光合作用过程

练习: C D E
B
A
F
G H
2 4 6 8
10 12 14 16 18 20 22 24
1．将一植物放在密闭的玻璃罩内，置于室外进行培 养，用CO2浓度测定仪测得了该玻璃罩内CO2浓度的 变化情况，绘制成如下图的曲线，下列有关说法正 确的是①BC段较AB段CO2浓度增加减慢，是因为低 温使植物呼吸作用减弱②CO2浓度下降从DE段开始， 说明植物进行光合 作用是从D点开始③FG段CO2浓 度下降不明显,是因为气孔关闭，叶片对CO2的吸收 减少④H点CO2浓度最低，说明此时植物对CO2的吸 收最多，光合作用最强 A．①② B．③④ C．①③ D．②④
1771年，(英）普里斯特利(Joseph Priestley)的实验
A组:
B组:
实验现象 实验结果
1、光合作用的发现
1.1 1771年英国普里斯特利实验
实验目的： 植物是否能从空气中得到什么。 实验步骤：
1、将点燃的蜡烛和绿色植物一起置于密闭的玻璃罩中。 2、将小鼠和绿色植物一起置于密闭的玻璃罩中。 实验现象： 1中蜡烛不易熄灭；2中小鼠不易死亡。 实验结论： 植物可以更新空气 思考：该实验结论是否严谨？
实验步骤： 1、选取生长良好的水绵二片。 2、取二张载玻片，分别滴加清水，将水绵和 好氧菌放入清水中，盖上盖玻片，标号A、B。 3、将A置于黑暗且密闭的环境下，用极细的 光束照射水绵，将B置于适宜的光照下。 4、光镜下观察好氧菌的运动和分布情况。
实验现象： A中的好氧菌向叶绿体被光照到的部位集中， B中的好氧菌均匀地分布于叶绿体周围。 实验结论： 光合作用的场所是叶绿体，叶绿体能产生O2。
光合作用 -复习课
一、考纲要求
1、光合作用的发现
2、叶绿体中的色素
3、光合作用的过程
（包括光能在叶绿体中的转换）
4、光合作用的重要意义
5、提高农作物的光合作用效率
6、实验：叶绿体中色素的提取和分离
一、光合作用的发现
1642年，赫尔蒙特(J.B. van Helmont)
五年后
柳树增重74.47kg 土壤减少0.1kg
f d （1）右图表示野外松树（阳生植 物）光合作用强度与光照强度的 关系。其中的纵坐标表示松树整 0 a → b 光照强度 体表现出的吸收 CO2 和释放 CO2 释 c 放 量的状况。请分析回答： CO2 ① 当光照强度为 b 时，光合作用强度 最高 。 ② 光照强度为 a 时，光合作用吸收 CO2 的量等于呼吸 左移，与松树比较，人参光合作用强度达到最高点时， 作用放出 CO2 的量。如果白天光照强度较长时期为 a ， 所需要的光照强度比松树低。 植物能不能正常生长？为什么？ ③ 如将该曲线改绘为人参（阴生植物）光合作用强度与 光照强度、CO2浓度 光照强度关系的曲线，b 点的位置应如何移动，为什么？ ④限制cf和fd段光合作用强度的因子分别是什么？ 吸↑ 收 CO2
1.6 1993年鲁宾和卡门实验：
甲
乙
结论：该实验采用同位素标记法证实了光合作用 产生的氧气中的氧全部来自于水。
1.7 20世纪50年年代美国卡尔文实验：
14CO 2
C3
C6
你能小结出各种同位素在中学生物学中 的应用 ？
2、叶绿体中的色素
类胡萝卜素
胡萝卜素 （橙黄色）
叶黄素 （黄色） 叶绿素a (蓝绿色） 叶绿素b （黄绿色）
暗反应
CO2+H2O*
（CH2O）+O*2 叶绿体
物质上把CO2和H2O 转变成有机物
光能
3.4 光合作用 的实质
能量上把光能转变成有 机物中的化学能 最基本的物质代谢和能量代谢
3.5
光合作用的意义
1、光合作用为包括人类在内的几乎所有 生物的生存提供了物质来源和能量来源。 2、光合作用维持了大气中O2和CO2含量的 相对稳定。 3、对生物的进化具有重要作用。
30亿—20亿年前，蓝藻制造O2，使进行有氧 呼吸的生物得以发生和发展。O2可形成O3，可 滤去紫外线，减轻其对生物的破坏，使水生生物 开始逐渐在陆地生活，进而形成广泛分布的各种 动植物。
3.6 光合作用的影响因素
（见复印资料----金太阳P27）
外因:光、温度、CO2浓度、矿质离子等 内因:作物种类、叶龄
3、光合作用的过程
（包括光能在叶绿体中的转换）
3.1 光合作用的概念及反应式
• 光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光 能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有 机物，并且释放出氧的过程。
光能 叶绿体
CO2+ H2
O*
(CH2O)+O2*
3.2
H2O
光 能
光合作用的过程
O2
NADPH 酶 NADP+ 2C3
水分是建造植物体的原料
（2006年广东试题）1642年，比利时科学家海尔蒙特进 行了一项著名的柳树实验。他在一个花盆里栽种了一棵 2.3 kg的柳树。栽种前，花盆里的泥土经过高温烘烤干 燥后称重为90.8 kg。以后的5年中，海尔蒙特除了只给 柳树浇水外，没有在花盆里添加任何物质，每年秋天柳 树的落叶也没有称重和计算：5年后，他将柳树和泥土分 开称重，发现柳树的重量变成了76.7 kg，泥土烘干后的 重量为90.7 kg，比原来只减少0.1 kg。于是他得出结论： 柳树获得的74.4kg物质只是来源于水。 （1）根据你所掌握的生物学知识，判断海尔蒙特的 结论是否确切？为什么？ 不确切。柳树干重的增加来自于光合作用产生的有机物。 （2）花盆内的泥土减少了0.1 kg，其原因是： 土壤中的 矿质离子被柳树吸收。
实验结论： 光合作用能产生淀粉。
黑暗且密闭的环境下
适宜的光照下
1、为什么选用水绵作为实验材料？ 是因为水绵不仅有细而长的带状叶绿体，而且 螺旋分布于细胞中，便于进行观察研究。
1.5 1880年恩格尔曼实验
实验目的： 植物光合作用的场所是什么。 实验原理： 叶绿体是光合作用的场所，O2是光合作用 的产物，好氧菌的呼吸需要O2 。
A. 上升；下降；上升
B. 下降；上升；下降
C. 下降；上升；上升
D. 上升；下降；下降
4、生长旺盛的叶片，剪成5毫米见方的小块，抽去
叶内气体，做下列处理，这四个处理中，沉入底部
的叶片小块最先浮起的是
C
4、提高农作物的光合作用效率
人们要想提高农作物的光合作用效率，就必 须对光合作用中能量转换和物质变化过程进行深 入研究。
32.（5分） （1)甲同学利用新鲜的玉米绿色叶片进行“叶绿体色 素提取和分离”实验，在滤纸上出现了四条清晰的色 素带，其中呈黄绿色的色素带为＿。 (2）该同学改变层析液组成后继续进行实验，滤纸条 上只出现了黄、绿两条色素带。他用刀片裁出带有色 素带的滤纸条，用乙醚分别溶解条带上的色素，浓缩 后用一分析仪器检测，通过分析色素溶液的 来判 断条带的色素种类。 (3）实验结束几天后，乙、丙两同学发现部分预留叶 片已变黄。乙同学认为这是由于叶片中某些色素降解 所造成的，丙同学则认为某些色素含量增加。根据所 学知识，你将如何设计实验来判断两个同学的观点是 否正确？
1.2 1779年荷兰的英格豪斯实验
实验目的： 植物是否能从空气中得到什么。
实验步骤：
1、在不同条件下多次重复普里斯特利实验。
实验结论： 植物只有在阳光照射下才可以更新空气。 植物只有绿叶才可以更新空气
1.3 1845年德国的梅耶
根据能量守恒定律指出：植物在光合作用过程 中，把光能转化成化学能储存起来。
2、为什么选用黑暗并且没有空气的环境？ 选用黑暗并且没有空气的环境，是为了排除 实验中光线和氧的影响，确保实验的准确性。 3、为什么先用极细光束照射水绵，而后又让水绵 完全暴露在光下？ 能准确判断水绵细胞中释放氧的部位；而后用 完全曝光的水绵与之做对照，从而证明了实验结果 完全是由光照引起的，并且氧是由叶绿体释放的。
B
2、下列关于光合作用说法不正确的是 在叶绿体内的基质中进行
B
A．光反应在叶绿体内的囊状薄膜上进行，暗反应 B．光反应是把光能转化为电能，暗反应是把电能
来自百度文库
转化为化学能
C．我们今天使用的煤、石油等化石燃料源自于光
合作用的产物
D．玉米叶片中参与光合作用的细胞是叶肉细胞和 维管束鞘细胞
3、将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的 C02条件下。如果将环境中C02含量突然降至 极低水平，此时叶肉细胞内的C3化合物、C5 化合物和ATP含量的变化情况依次是 C
4.2
光质对光合作用的影响
例2、用三棱镜可使阳光折射成一条色素带，如下图。 若将一瓶绿藻放在 ABCDEFG（ DE ）位置上，就会严 重影响它的生长。而在（ A ）处光合效率最高。如果 在 BCDEFG 上分别放一含草履虫的试管，则它们会聚 集在哪些区域（ BCFG ）。如果在A区域放置一瓶 绿藻，则在BCDEFG哪些位置上会出现暗带（ BCFG ） 阳光 思考：光质影响光合作用强度的 原因是什么？ 光合色素对不同波长的光吸收量不同 A
从光合作用的条件看： 1、光的调控：光照强度、光质 2、矿质元素的供应：合理施肥 3、控制温度 从光合作用的原料看： 1、增加作物周围的二氧化碳浓度 2、合理灌溉
影响光能利用率的因素：
延长光合作用时间 (套种 )
增加光合作用面积
光能利用率
( 合理密植、间种、套种 )
提高光合作用效率(轮作)
4.1 光照强度对光合作用的影响
三 棱 镜
B C D E F G
4.3
光照面积对光合作用的影响
叶面积指数=总叶面积／土地面积
叶面指数越大说明叶片交错重叠程度越大。
A光合作用实际量 物 质 量 B干物质量 C呼吸量 0 2 4 6 8 叶面积指数
叶面积指数在生产 上有什么应用？ 合理密植
H+ e
CO2
色素
ATP
酶
多种酶 C 5 （CH2O）
ADP+Pi
光反应阶段
暗反应阶段
3.3 光能在叶绿体中的转换
反应阶段 能量变化 物质变化
光能转化成电能 光反应
电能转换成活跃 的化学能 活跃的化学能转 换成稳定化学能
水在光下分解
NADPH的形成 ATP的形成 CO2的固定 C3还原及糖类等 有机物的形成
• 不同的植物对光照强度的需求不同，如阳生 和阴生植物。
CO2 吸 收 量
阳生植物
阴生植物
B C 光照强度
0 A
B：光补偿点
C：光饱和点
不能。光照强度为 a 时，光合作用形成的有机物和呼吸 例1：植物的新陈代谢受外部环境因子（如光、温度）和 作用消耗的有机物相等，但晚上只进行呼吸作用。因此， 内部因子（如激素）的影响，研究内、外因子对植物生 从全天看，消耗大于积累，植物不能正常生长。 命活动的影响具有重要意义。
一半遮光
一半曝光
1、置于暗处几小时目的是让叶片中的营养物质 （淀粉）消耗掉 2、让叶片的一半曝光，另一半遮光是为了进行对照
1864年，（德）萨克斯(Julius von Sachs)的实验
酒精 水
先暗处理， 再一半曝光， 一半遮光
1.4 1864年 萨克斯实验
实验目的： 植物光合作用能产生什么物质？ 实验原理： 光照是光合作用的条件，淀粉是光合作用的 产物，淀粉遇碘液发生蓝色反应。 实验步骤： 1、将实验植物置于黑暗处几小时。 2、取出绿色植物，找一生长健壮的叶片， 一半遮光处理，另一半暴露于正常光照下 3、几小时后，用碘蒸气熏实验叶片。 4、观察实验叶片的颜色变化。 实验现象： 遮光部分不出现蓝色，曝光部分出现蓝色。
基 (色素) 粒
叶绿素
外 膜
内 膜
基 质
▲光合作用场所一定是叶绿体吗？
叶绿素的吸收光谱
100 50
叶绿素b
叶绿素a
0
400
500
600
700 nm
说明了色素对不同波长的光吸收量不同
包括光能在叶绿体中的转换
光能转换成电能的示意图
叶绿体内类囊体薄膜上的色素，可以分为两类：一类 具有吸收和传递光能的作用，包括绝大多数的叶绿素 a，以及全部的叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素；另一类 是少数处于特殊状态的叶绿素a，这种叶绿素a不仅能 够吸收光能，还能使光能转换成电能。在光的照射下， 具有吸收和传递光能作用的色素，将吸收的光能传递 给少数处于特殊状态的叶绿素a，使这些叶绿素a被激 发而失去电子（e）。脱离叶绿素a的电子，经过一系 列的传递，最后传递给一种带正电荷的有机物—— NADP+。失去电子的叶绿素a变成一种强氧化剂，能够 从水分子中夺取电子，使水分子氧化生成氧分子和氢 离子（H+），叶绿素a由于获得电子而恢复稳态。这 样，在光的照射下，少数处于特殊状态的叶绿素a， 连续不断地丢失电子和获得电子，从而形成电子流， 使光能转换成电能。