第四节 能量之源－光与光合作用
二氧化硅
碳酸钙
无水乙醇
光
和
色
素
的
提
取
和
光
合
色
素
的
分
离
吸收红光
吸收蓝紫光
叶
绿
色
a
叶
绿
素
b
类胡萝卜素
光合作用的原理和应用
结论：水分是植物建造自身的原料。
17世纪海尔蒙特栽培的柳树实验
结论：植物可以更新空气
有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结果，所以有人认为植物也能使空气变污浊？

1779年荷兰的英格豪斯
普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功；植物体只有绿叶才能更新空气。
到1785年，发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的是O2，吸收的是CO2。
光能
化学能
储存在什么物质中？
德国梅耶
1864年，德国萨克斯实验
第一组
光合作用产生的O2来自于H2O。
H218O
CO2
H2O
C18O2
第二组
18O2
O2
美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）
结论
光合作用产生的有机物又是怎样合成的？
物质A是18O2，物质B是16O2。光合作用产生的氧来自光反应阶段中水的分解。
问题：请写出图中物质A ,物质B的分子式并说明理由；A︰B＝？
A︰B＝9︰8
从这些科学家的探究过程来看，生物学的发展离不开物理学和化学的发展和支持
光合作用的定义
绿色植物通过_____，利用_____，把_________________转化成储存能量的_______，并释放出_______的过程。
光能
叶绿体
O2
有机物
CO2和H2O
叶
绿
体
色
素
2H2O
叶
绿
体
色
素
ADP ＋Pi
酶
ATP
2C3
多种酶参加催化
糖类
暗反应
光反应
叶
绿
体
色
素
活跃化能→稳定化能
CO2的固定 C3的还原
　　ATP的水解
【H】、能量、酶
基质中
光能→活跃化能
水的光解
ATP的生成
光、色素、酶
类囊体薄膜上
能量变化
物质变化
条件
场所
暗反应
光反应
光反应与暗反应的区别和联系
联系
光反应产生的【H】 ATP用于暗反应中
C3的还原，而暗反应中ATP水解产生的
Pi和ADP可重新在光反应利用形成ATP
思考：光合作用时，（看课本103页）
植物体增加的重量主要来自？
氧气来自？
如果二氧化碳量突然减少，3C和5C那个含量会增加？
如果二氧化碳量要是突然增加呢？
突然减少光照，3C和5C那个含量会增加？
如果突然加强光照， 3C和5C那个含量会增加？
你能大致的说出光合作用过程中，能量的流动过程吗？
二氧化碳的固定需要能量吗？
你能说出二氧化碳中的碳的转移途径吗？
固定的二氧化碳一定来自空气吗？
二氧化碳和光会影响光合作用的那个阶段？
下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：
①图中A是______,B是_______,它来自于______的分解。
②图中C是_______，它被传递到叶绿体的_____部位，用于________ _ 。
③图中D是____，在叶绿体中合成D所需的能量来自______
④图中G________,F是__________,J是_____________
⑤图中的H表示_______， I表示________，H为I提供__________
Ｏ2
水
[H]
基质
用作还原剂，还原C3
ATP
光能
光反应
[H]和ATP
色素
C5化合物
C3化合物
糖类
暗反应
叶绿素b
叶绿素a
叶黄素
胡萝卜素
物质A是18O2，物质B是16O2。光合作用产生的氧来自光反应阶段中水的分解。
问题：请写出图中物质A ,物质B的分子式并说明理由；A︰B＝？
A︰B＝9︰8
影响光合作用强度的因素？
光照时间的长短与强弱；光的成分； CO2的浓度；温度的高低、必需矿物质元素（N、P、Mg）、水分等。
1、适当提高CO2的浓度（温室大棚）；
2、增加光照时间和光照强度；
3、白天适当增加温度，夜间适当降低温度；
4、农作物间距合理，选择适当的光源等；
5、合理施肥，提供必要的矿物质元素；
6、合理灌溉，提供适当水分。
增加农作物产量的几点做法：
CO2的含量
光合作用强度
为什麽从A点开始光合作用不再增强？
叶片光合作用效率与空气中CO2含量的关系
A
光合作用效率
为什麽从B点开始光合作用不再增强？
叶片光合作用效率与光照强度的关系
B
光照强度
夏季某天中小麦的光合量变化
0
光合效率
10
12
14
时间
A
B
C
例题：下图是一个研究光合作用过程的实验，实验前溶液中加入ADP，磷酸盐、叶绿体等，实验时按图示控制进行，并不断测定有机物合成率，用此数据绘成曲线。请你用已学的光合作用知识，解释曲线形成的原因。
因为没有CO2，只进行光反应，所以无有机物积累
因为AB段为暗反应提供了ATP和[H]，加之CO2供给，暗反应能够进行，有 机物合成率上升
因无光不能进行光反应，随着光反应产物的消耗，暗反应逐渐减弱，有机物合成率逐渐降低
A—B段
B—C段
C—D段
①图中A点含义：
②B点含义：
③C点表示：
光照强度为0，只进行呼吸作用
光合作用与呼吸作用强度相等
光合作用强度不再随光照强度增强而增强，称为光饱和点
你能推测一下，C点以后，光合作用不再增强的原吗？
影响光合作用强弱的因素
１．内部因素
２．外部因素
光合速率或光合速度：是衡量光合作用强弱的指标。其的大小可用单位时间、单位叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量表示,亦可用单位时间、单位叶面积所积累的干物质量表示。
光合作用强度
影响光合作用的因素
２．外部因素
反应条件：光、温度、必需矿质元素
反应原料： CO2浓度、水
多因子影响：
１．内部因素
１．内部因素
影响光合作用的因素
同一植物在不同部位的叶片
同一植物在不同的生长发育阶段
植物种类不同
光合强度不同
作物后期,适当摘除老叶、残叶，降低呼吸。
1.幼叶不断生长,叶绿体(素)不断增加,光合速率不断加快；
2.老叶叶绿体破坏,光合速率减慢。
叶龄对光合作用的影响
叶面积指数
在一定的范围内，作物的产量随叶面积指数的增大而提高。当
叶面积增加到一定的限度后，呼吸作用加强，净产量反而下降。
干物质量
２．外部因素
原料
光、 CO2浓度、温度、水、必需矿质元素等
影响光合作用的主要外部因素
①.光质(光的波长)
光照对光合作用的影响
②.光照时间：
应用：延长光合作用时间
大田：复种（一年种两茬或三茬）
温室：人工光照
复色(白色)光 ﹥ 蓝紫光﹥ 红光 ﹥ 绿光
化能合成作用
自养生物
以光为能源，以CO2和H2O（无机物）为原料合成糖类（有机物），糖类中储存着由光能转换来的能量。例如绿色植物。
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。
化能合成作用
利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。少数的细菌，如硝化细菌。
NH3—HNO2---HNO3---有机物
光能自养生物
化能自养生物
所需的能量来源不同（光能、化学能）
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
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
C
某科学家用含有14C的CO2来追踪光合作用中的C原子，14C的转移途径是（ ）
A、CO2 叶绿体 ATP
B、CO2 叶绿素 ATP
C、CO2 乙醇 糖类
D、CO2 三碳化合物 糖类
D
在光合作用过程中，能量的转移途径是（ ）
A、光能 ATP 叶绿素 葡萄糖
B、光能 叶绿素 ATP 葡萄糖
C、光能 叶绿素 CO2 葡萄糖
D、光能 ATP CO2 葡萄糖
B
若白天光照充足，下列哪种条件对农作物增产有利
A.昼夜恒温25℃
B.白天温度15℃，夜间温度15℃
C.昼夜恒温15℃
D.白天温度25℃，夜间温度15℃
D
用下述容积相同的玻璃罩分别罩住大小、生长状况相同的天竺葵，光照相同的时间后，罩内O2最少的是[ ]
A．绿色罩 B．红色罩
C．蓝色罩 D．紫色罩
A
下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是（ ）
A、增大O2浓度 B、增大CO2浓度
C、增强光照 D、调节室温
A
1、在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉的是（ ）
A、[H] B、C5化合物 C、ATP D、CO2
B
2、与光合作用光反应有关的是（ ）
①H2O ②ATP ③ADP ④CO2
A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③④
A
4、光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是（ ）
A.叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应
B.叶绿体类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应
C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应
D.叶绿体基质中进行暗反应,不进行光反应
D
5、光合作用过程中，产生ADP和消耗ADP的 部位在叶绿体中依次为 ( )
①外膜 ②内膜 ③基质 ④类囊体膜
A．③② B．③④
C．①② D．④③
B
6、光合作用过程的正确顺序是（　）
①二氧化碳的固定 ②氧气的释放 ③叶绿素吸收光能④水的光解⑤三碳化合物被还原
A.④③②⑤① B.④②③⑤①
C. ③②④①⑤ D.③④②①⑤
7、在暗反应中，固定二氧化碳的物质是（　）
Ａ．三碳化合物　Ｂ．五碳化合物
Ｃ．［Ｈ］　　　Ｄ．氧气
Ｄ
Ｂ
比较光合作用、呼吸作用
光、色素、酶、H2O和CO2
叶绿体
细胞质基质、线粒体
O2、酶、H2O、C6H12O6
无机物转变成有机物
有机物氧化分解成无机物
ATP中活
跃化学能
光能
糖类等有机物中稳定化学能
C6H12O6等有机物稳定的化学能
ATP中活 跃化学能和热能
合成有机物，储存能量
分解有机物，释放能量
光合作用为呼吸作用提供物质（有机物、O2）；
呼吸作用为光合作用提供原料（CO2）