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光合作用光合作用发现过程意义场所应用光合作用的发现叶绿体中的色素光合作用的过程(包括光能在叶绿体中的转换)C3植物和C4植物的概念及叶片结构的特点光合作用的重要意义提高农作物的光合作用效率05年高考考点:？你还记得吗……什么叫光合作用？………二、光合作用的发现图A图B图C图D干燥土壤90.8kg小柳树2.25kg只用雨水浇灌五年后柳树长大土壤烘干后称重1648~1653年(比利时)海尔蒙特实验前实验后变化土壤干重90.800kg90.743kg-0.057kg柳树2.25kg76.70kg+74.75kg公元前3世纪，亚里斯多德提出，植物生长在土壤中，土壤是构成植物体的原材料。结论?1771年，(英）普里斯特利(JosephPriestley)的实验ABCDE植物吸收了“固定空气”,放出了“活命气体”即:植物能更新空气!F1779年,荷兰科学家---金鱼藻实验思考:为什么选择金鱼藻作为实验材料?1864年，(德）萨克斯(J.VonSachs)的实验2、让叶片中的淀粉消耗掉或转移实验是否设置了对照,实验中单一变量是什么?实验中哪些处理用于排除干扰?本实验得出的结论是？1、实验为空白对照，单一变量为光照2、植物光合作用需要光照?(现在我们认为是不能够得出这个结论的)结论：1、植物光合作用产生了淀粉；水绵结构1880年，(美）恩吉尔曼(G.Engelmann)的实验黑暗中,无空气极细光束光照下,无空气1880年，(美）恩吉尔曼(G.Engelmann)的实验1、为什么水绵是合适的实验材料？2、他是如何控制实验条件的？3、他是如何对照的？水绵具有细而长的叶绿体，便于观察选用黑暗、无空气的环境：排除环境中光线和氧气的影响选用极细的光束，并用好氧细菌检测：准确判断释放氧气的部位讨论：此实验在设计上有什么巧妙之处？分以下几个问题：自身对照1930年（美）鲁宾(S.Ruben)和卡门（M.Kamaen)1、同位素标记法(P53小字部分）2、同位素标记进行光合作用的实验，是为了弄清楚在光合作用中产生的氧到底是来自水还是二氧化碳？还是两者兼而有之？如何设计这个实验呢？光合作用释放的O2全部来自于H2O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：实验探究基本过程归纳如下:提出假设得出结果和结论发现问题分析处理实验数据设计实验验证假设生物的生命活动往往是错综复杂的，影响某一个生命活动的产生和变化的因素常常也很多。为了弄清变化的原因和规律，当研究多个因素之间的关系时，往往先控制住其它几个因素不变，集中研究其中一个因素变化所产生的影响，这种方法叫控制变量法。这是一种研究问题的常用的科学实验方法。实验步骤中体现的实验设计的主要原则:控制变量法单一变量原则对照性原则等量性原则小组讨论设计实验证实“二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料”。（材料：可密封的透明和塑料袋2个，氢氧化钠，二氧化碳的释放剂，酒精，碘液）??(2001年广东)为证实“二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料”，某同学制定了下列实验方案：（1）实验目的（略）（2）实验材料和用具（略）（3）实验方法和步骤：①用一适当大小的玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽绿色植物和一杯NaOH溶液，密封不漏气②将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶肉内贮藏的有机物（暗室内装有红色安全灯）③饥饿一段时间后，自暗室中取出，照光若干小时，使其充分进行光合作用④取一叶片，放入盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿素溶于酒精中⑤将已脱绿的叶片取出，平铺在一个培养皿内，用碘－碘化钾溶液，检测有无葡萄糖的特异颜色反应出现该实验方案有几项明显错误，请指出错误并改正。(1)实验步骤②中暗室内用“红色安全灯”是错误的，应改为绿色安全灯(此项不改，仅在对照中提到也给分)；(2)实验步骤⑤中的“葡萄糖”是错误的，改为淀粉；(3)未设对照。对照的作法是：a．装置同题干中的步骤①，但玻璃罩内用同一种生长状况相同的另一株植物代替题干中的植物；用一杯清水代替NaOH溶液。b．将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。暗室内装有绿色安全灯。c．重复题干中的步骤③、④。d．重复改正后的题干中的步骤⑤。6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O光能叶绿体释放的氧气来源于参加反应的水光合作用的总反应方程式：是我们学习理解光合作用的总的线索!叶绿素类胡萝卜素叶绿素b叶黄素(蓝绿色）（黄绿色）（橙黄色）（黄色）（含量占3/4）（含量占1/4）外膜内膜基质基粒叶绿体中的色素叶绿体结构模式图(色素)胡萝卜素叶绿素a光合作用的场所叶绿体（光反应酶、光反应场所）（暗反应酶、暗反应场所）▲光合作用场所一定是叶绿体吗？色素的种类颜色吸收光谱纸层析图叶绿素叶绿素a红光、蓝紫光叶绿素b类胡萝卜素胡萝卜素蓝紫光叶黄素叶绿体中色素的提取和分离橙黄色黄色蓝绿色黄绿色CO2O2叶绿体光合作用图解H2O有机物阳光C3植物的光合作用C4植物的光合作用C3植物和C4植物叶肉细胞的叶绿体中C3植物的暗反应（叶肉细胞）C4维管束鞘细胞的叶绿体C4叶肉细胞叶绿体光合作用的整个过程•条件：•过程：•场所：光反应2H2OO2+4H++4e-光色素光、色素、酶叶绿体的囊状结构（类囊体）薄膜水的光解：NADPH的形成：ATP的形成：暗反应ADP+Pi+电能ATP酶（活跃化学能）NADP++2e+H+NADPH酶（一）光能转换成电能•综上所述，光能是怎样转换成电能的？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。类囊体（二）电能转换成活跃的化学能光光O2H2OeH+NADP+NADPHADP+PiATP•条件：•过程：•场所：暗反应多种酶参与催化、ATP、NADPH叶绿体的基质CO2的固定：CO2的还原：CO2NADPHNADP+ATPADP+Pi（CH2O）酶C52C3（一）C3植物和C4植物叶片结构特点C3植物C4植物叶肉细胞中的叶绿体维管束鞘细胞中的叶绿体C4植物光合作用特点示意图CO2NADPHNADP+ATPADP+Pi（CH2O）多种酶参加催化C52C3CO2C4C3(PEP)（丙酮酸）C4ADP+PiATPC3酶七：光反应和暗反应比较项目光反应暗反应场所条件物质变化能量变化基粒片层膜基质光、色素、酶酶2H2O4H++4e-+O2ADP+PiATPNADP++2e-+H+NADPHCO2+C52C32C3+ATP+NADPH(CH2O)+ADP+Pi+NADP++C5酶酶酶色素吸收的光能酶色素吸收的光能酶色素吸收的光能光能电能活跃的化学能活跃的化学能稳定的化学能（04全国）离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO2气体的供应，短时间内叶绿体中C3化合物与C5化合物相对含量的变化是（）A、C3化合物增加、C5化合物减少B、C3化合物增加、C5化合物减少C、C3化合物减少、C5化合物增加D、C3化合物减少、C5化合物减少C分析下图4条曲线（a、b、c、d）为不同光照在不同CO2浓度下，马铃薯净光合速率随温度变化的曲线，a光照非常弱，CO2很少（远小于0.03%);b适当遮阴（相当于全光照的1/25），CO2浓度为0.03％；c为全光照（晴天不遮阴），CO2浓度为0.03％；d为全光照，CO2浓度为1.22%；请据图回答净光合速率40302010010－1020304050温度0C（1）根据右图提供信息，你能得出什么结论?bcda(2)随着光照强度和CO2浓度的提高，植物光合作用（以净光合作用为指标)最适温度的变化趋势是怎样的呢？为什么？（3）当曲线b净光合速率降为零时，真光合速率是否为零？为什么？（4）上述结果给我们的生产实践提供了什么指导？逐渐提高，因为当光照强度和二氧化碳浓度提高，此时限制光合作用的因素是酶的活性，在一定范围内酶的活性随温度的提高而增大。不为零，因为在b实验条件下，呼吸速率不为零适时播种，控制光照强弱，合理密植，通风透光，增施有机肥等措施提高净光合产量六、光合作用有何意义？CO2O2光合作用的意义为一切生物生命活动的进行提供所必需的营养物质；为一切生物生命活动的进行提供所必需的能量；维持大气中氧气和二氧化碳的平衡。总之，从物质转变和能量转变的过程来看，光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。对生物的进化具有重要作用自变量因变量光CO2温度[H]ATPC3C5光合作用强度反应指标：①CO2的吸收量②有机物合成量③O2的释放量④光合速率光强光质中间变量外界影响因素叶绿体内物质光合产量影响光合作用的因素分析一、光——光照强度对光合作用的影响解题思路：利用光合作用的模型分析光强（自变量）和光合强度（因变量）的关系。分析过程：光能活跃化学能（ATP）稳定化学能（有机物）ADP+PiH2OO2+[H]C3有机物ATP光光能量：物质：光反应例1：植物的新陈代谢受外部环境因子（如光、温度）和内部因子（如激素）的影响，研究内、外因子对植物生命活动的影响具有重要意义。（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体表现出的吸收CO2和释放CO2量的状况。请分析回答：①当光照强度为b时，光合作用强度。不能。光照强度为a时，光合作用形成的有机物和呼吸作用消耗的有机物相等，但晚上只进行呼吸作用。因此，从全天看，消耗大于积累，植物不能正常生长。最高②光照强度为a时，光合作用吸收CO2的量等于呼吸作用放出CO2的量。如果白天光照强度较长时期为a，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关系的曲线，b点的位置应如何移动，为什么？→↑0吸收光照强度abcd释放CO2CO2f左移，与松树比较，人参光合作用强度达到最高点时，所需要的光照强度比松树低。④限制cf和fd段光合作用强度的因子分别是？光强、CO2浓度例下面是有关光合作用的问题。（1）图1表示的反应过程进行的场所是____________。叶绿体基质磷酸甘油酸（C3）二磷酸核酮糖（C5）磷酸甘油醛（C3）磷酸酮糖（C5）（2）请据图1回答：①在有光条件下，停止供给CO2时，二磷酸核酮糖的浓度变化如图2的_______；磷酸甘油酸的浓度变化如图2的___________。②在CO2存在条件下，将植物从暗处移到明处后，磷酸甘油醛的浓度变化如图2的______。DCB例2、用三棱镜可使阳光折射成一条色素带，如下图。（1）若将一瓶绿藻放在ABCDEFG（）位置上，就会严重影响它的生长。而在（）处光合效率最高。（2）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？（）（3）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（）阳光ACBDEFG1、光质影响光合作用强度的原因是？光合色素对不同的光吸收量不同DEBCFGBCFG一、光——光质对光合作用的影响A2、生产上利用光质对光合效率的影响的措施有？三棱镜温室大棚膜使用无色透明材料、蓝色薄膜育秧思考A光合作用实际量B干物质量C呼吸量02468叶面积指数物质量叶面积指数=总叶面积／土地面积一、光——光照面积对光合作用的影响叶面指数越大说明叶片交错重叠程度越大。叶面指数在生产上的应用是？合理密植二、CO2对光合作用的影响解题思路：利用光合作用的模型分析CO2浓度（自变量）和光合强度（因变量）的关系。分析过程：[H]2C3有机物ATPC5固定还原CO2生产上提高CO2化碳的措施主要有？1、保证田间植物通风。2、施用农家肥。3、在大棚中经常使用二氧化碳生发器，施用干冰，或混养家禽、家畜等。例3：下图是改变光照和CO2浓度后与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线，请回答：（1）曲线b表示的化合物是，在无光照时，其量迅速下降的原因是：；。（2）曲线a表示的化合物是，在CO2浓度降低时，其量迅速下降的原因是：；。（3）由此可见光照强度和CO2浓度的变化均影响光合作用的速度，但前者主要影响光合作用的，后者主要影响光合作用