能量之源—光与光合作用 Microsoft PowerPoint 演示文稿

农作物周围空气中CO2浓度往往比较低，农作物经常处 于“CO2 饥饿状态”。 保证农作物CO2供应的3个主要措施：
(1)合理密植， “正其行，通其风”； (2)增施有机肥料，使土壤微生物的数量增多、活动能力加 强，放出 CO2； (3)施碳酸氢铵肥料，这种肥料含有约 50%的 CO2。
2．延长光合作用时间
叶绿素 （3/4）
主要吸收—红光 和蓝紫光
胡萝卜素（橙黄色）
叶黄素（黄色）
类胡萝卜素 （1/4）
主要吸收—蓝紫光
白光下，光合作用最强； 绿光下，光合作用最弱。
2. 色素分布
（1） 分布：叶绿体中类囊体的薄膜上 （2）类囊体： a.圆饼囊状结构 b.具有闭合的双层薄膜（大大增加了膜 面积，扩展了受光面积）
多种酶 基质
场所
物质变化 能量变化
光能→活跃化学能
联系
——————————
光反应和暗反应的联系
1. 物质联系： 光反应阶段产生的［H］，在暗反应阶段用于还原C3。 暗反应阶段产生的ADP和Pi为光反应形成ATP提供原料。 2.能量联系： 光反应阶段生成的ATP，在暗反应阶段中将其储存的 化学能释放出来，帮助C3形成糖类。 活跃化学能（ATP） 稳定化学能（糖类）
2.温度对光合作用的影响主要是暗反应，对光反应的影响较小。
——CO2
浓度
1.CO2 — 原料 — 浓度增加 — 光合速率增加 （1）浓度过低：植物不能进行光合作用 （2）浓度过高：植物CO2中毒，影响生长 2.影响植物吸收CO2的因素： 植物叶片的气孔，当环境温度过高时(如夏季中午)，为 了防止体内水分过度散失，叶片气孔将关闭。这时外界环境 的CO2不能进入，引起光合作用强度下降（植物“午休”原 因之一）。
（4）鲁宾和卡门—同位素标记法
用氧的同位素18O分别标记H2O和CO2,使它分别成为 H218O和C18O2。进行两组光合作用的实验： 1、向绿色植物提供C18O2和 H2O
C18O2+H2O
光照
O2
2、向同种绿色植物提供H218O18O和CO2
CO2+H218O
光照
18O2
CO2
18O
2
光照射下的 小球藻悬液
(1)提高复种指数，它是指全年内农作物的收获面积与耕地 面积之比，提高复种指数就是增加收获面积，提高复种指数的 措施有轮作、间作和套种等； (2)延长农作物生育期。 3．增加光合作用面积
——光质
白光为复色光，光合作用能力最强 单色光：红光—最强 蓝紫光—次之 绿光—最弱
——温度
1.原理：温度 — 酶活性 — 光合作用 适当提高温度，有利于光合作用的进行； 但是，温度提高 （1）有关呼吸作用酶活性提高—呼吸作用消耗有机物增加 （2）影响叶片气孔开闭 — CO2供应 — 光合速率。
结果分析（由上至下）
色素种类 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 颜色 橙黄 黄 蓝绿 黄绿 含量（宽度） 最少 较少 最多 较多 溶解度 最高 较高 较低 最低 扩散速度 最快 较快 较慢 最慢
二、叶绿体中色素的作用与分布
1. 色素作用：捕获、吸收、传递、转化光能
叶绿素a（蓝绿色） 叶绿素b（黄绿色）
分离色素：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，这是因为色素易溶解于层析液中，导 致实验结果不明显。
小烧杯上要盖好盖，以免层析液挥发
实验室要通风，实验完毕后层析液等试剂要回收，实验 完毕后要洗手。
3. 实验结果
色素带条数——色素种类 色素带宽度——色素含量 扩散快慢——色素溶解度高低
有机物，以免影响实验结果。
②实验组与对照组在同一片叶上，保证了除有、无光照这 个单一变量外，其余一切条件都完全相同。 ③实验前已经预测到光合作用的产物有淀粉，因此用碘蒸 汽来检测淀粉的存在，以此证明光合作用的产物。
实验过程
脱绿处理
结论：光合作用需要光照，同时产生淀粉
（3）恩格尔曼
没 有 氧 气 的 黑 暗 环 境 没 有 氧 气 的 有 光 环 境
有机物 (3)异养生物只能利用环境中现成的_______来维持自身的
生命活动，例如：绝大多数动物。
五、影响光合作用的因素在农业生产中的应用
1．增加CO2浓度（光合作用原料） 在一定范围内，随着 CO2 含量的提高，光合作用逐 渐增强； 当 CO2含量提高到一定程度时，光合作用的强度不 再随着CO2含量的提高而增强。
(CH2O) +
O2*
光合作用过程
2H2O
光解 吸收
O2 4[H] ATP
酶
酶
2C3
固定
CO2
可见光
色素分子
还 原
能
多种酶
C5
ADP+Pi
(CH2O)
光反应
暗反应
光合作用的两个阶段
色素—基粒类囊体的薄膜上 酶—基粒类囊体的薄膜上和基质中
过程分析
（CH2O） O2 2.能量的转移途径： 光能 ATP中活跃的 化学能 (CH2O)中稳定的 化学能
（2）色素分离—纸层析法 绿叶中的色素都能溶解在层析液中，但溶解度不 同，在滤纸上的扩散速度不同（溶液度高的在滤纸上扩 散快），从而可以将色素在扩散过程中分离开来。
注意事项
1. 滤纸条要干燥，并要将滤纸条的下端(划滤液的一 端)剪去两角，以使色素在滤纸上扩散平直。 2. 画滤液细线时，要细、齐、直。并重复 2～3 次，增加色 素分子的数量。
极 细 的 光 束
结论： （1）O2是叶绿体释放；（2）证明了光照是光合作用的必要条件； （3）叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。
在没有空气的黑暗环境中 现象：
好氧细菌只集中在被光线 照射的叶绿体附近
分析：
光线照射部位进行光合作 用产生了氧气 。
恩格尔曼实验精妙之处
1、材料： （1）水绵： 叶绿体呈细长的螺旋式带状，一般不发生流动，便于 观察和分析研究。
叶绿体 (3)暗反应：有没有光都能进行，其化学反应是在_______
的基质中 ___________中进行的。物质变化有： ①CO2 的固定：________________。 ②C3 被还原成糖：_________________。
（4）光合作用原理应用
——光照强度 在一定范围内，随着光照强度的增加，光合作用的 强度增加；当光照强度达到一定值时，随着光照强度增 加，光合作用的强度不再增加，此时限制光合作用强度 的主要外界因素是 CO2。 此外，延长光照时间，可以使光合作用加强。
2. 实验过程
提取色素
制备滤纸条 画滤液细线
分离色素
观察分析
注意事项
过滤：用脱脂棉，不能用滤纸，防止色素吸附。 制备滤纸条： 要在画滤液细线的一端剪去 两角。因为层析时边缘扩散快， 中间慢，剪去两角可使层析液 同时到达滤液细线，使每条色 素带呈一条直线。
滤液细线：细而直，避免色素带重叠。待干燥后重 复2-3次，以增加色素含量，增强实验效果。
（1）形态：扁平的椭圆形或球形 （2）结构:外膜、内膜、基粒、基质
色素 叶绿体
酶
3. 叶片颜色变化
叶片颜色是各种色素的综合表现 主要由绿色的叶绿素和黄色的类胡萝卜素的比例决定 （1）植物正常叶色：绿色 （叶绿素：类胡萝卜素=3:1） （2）叶色变黄：秋天温度下降 （叶绿素极不稳定，低温下易破坏；类胡萝卜素较稳定） （3）叶色变红：寒冷天气，叶绿素降解；液泡细胞液中的 花青素因pH改变而呈红色（碱-蓝，中-紫，酸-红）。
Байду номын сангаас、光合作用原理及应用
1. 光合作用的探究历程 （1）普利斯特利（英国）
蜡烛持续燃烧
蜡烛熄灭。 小鼠存活
小鼠死亡
结论：植物能够净化因燃烧或呼吸而变混浊的空气。
（2）萨克斯
目的：证明光合作用的产物除了氧气以外，是否还有其他产物
实验设计要点： ①先将植物放置于黑暗处 24 小时，以消耗掉叶片中原有的
C18O2
O2
A
H2
18O
B
H2 O
结论：光合作用中释放的O2全部来自H2O
（5）卡尔文
用14C标记的CO2供小球藻实验，追踪检测其放射性。 探明CO2中的C的转移途径。 卡尔文循环：
2C3
CO2
C5
(CH2O)
2.光合作用
（1）概念（P101） （2）过程： （3）反应式：
CO2 +
H2O*
光能 叶绿体
光合作用过程小结
(1)总化学反应式：__________________________。 光照 类囊 (2)光反应：必须有_____才能进行，其化学反应是在_____ 体的薄膜 ________上进行的，物质变化有： ①水分子分解的反应式：_________________。 ②ATP 的形成：__________________。
自养生物
以CO2和H2O（无机物）为原料合成糖类（有机物），糖 类中储存着的能量。 光能自养生物 绿色植物 硝化细菌 化能自养生物 所需的能量来源不同（光能、化学能）
异养生物
只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。 例如人、动物、真菌及大多数的细菌。
自养生物、化能合成作用和异养生物 (1)自养生物：主要是绿色植物，它们以____为能源，利用____、 CO2 光 _____作为原料，将光能转化为____能储存在_______中。 H2O 化学 有机物 无 (2)化能合成作用：自然界有少数细菌，能利用环境中的___ 机物 能量 _____氧化时所释放出来的_____制造有机物，并储存能量。
(5)光合作用条件变化对物质量的影响
光照强度—，CO2浓度降低 光反应—，暗反应CO2固定降低，C3还原—，C3下降，C5 增加，[H]增加，ATP增加，糖类合成增加； 光照强度降低，CO2 — 光反应降低， [H]降低，ATP降低，暗反应CO2固定—， C3还原下降，C3增加，C5降低，糖类合成降低。