1、能量之源能量之源光與光合作用光與光合作用探究實驗：綠葉中色素的提取和分離探究實驗：綠葉中色素的提取和分離1.原理解讀原理解讀提取：提取：色素溶于有機溶劑（無水乙醇）色素溶于有機溶劑（無水乙醇）分離：分離：各色素在層析液的溶解度不同，各色素在層析液的溶解度不同， 導致擴散速度導致擴散速度 不同不同2.實驗流程：實驗流程：探究實驗：綠葉中色素的提取和分離探究實驗：綠葉中色素的提取和分離1.原理解讀原理解讀提取：提取：色素溶于有機溶劑（無水乙醇）色素溶于有機溶劑（無水乙醇）分離：分離：各色素在層析液的溶解度不同，各色素在層析液的溶解度不同， 導致擴散速度不同導致擴散速度不同2.實驗流程：實驗流程：提

2、提制制畫畫分分觀觀二氧化硅、碳酸鈣、無水乙醇、層析液3.實驗幾種試劑（物質）的作用：實驗幾種試劑（物質）的作用：探究實驗：綠葉中色素的提取和分離探究實驗：綠葉中色素的提取和分離4.實驗結果：實驗結果：種類種類顏色顏色含量含量葉綠素葉綠素b b胡蘿卜素胡蘿卜素葉黃素葉黃素葉綠素葉綠素a葉綠素葉綠素( (占總量占總量3/4)3/4)類胡蘿卜素類胡蘿卜素( (占總量占總量1/4)1/4)(藍綠色藍綠色)( (黃綠色黃綠色) )(橙黃色橙黃色)(黃色黃色)注意：注意：1.色素帶的位置代表什么？寬度呢？色素帶的位置代表什么？寬度呢？ 2.若分離得到的色素帶不明顯，可能的原因？若分離得到的色素帶不明顯，可

3、能的原因？探究實驗：綠葉中色素的提取和分離探究實驗：綠葉中色素的提取和分離（1）選材時應注意什么？）選材時應注意什么？（2）“迅速迅速”、“棉塞棉塞”的目的是什么？的目的是什么？（3）如何畫濾液細線？為什么？）如何畫濾液細線？為什么？（4）為什么濾液細線不能沒入層析液中？）為什么濾液細線不能沒入層析液中？（5）色素分離時，培養皿為什么加蓋？）色素分離時，培養皿為什么加蓋？5.實驗注意事項：實驗注意事項：色素的分布、功能及吸收光譜色素的分布、功能及吸收光譜基粒片層（類基粒片層（類囊體）囊體）基粒基粒基質基質酶酶雙層膜結構雙層膜結構捕獲光能的色素：分布在葉綠體捕獲光能的色素：分布在葉綠體基粒的基粒

4、的類囊體類囊體上上1.色素分布：色素分布：色素的分布、功能及吸收光譜色素的分布、功能及吸收光譜葉綠素溶液葉綠素溶液葉綠素主要吸收葉綠素主要吸收紅橙光紅橙光和和藍紫光藍紫光類胡蘿卜素主要吸收類胡蘿卜素主要吸收藍紫光藍紫光2.吸收光譜：吸收光譜：色素的分布、功能及吸收光譜色素的分布、功能及吸收光譜 400 500 600 700nm 400 500 600 700nm 1001005050吸收光能百分比葉綠素類胡蘿卜素可 見 光 區2.吸收光譜：吸收光譜：3.功能功能:色素的分布、功能及吸收光譜色素的分布、功能及吸收光譜4.影響葉綠素合成的因素影響葉綠素合成的因素時間時間人物人物研究成果研究成果1

5、648年年海爾蒙特海爾蒙特植物生長所需要的營養全部來自水，而不是來自土壤植物生長所需要的營養全部來自水，而不是來自土壤1771年年普利斯特利普利斯特利 植物能更新空氣植物能更新空氣1779年年英格豪斯英格豪斯植物更新空氣需要陽光照射，只有綠葉才能更新空氣植物更新空氣需要陽光照射，只有綠葉才能更新空氣1785年年吸收二氧化碳，放出氧氣吸收二氧化碳，放出氧氣1845年年梅耶梅耶植物進行光合作用時，把光能轉化成化學能儲存起來植物進行光合作用時，把光能轉化成化學能儲存起來1864年年薩克斯薩克斯采用碘液檢測淀粉，確定葉片在光下能產生淀粉采用碘液檢測淀粉，確定葉片在光下能產生淀粉1880年年恩吉爾曼恩吉

6、爾曼氧氣是葉綠體釋放出來的，光合作用的場所是葉綠體；氧氣是葉綠體釋放出來的，光合作用的場所是葉綠體；葉綠體色素主要吸收紅光和藍紫光葉綠體色素主要吸收紅光和藍紫光1940年年魯賓、卡門魯賓、卡門運用放射性同位素標記法，證明光合作用釋放的氧氣運用放射性同位素標記法，證明光合作用釋放的氧氣來源于水來源于水1948年年卡爾文卡爾文標記的為二氧化碳標記的為二氧化碳，追蹤光合作用過程中碳的行蹤，追蹤光合作用過程中碳的行蹤，發現暗反應過程（卡爾文循環）發現暗反應過程（卡爾文循環）光合作用的原理光合作用的原理1.光合作用的探究歷程光合作用的探究歷程光合作用的原理光合作用的原理2.經典實驗經典實驗（1 1）普里

7、斯特利實驗）普里斯特利實驗光合作用的原理光合作用的原理（2 2）、薩克斯的實驗）、薩克斯的實驗 碘蒸汽12小時產物光合作用的原理光合作用的原理（2 2）、恩格爾曼的實驗）、恩格爾曼的實驗隔絕空氣隔絕空氣黑暗，用極細光束照射黑暗，用極細光束照射完全暴露在光下完全暴露在光下水綿和好氧水綿和好氧細菌的裝片細菌的裝片 用透過三棱鏡的光照射水綿臨時裝片用透過三棱鏡的光照射水綿臨時裝片 恩格爾曼的第二個實驗恩格爾曼的第二個實驗發現大量的好氧細菌聚集在紅光和藍光區域發現大量的好氧細菌聚集在紅光和藍光區域光合作用的原理光合作用的原理光合作用的原理光合作用的原理（3 3）、魯賓和卡門的同位素標記實驗）、魯賓和卡

8、門的同位素標記實驗第二組向同種綠色植物提供第二組向同種綠色植物提供CO2 和和H218O。第一組向綠色植物提供第一組向綠色植物提供C18O2 和和H2O。O2葉綠體葉綠體H2O有機物有機物陽光陽光CO2 + H2O（CH2O）+O2光能光能葉綠體葉綠體 光合作用：光合作用：綠色植物通過綠色植物通過葉綠體葉綠體，利用，利用光能光能，把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物有機物，并且放出并且放出氧氧的過程。的過程。CO2光合作用的原理光合作用的原理H H2 2O O光反應階段光反應階段ADPPi ATP酶酶第一個階段：光反應階段，必須有第一個階段：光反應階段，必須有

9、 才能進行，該才能進行，該階段的反應是在階段的反應是在 上進行的。物質變化上進行的。物質變化是是H H2 2O O光解成光解成 ，ADPADP接受光能，在酶的接受光能，在酶的催化下合成催化下合成 ； 能量變化是光能轉變成儲存在能量變化是光能轉變成儲存在 -中的活躍化學能。中的活躍化學能。 光光基粒類囊體膜基粒類囊體膜O O2 2 和和H HATPATPATPATP(1).光反應光反應2.光合作用的過程光合作用的過程暗反應階段暗反應階段H H2 2O O光反應階段光反應階段ADPPi ATP酶酶C3CO2CH2OC5固固 定定還還 原原酶酶(2).暗反應暗反應光合作用的原理光合作用的原理暗反應階

10、段暗反應階段H H2 2O O光反應階段光反應階段ADPPi ATP酶酶2C3CO2CH2OC5固固 定定還還 原原酶酶第二個階段：暗反應階段，第二個階段：暗反應階段，有光無光都可以進行有光無光都可以進行。該階。該階段的場所是在段的場所是在 。物質變化是：。物質變化是：COCO2 2與與 ，結合形成兩個結合形成兩個 ，該物質在有關酶的作用下，接受，該物質在有關酶的作用下，接受ATPATP釋放的能量，被釋放的能量，被 還原為還原為 ，其中一小部，其中一小部分又形成分又形成 。ATPATP變成變成 。能量轉化是。能量轉化是 ATPATP中活躍的化學能轉變成中活躍的化學能轉變成 中中 的化學能。的化

11、學能。 葉綠體基質葉綠體基質C C5 52C2C3 3H H糖類等糖類等C C5 5ADPADP 和和Pi Pi糖類等糖類等穩定穩定(2).暗反應暗反應光合作用的原理光合作用的原理(3).光反應階段與暗反應階段的比較光反應階段與暗反應階段的比較項目項目光反應階段光反應階段暗反應階段暗反應階段區區別別場所場所條件條件物質物質變化變化能量能量轉化轉化類囊體薄膜類囊體薄膜葉綠體基質葉綠體基質光、色素、酶、水光、色素、酶、水多種酶多種酶、CO2 、H、ATP光能光能轉化為轉化為ATP中中活潑活潑的化學能的化學能ATP中中活潑的化學能活潑的化學能轉化為糖轉化為糖類等類等有機物有機物中中穩定的化學能穩定的

12、化學能水的光解：水的光解：2H2O 光光4H+O2ATP合成：合成：ADP+Pi +光能光能 ATP酶酶C3的還原：的還原：2C3 （CH2O）+ C5+H2O H，ATP酶酶聯聯 系系1、光反應是暗反應的基礎，光反應為暗反應的進行提供、光反應是暗反應的基礎，光反應為暗反應的進行提供H和和ATP；2、暗反應是光反應的繼續，暗反應為光反應的進行提供、暗反應是光反應的繼續，暗反應為光反應的進行提供ADP和和Pi；CO2的固定：的固定：CO2+C5 2C3酶酶光合作用的原理光合作用的原理光合作用的原理光合作用的原理3.光合作用反應方程式及元素去向光合作用反應方程式及元素去向6CO2+12H2OC6H

13、12O6+6O2+6H2O光能光能葉綠體葉綠體CO2 + H2O（CH2O）+O2光能光能葉綠體葉綠體b、H的轉移：的轉移：H2O H C6H12O6 H2O c、C的轉移：的轉移：CO2 C3 糖類糖類a、O的轉移：的轉移：H2O O2光合作用的原理光合作用的原理4.條件驟變時物質量的變化條件驟變時物質量的變化CO2濃度不變濃度不變 光反應HATPO2C3C5（CH2O）光照光照減弱減弱 光照光照增強增強H2OCO2HO2酶多種酶ADP+ PiADP+ PiATPATPC52C3（CH2O）H2O水的光解水的光解形成形成ATPATPCOCO2 2的固定的固定C3C3的還原的還原積累、積累、增

14、加增加消耗、消耗、減少減少光合作用的原理光合作用的原理4.條件驟變時物質量的變化條件驟變時物質量的變化光照不變光照不變暗反應 C3C5HATPO2（CH2O）CO2濃度濃度減少減少 CO2濃度濃度增加增加H2OCO2HO2酶多種酶ADP+ PiADP+ PiATPATPC52C3（CH2O）H2O水的光解水的光解形成形成ATPATPCOCO2 2的固定的固定C3C3的還原的還原積累、積累、增加增加消耗、消耗、減少減少光合作用的原理光合作用的原理（2009海南卷）海南卷）7.在其他條件適宜的情況下，在供在其他條件適宜的情況下，在供試植物正常進行光合作用時，突然停止光照，并試植物正常進行光合作用時

15、，突然停止光照，并在黑暗中立即開始連續取樣分析，在短時間內葉在黑暗中立即開始連續取樣分析，在短時間內葉綠體中綠體中C3和和C5含量的變化是（含量的變化是（ ） A C3和和C5都迅速減少都迅速減少 B C3和和C5都迅速增加都迅速增加 C C3迅速增加，迅速增加， C5迅速減少迅速減少 D C3迅速減少，迅速減少， C5迅速增加迅速增加CO2固定過程減慢，固定過程減慢， C3形成量減少形成量減少;而而C3的還原過程仍在進行的還原過程仍在進行。下圖是改變下圖是改變CO2濃度后與濃度后與光合作用有關的光合作用有關的 C5和和C3在在細胞內的變化曲線，請回細胞內的變化曲線，請回答：答：（3）光照強度

16、和）光照強度和CO2濃度的變化均影響光合作用的速度，濃度的變化均影響光合作用的速度，但前者主要影響光合作用的但前者主要影響光合作用的 ，后者主要影響光合，后者主要影響光合作用的作用的 。C3光反應光反應暗反應暗反應（1）曲線）曲線a表示的化合物是表示的化合物是 ，曲線曲線b表示的化合物表示的化合物是是 ；（2）在）在CO2濃度降低時，濃度降低時，曲線曲線a表示的化合物的含表示的化合物的含量迅量迅速下降的原是速下降的原是： C5光合作用的原理光合作用的原理影響影響光合作用強度光合作用強度的因素？的因素？ CO2+H2O （CH2O）+O2光能光能葉綠體葉綠體(色素、酶）色素、酶）Mg、N等礦質元

17、素；等礦質元素；酶的活性受溫度等影響酶的活性受溫度等影響。光照強度、光質、光照時間；光照強度、光質、光照時間；氣體反應物氣體反應物作為反應物和反應的媒介；作為反應物和反應的媒介；水分水分氣孔關閉氣孔關閉CO2供應供應探究環境因素對光合作用的影響mg/dmmg/dm2 2hh 凈光合速率凈光合速率=實際光合速率實際光合速率呼吸速率呼吸速率1、光、光 對應訓練：對應訓練：(07年高考山東卷年高考山東卷) 以測定的以測定的CO2吸收量與釋放量為吸收量與釋放量為指標，研究溫度對某綠色植物光指標，研究溫度對某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響，結果合作用與呼吸作用的影響，結果如圖所示。下列分析正確的是如圖

18、所示。下列分析正確的是( )A.光照相同時間，光照相同時間，35時光合作用制造的有機物的量與時光合作用制造的有機物的量與30時相時相等等B.光照相同時間，在光照相同時間，在20條件下植物積累的有機物的量最多條件下植物積累的有機物的量最多C.溫度高于溫度高于25時，光合作用制造的有機物的量開始減少時，光合作用制造的有機物的量開始減少D.兩曲線的交點表示光合作用制造的與呼吸作用消耗的有機物的兩曲線的交點表示光合作用制造的與呼吸作用消耗的有機物的量相等量相等A 制造的、產生的制造的、產生的 值值測定的、積累的測定的、積累的 值值總總凈凈應用：應用：控制好光強控制好光強 措施：措施： 大棚種植陰雨天應

19、補充光照，把光強控制在光飽和點，至大棚種植陰雨天應補充光照，把光強控制在光飽和點，至少要在光補償點之上；少要在光補償點之上； 根據陽生植物和陰生植物對光照的不同要求，控制光照強根據陽生植物和陰生植物對光照的不同要求，控制光照強弱。弱。2.CO2濃度濃度A:進行光合作用所需最進行光合作用所需最低外界低外界CO2濃度濃度B:CO2飽和點飽和點光合速率光合速率0外界外界CO2濃度濃度A BA:呼吸作用強度呼吸作用強度C: CO2補償點補償點 S:CO2飽和點飽和點應用：應用：溫室栽培時適當提高溫室栽培時適當提高CO2的的濃度濃度措施：措施：大田生產大田生產“正其行，通其風正其行，通其風”，即為提高，

20、即為提高CO2濃度、增加產量。提高光合作用速率。濃度、增加產量。提高光合作用速率。 對應例題對應例題1：（10全國卷）全國卷） 下列四種現象中，可以用下下列四種現象中，可以用下圖表示的是（圖表示的是（ ） A、在適宜條件下光合作用強度隨、在適宜條件下光合作用強度隨CO2含量的變化含量的變化 B、條件適宜、底物充足時反應速率隨酶量的變化、條件適宜、底物充足時反應速率隨酶量的變化 C、一個細胞周期中、一個細胞周期中DNA含量隨時間的變化含量隨時間的變化 D、理想條件下種群數量隨時間的變化、理想條件下種群數量隨時間的變化解析：解析：如圖曲線的走勢為先增加后穩定，曲線有兩個關鍵點如圖曲線的走勢為先增加

21、后穩定，曲線有兩個關鍵點：即起點：即起點m（m0）和飽和點。符合這一曲線的為）和飽和點。符合這一曲線的為A選項；選項；B項對應的曲線起點不正確，曲線的走勢一直為增函數，不項對應的曲線起點不正確，曲線的走勢一直為增函數，不會出現飽和效應；會出現飽和效應；C項對應的曲線就更不正確了；項對應的曲線就更不正確了；D項曲線為項曲線為種群的種群的“J”型增長曲線。型增長曲線。Am2.CO2濃度濃度A:進行光合作用所需最進行光合作用所需最低外界低外界CO2濃度濃度B:CO2飽和點飽和點光合速率光合速率0外界外界CO2濃度濃度A BA:呼吸作用強度呼吸作用強度C: CO2補償點補償點 S:CO2飽和點飽和點對

22、應例題對應例題2：下列相關敘述，正確的是下列相關敘述，正確的是 （ ）A如果光照強度適當降低，如果光照強度適當降低，a 點左移，點左移，b 點左移點左移 B如果光照強度適當降低，如果光照強度適當降低，a 點左移，點左移，b 點右移點右移 C如果光照強度適當增強，如果光照強度適當增強，a 點右移，點右移，b 點右移點右移 D如果光照強度適當增強，如果光照強度適當增強，a 點左移，點左移，b 點右移點右移【解析解析】光合作用強度受光照強度和光合作用強度受光照強度和CO2濃度的綜合影響。分析曲線濃度的綜合影響。分析曲線圖可知：圖可知：a點時，點時，CO2吸收速率為吸收速率為0，此時葉片光合作用強度等

23、于呼吸作用，此時葉片光合作用強度等于呼吸作用強度，強度，b點時，點時，CO2吸收速率最大，吸收速率最大，CO2濃度達到飽和點。濃度達到飽和點。當光照強度適當光照強度適當增強時，光合作用增強，由于呼吸作用強度不變，此時只需要小于當增強時，光合作用增強，由于呼吸作用強度不變，此時只需要小于a 的的CO2濃度就能使葉片光合作用強度等于呼吸作用強度，故濃度就能使葉片光合作用強度等于呼吸作用強度，故a點左移點左移。光照光照強度增強，光能增多，光反應增強，強度增強，光能增多，光反應增強，CO2濃度成為限制光合作用達到最大濃度成為限制光合作用達到最大值的主要因素，因此值的主要因素，因此CO2濃度只有大于濃度

24、只有大于b點時的濃度，光合作用強度才能點時的濃度，光合作用強度才能達到最大值，故達到最大值，故b點右移。點右移。此題的答案為此題的答案為D。D3.溫度溫度4.礦質元素礦質元素 礦質元素是光合作用的產物礦質元素是光合作用的產物葡萄糖進一步合葡萄糖進一步合成許多有機物時所必需的物質。如缺少成許多有機物時所必需的物質。如缺少N，就影響，就影響蛋白質（酶）的合成；缺少蛋白質（酶）的合成；缺少P就會影響就會影響ATP、NADPH的合成；缺少的合成；缺少Mg就會影響葉綠素的合成。就會影響葉綠素的合成。應用措施：應用措施：合理施肥（但施肥太多，濃度過高會會使植物失水萎蔫）可促合理施肥（但施肥太多，濃度過高會

25、會使植物失水萎蔫）可促進葉片面積增大，提高酶的合成率，提高光合作用速率。進葉片面積增大，提高酶的合成率，提高光合作用速率。 5.水分水分水分既是光合作用的原料，又是化學反應的媒介；缺水分既是光合作用的原料，又是化學反應的媒介；缺水會直接影響到光合作用。水會直接影響到光合作用。水分是植物蒸騰的對象。缺水水分是植物蒸騰的對象。缺水氣孔關閉氣孔關閉CO2進入進入受阻受阻間接影響光合作用間接影響光合作用應用措施：應用措施：根據作物需水規律合理灌溉。根據作物需水規律合理灌溉。植物夏季為何植物夏季為何“午休午休”？對應例題：對應例題：導致植物夏季中午光合作用導致植物夏季中午光合作用“午休午休”的的直接原因

26、是（直接原因是（ ） A.溫度過高，蒸騰過強，缺乏光反應原料水溫度過高，蒸騰過強，缺乏光反應原料水 B.溫度過高，酶活性降低溫度過高，酶活性降低 C.氣孔關閉氣孔關閉,缺乏缺乏CO2 D.呼吸作用過強呼吸作用過強,無有機物積累無有機物積累C6.葉齡葉齡OA段段幼葉。隨幼葉的不斷生幼葉。隨幼葉的不斷生長，葉面積增大，葉綠體增多，長，葉面積增大，葉綠體增多，葉綠素含量增加，光合速率增加葉綠素含量增加，光合速率增加。AB段段壯葉。葉片面積、葉綠壯葉。葉片面積、葉綠體和葉綠素都處于穩定狀態，光體和葉綠素都處于穩定狀態，光合速率穩定。合速率穩定。BC段段老葉。隨葉齡的增加，老葉。隨葉齡的增加，葉綠素被破

27、壞，光合速率也隨之葉綠素被破壞，光合速率也隨之下降。下降。 應用措施：應用措施：農作物、果樹管理后期農作物、果樹管理后期適當摘除老葉、殘葉。適當摘除老葉、殘葉。可降低其呼吸作用消耗可降低其呼吸作用消耗有機物。有機物。 內因：內因：外因：外因：基因決定酶種類基因決定酶種類數量不同數量不同光（強度、光質）光（強度、光質）CO2濃度濃度溫度溫度礦質元素礦質元素水分水分不同植物光合作用不同；不同植物光合作用不同；不同部位（葉）光合作用不同；不同部位（葉）光合作用不同；不同葉齡的葉光合作用不同。不同葉齡的葉光合作用不同。影響光合作用因素總結影響光合作用因素總結1.光合作用及呼吸作用在提高作物產量方面的主

28、要應用光合作用及呼吸作用在提高作物產量方面的主要應用途徑途徑措施或方法措施或方法延長光照時間延長光照時間補充光照補充光照增大光合增大光合作用面積作用面積間作、合理密植間作、合理密植提高光合提高光合作用效率作用效率控制適宜光強、提高控制適宜光強、提高CO2濃度濃度(如通風如通風)、合理施、合理施肥肥(供應適量必需礦質元素供應適量必需礦質元素)提高凈光合提高凈光合作用速率作用速率維持適當晝夜溫差維持適當晝夜溫差(白天適當升溫，晚上適當降白天適當升溫，晚上適當降溫溫)2.光合速率與呼吸速率的關系光合速率與呼吸速率的關系(二氧化碳的釋放或吸二氧化碳的釋放或吸收量）收量）植物在黑暗條件下測得的數值為呼吸速率。植物在黑暗條件下測得的數值為呼吸速率。綠色植物組織在光下，光合作用與細胞呼吸同時綠色植物組織在光下，光合作用與細胞呼吸同時進行，測得的數據為凈光合速率（二氧化碳吸收量進行，測得的數據為凈光合速率（二氧化碳吸收量）。）。實際光合速率、凈光合速率、呼吸速率的關系：實際光合速率、凈