光合作用

普里斯特利的实验 实验目的： 植物是否能从空气中得到什么。 实验步骤： 1、将点燃的蜡烛置于玻璃罩A中 2、将点燃的蜡烛和绿色植物置于玻璃罩B中。 实验现象： A中蜡烛易熄灭，B中蜡烛不易熄灭 实验结论： 植物能更新空气的成分 思考 1、指出该实验设计违反了哪些实验原则？ 2、“更新”是什么意思？

萨克斯的实验 实验目的： 植物光合作用能产生什么物质。 光照是光合作用的条件，淀粉是光合作用的 实验原理： 产物，淀粉遇碘液发生蓝色反应。 实验步骤： 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 1、将实验植物置于黑暗处几小时。 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，暴光部分出现蓝色。 实验结论： 光合作用能产生淀粉。 思考：1、该实验结论可靠吗？ 2、该实验采用哪些特殊的实验方法？

3、实验中选用的植物应具有什么特征？ 4、处于遮光下叶片会出现什么样的变化？为什么？

例2 下面的方法可以用来测定棉花植株的光合作用强度。 ①在田间选定有代表性的叶片（叶片左右对称）20片，挂小纸 片编号。 ②用5%的三氯乙酸点涂叶柄一圈，将叶柄的筛管细胞杀死，并 尽量采取措施保持叶片的自然生长角度。 ③按编号顺序分别剪下叶片对称的一半，依次夹入湿润的纱布中， 储存于暗处；4小时后，再按编号顺序以同样的速度剪下叶片对称 的另一半，也依次夹入湿润的纱布中。 ④ 返回实验室后将同号叶片的两半对应叠在一起，在无粗叶脉处 用刀片沿边切下一定面积的两个叶片，分别置于两个称量皿中， 80~900C下烘干5小时，然后在分析天平上称重、记录数据、进行 比较。 两部分叶片干重差的总和除以叶面积及照光时数，即为 光合强度。 （1）在该实验中，特定时间内光合产量为 。 （总光合产量或净光合产量） （2）用三氯乙酸杀死筛管细胞的目的是 。 34、（7分）（1）光合作用的总产量 （2）避免植物其它部位营养物质的输入 （3）①选择有代表性的叶片20片，实验后取其平均值，可减小误差，②取同一叶片对称两半，生长状况大致相同，可减小误差。（4）蛋白质 （5）二氧化碳的消耗量，氧气的产生量。 光合作用的总产量 避免植物其它部位营养物质的输入

（3）实验步骤中，有些措施是为了减少实验误差而设置的请你 列举两例： ① 。 ② 。 （4）叶片干物质中，含量最多的化合物种类是 。 ① 。 ② 。 （4）叶片干物质中，含量最多的化合物种类是 。 （5）衡量光合作用强度的指标，除了本实验所用的干物质的重 量外，还可以利用 或 。 选择有代表性的叶片20片，实验后取其平均值，可减小误差 取同一叶片对称两半，生长状况大致相同，可减小误差。 蛋白质 34、（7分）（1）光合作用的总产量 （2）避免植物其它部位营养物质的输入 （3）①选择有代表性的叶片20片，实验后取其平均值，可减小误差，②取同一叶片对称两半，生长状况大致相同，可减小误差。（4）蛋白质 （5）二氧化碳的消耗量，氧气的产生量。 二氧化碳的消耗量 氧气的产生量

恩格尔曼的实验 实验目的： 植物光合作用的场所是什么。 光照是光合作用的条件，叶绿体是光合作用 实验原理： 的场所，O2是光合作用的产物，好氧菌的呼 吸作用需要O2 。 实验原理： 实验步骤： 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。 1、选取生长良好的水绵二片。 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。 A中的好氧菌向叶绿体被光照到的部位较集 中，B中的好氧菌均匀地分布于叶绿体周围。 实验现象： 实验结论： 光合作用的场所是叶绿体，叶绿体能产生O2。

恩格尔曼的实验 思考 1、A为什么要置于密闭环境下？好氧菌的作用是？ 2、该实验在设计上有什么巧妙之处？ 1、选择了良好的实验材料，水绵带状的叶绿体便于处理。 2、很好控制了光和氧两项实验条件。 3、采用了极细的光束和好氧菌检测氧气的产生场所。 4、很好地遵循了对照性原则和单一变量原则。

鲁宾和卡门的实验 18O2 A B O2 例2、如果A在光合作用中消耗的H2O中，有10%被标记 了18O，那么A释放的O2 中被18O标记的比例最可能是： A、5% B、10% C、19% D、20%

光合作用的场所 叶绿体 叶绿体中的色素 基粒 （光反应酶、 光反应场所） 基质 内膜 外膜 （暗反应酶、 暗反应场所） 叶绿体结构模式图 光合作用的场所 叶绿体 胡萝卜素 叶绿体中的色素 （橙黄色） 类胡萝卜素 叶绿素 （含量占1/4） 叶黄素 （黄色） 基粒 (色素) 叶绿素a （光反应酶、 光反应场所） 基质 (蓝绿色） 内膜 外膜 （含量占3/4） 叶绿素b （暗反应酶、 暗反应场所） （黄绿色） 叶绿体结构模式图 ▲光合作用场所一定是叶绿体吗？

光合作用的过程 基 粒 co2 基质 H2O O2 光反应阶段 暗反应阶段 2c3 光能 C5 ATP 酶 ADP+Pi (CH2O) 水在光下分解 2c3 叶绿体中的色素 供氢 固 定 [H] co2 还 原 光能 多种酶 参加催化 基质 C5 供能 ATP 酶 ADP+Pi (CH2O) [氨基酸,脂肪] 光反应阶段 暗反应阶段

外界影响因素 叶绿体内物质 光合产量 自变量 中间变量 因变量 光强 光质 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 [H] ATP C3 C5 CO2 温度

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： 能量： 光能 活跃化学能 （ ATP） 稳定化学能 （有机物） 光 有机物 ADP+Pi ATP 物质： 光 H2O O2+[H] C3 光反应

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。 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 。 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？ 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。 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？ 光强、CO2浓度 ④限制cf和fd段光合作用强度的因子分别是？

（1）图1表示的反应过程进行的场所是____________。 叶绿体基质 例 下面是有关光合作用的问题。 磷酸甘油酸（C3） 二磷酸核酮糖（C5） 磷酸甘油醛（C3） 磷酸酮糖（C5） （1）图1表示的反应过程进行的场所是____________。 叶绿体基质

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___________。 D （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___________。 D C （1）叶绿体基质 （2）①D C ②B 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______。   B

一、光——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。 （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（ ） DE A BCFG BCFG 思考 阳光 A B 1、光质影响光合作用强度的原因是？ C 光合色素对不同的光吸收量不同 D 三棱镜 E 2、生产上利用光质对光合效率的影 响的措施有？ F G 温室大棚膜使用无色透明材料、蓝色薄膜育秧

一、光——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。 叶面指数在生 产上的应用是？ A光合作用实际量 叶面指数在生 产上的应用是？ 物 质 量 B干物质量 合理密植 C呼吸量 0 2 4 6 8 叶面积指数

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： CO2 2C3 C5 ATP 固定 还原 [H] 有机物 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： C5 （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： ； 。 无光，不能合成ATP和[H]，C3不能被 还原；而C5又继续被固定形成C3 C3 （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： ； 。 固定过程减慢， C3形成量减少， 而的C3还原过程仍在进行。 （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 主要影响光合作用的 。 光反应 暗反应

三、温度对光合作用的影响 实质：温度影响暗反应（酶促反应） 在生产上应用： 在大棚生产中常常采用白天适当升温（保证光合作 用正常进行，晚上适当降温（降低呼吸酶的活性）。 例4、下图表示在10000勒克司光照下某植物的呼吸量与 光合量随环境温度而发生，据图回答问题： （1）从图中可 以看出，叶绿体 内的酶与呼吸酶 相比 。 最适温度低

（2）最有利于该植 物有机物积累的温度为 。 此时图中显示 出的净产量为 。 （3）温度为40度时该植物 的代谢情况为 。 （4）从图中关系谈一谈夏季 中午时蒸腾作用的益处： 。 35℃ 0.2mol的CO2 光合量等于呼吸量。 蒸腾作用降低叶片的温度, 有利于光合作用。

四、矿质元素对光合作用的影响 （1）N：是各种酶以及NADP+和ATP的重要组 成成分，叶绿素中也有N元素。 （2）P：是叶绿体膜、 NADP+和ATP的重要组 成成分。 （3）K：在合成糖类，以及将其运输到块根、块 茎和种子等器官过程中起作用。 （4）Mg：叶绿素的重要组成成分。

ATP中活泼的化学能转化为糖类等有机物中稳定的化学能 光反应阶段与暗反应阶段的比较 项目 光反应阶段 暗反应阶段 场所 条件 物质变化 能量变化 基粒(囊状结构的薄膜上) 叶绿体基质中 需光,色素和酶 不需光,色素;需多种酶 2H2O 光 4[H]+O2 CO2的固定：CO2+C5 2C3 光 ADP+Pi ATP 酶 C3的还原：2C3 （CH2O） [H]，ATP 酶 ATP中活泼的化学能转化为糖类等有机物中稳定的化学能 光能转变为活泼的化学能，储存在ATP中