg，請(qǐng)回答： （1）比較在上述條件下，光照時(shí)呼吸作用的強(qiáng)度與黑暗時(shí)呼吸作

8、用的強(qiáng)度差是mg。 （2）在光照時(shí)，該植物每小時(shí)葡萄糖凈生產(chǎn)量是mg。 （3）若一晝夜中先光照4小時(shí)，接著放置在黑暗情況下20小時(shí)，該植物體內(nèi)有機(jī)物含量變化 是（填增加或減少）。 （4）若要使這株植物有更多的有機(jī)物積累， 你認(rèn)為可采取的措施是: 。,0,24.5,減少,延長(zhǎng)光照時(shí)間 降低夜間溫度增加CO2濃度,例如：玉米、甘蔗、高粱、莧菜等熱帶植物（ C4植物）。,例如：小麥、水稻、大麥、大豆、馬鈴薯、菜豆和菠菜等溫帶植物。（C3植物）,六、 C3植物和C4植物,C3植物和C4植物葉片結(jié)構(gòu)特點(diǎn),C3植物,C4植物,小,柵欄組織 海綿組織,“花環(huán)狀”地圍繞在維管束鞘細(xì)胞的外面,不含,大,含沒有基

9、粒的葉綠體，葉綠體數(shù)多、個(gè)體大,含有,含有,C3植物和C4植物葉片結(jié)構(gòu)特點(diǎn),光合作用的速率與下列因素有關(guān),光照強(qiáng)度 溫度有關(guān) 二氧化碳濃度 水分的供應(yīng) 必需礦質(zhì)元素,提問：在高溫、光照強(qiáng)烈、干旱的條件下適合種植哪一種植物？,大氣中的二氧化碳,低濃度的 二氧化碳,高濃度的二氧化碳,產(chǎn)物,能量,能量,C4植物中的“二氧化碳泵”,“二氧化碳泵”,C4植物光合作用特點(diǎn)示意圖,NADPH,NADP+,ATP,ADP+Pi,（CH2O）,C5,2C3,CO2,C4,C3(PEP),（丙酮酸）,C4,酶,C4植物和C3植物CO2固定的途徑分別有幾條？,C4植物有兩條：C4途徑和C3途徑 C3植物有一條：C3途徑,上述途徑分別發(fā)生在什么細(xì)胞內(nèi)？,C4植物的C4途徑發(fā)生在：葉肉細(xì)胞的葉綠體內(nèi) C4植物的C3途徑