分析與綜合：分析光合作用光反應(yīng)和暗反應(yīng)過程，認(rèn)同兩個階段既有區(qū)別又有聯(lián)系，理解結(jié)構(gòu)功能觀。
根據(jù)實驗?zāi)康?，設(shè)計實驗探究光合作用的影響因素，會分析相關(guān)的實驗裝置。
能夠根據(jù)光合作用原理指導(dǎo)生產(chǎn)實踐。
葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的細(xì)胞器
CHLOROPLAST
葉綠體內(nèi)部類囊體的膜表面上，分布著許多吸收光能的色素分子。
類囊體薄膜上和葉綠體基質(zhì)中，還有許多進(jìn)行光合作用所必需的酶。
（CH2O) + O2
（CH2O）表示糖類，光合作用產(chǎn)物一部分是淀粉，一部分是蔗糖。蔗糖可以進(jìn)入篩管，再通過韌皮部運輸?shù)街仓旮魈帯?br/> 葉綠體如何將光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能的呢？
綠色植物通過______，利用____，將___________轉(zhuǎn)化成________________，并且釋放出_____的過程。
科學(xué)界普遍認(rèn)為，在光合作用中，CO2分子的C和O被分開，O2被釋放，C與H2O結(jié)合成甲醛，然后甲醛分子縮合成糖。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)甲醛對植物有毒害作用，而且甲醛不能通過光合作用轉(zhuǎn)化成糖。
【初步判斷】氧來自二氧化碳的可能性較小，較可能來源于水。
1937年·英國科學(xué)家希爾
在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑（懸浮液中有H2O，沒有CO2），在光照下可以釋放出氧氣。
只有H2O 沒有CO2
離體葉綠體在適當(dāng)條件下發(fā)生水的光解，產(chǎn)生氧氣的化學(xué)反應(yīng)稱作希爾反應(yīng)。
4Fe3+ + 2H2O
4Fe2+ + 4H+ + O2
（HILL REACTION）
希爾的實驗說明水的光解產(chǎn)生氧氣，是否說明植物光合作用產(chǎn)生
實驗沒有排除葉綠體中其他物質(zhì)的干擾，也沒有直接觀察到氧元素轉(zhuǎn)移。
的氧氣中的氧元素全部都來自水？
希爾的實驗是否說明水的光解與糖的合成不是同一個化學(xué)反應(yīng)？
能夠說明。希爾反應(yīng)是將離體葉綠體置于懸浮液中完成的，懸浮液中有H2O，沒有合成糖的另一種必需原料CO2，因此，該實驗說明水的光解并非必須與糖的合成相關(guān)聯(lián)，暗示著希爾反應(yīng)是相對獨立的反應(yīng)階段。
1941年·美國科學(xué)家魯賓（S.Ruben)和卡門（M.Kamen)
用同位素示蹤的方法，研究了光合作用中氧氣的來源。他們用16O的同位素18O分別標(biāo)記成H218O和C18O2。然后，進(jìn)行了兩組實驗：
在其他條件都相同的情況 第一組釋放的氧氣都是O2 第二組釋放的都是18O2 。
第一組給植物提供H2O和C18O2
第二組給同種植物提供H218O和CO2
光合作用釋放的氧氣中的氧元素全部來源于水，而并不來源于CO2 。
對比實驗 相互對照
1954年·美國科學(xué)家阿爾農(nóng)
阿爾農(nóng)(D. Arnn)發(fā)現(xiàn)，在光照下，葉綠體可合成ATP。1957年，他發(fā)現(xiàn)這一過程總是與水的光解相伴隨。
嘗試用示意圖來表示ATP的合成與希爾反應(yīng)的關(guān)系。
ATP的合成場所 類囊體
O2 + H+ + 能量
合成條件 需光（酶）
甲醛對植物有毒，不能通過光合作用轉(zhuǎn)化成糖
同位素標(biāo)記法光合作用氧氣來自于水
光照下葉綠體合成ATP該過程總是與水的光解相伴
光合作用釋放的氧氣中的氧元素來自水，氧氣的產(chǎn)生和糖類的合成不是同一個化學(xué)反應(yīng)，而是分階段進(jìn)行的。
光合作用的過程十分復(fù)雜，它包括一系列化學(xué)反應(yīng)，根據(jù)是否需要光能，這些化學(xué)反應(yīng)可以概括地分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)（現(xiàn)在也稱為碳反應(yīng)）兩個階段。
光反應(yīng)（光合作用第一階段）
暗反應(yīng)（光合作用第二階段）又稱碳反應(yīng)
自主閱讀P103-104，從場所、條件、物質(zhì)能量變化角度分析光合作用
嘗試敘述光合作用的光反應(yīng)過程
水分解為氧和H+的同時，被葉綠體奪去兩個電子。電子經(jīng)傳遞，可用于NADP+與H+結(jié)合形成NADPH。
光能 → ATP和NADPH中的活躍化學(xué)能
ADP + Pi + 能量
O2 + 4H+ + 4e-
NADP+ + H+ + 2e-
20世紀(jì)40年代·美國科學(xué)家卡爾文等
20世紀(jì)40年代，美國科學(xué)家卡爾文（M. Calvin, 1911—1997）等用小球藻做了這樣的實驗：
【情境1】 向反應(yīng)體系中充入一定量的14CO2，光照30秒后檢測產(chǎn)物，檢測到了多種帶14C標(biāo)記的化合物，有三碳化合物（C3）、五碳化合物（C5）和六碳糖(C6)。
小球藻是一種單細(xì)胞的綠藻
【情境2】 反應(yīng)進(jìn)行到5秒光照時，卡爾文等檢測到同時含有放射性的C5化合物和C6化合物?？s短工作時間到幾分之一秒時，90%以上的放射性14C集中在一種C3化合物上。
大致描述CO2轉(zhuǎn)化成有機物過程中，C的轉(zhuǎn)移途徑。
CO2與什么物質(zhì)結(jié)合形成C3?
實驗發(fā)現(xiàn)，在光照條件下，突然降低CO2的濃度，C3和C5含量有如右圖變化：
結(jié)論：CO2與C5結(jié)合形成C3化合物
光合作用吸收的二氧化碳與C5結(jié)合形成C3，C3經(jīng)過一系列變化，轉(zhuǎn)化為糖類的同時又形成C5。這些C5又參與C3的形成。這樣，C5到C3再到C5的循環(huán)，可以源源不斷進(jìn)行下去。所以暗反應(yīng)也稱為卡爾文循環(huán)（碳循環(huán)）。
這一階段光合作用的相關(guān)化學(xué)反應(yīng)，有光無光都能進(jìn)行，所以這個階段叫做暗反應(yīng)階段。
ATP和NADPH中的活躍化學(xué)能 → 有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能
ATP和NADPH的水解
C5 + (CH2O)
C3是指3-磷酸甘油酸；C5是指核酮糖-1，5-二磷酸（RuBP）
NADPH和ATP的移動途徑是什么？
NADP+和ADP的移動途徑呢？
從類囊體薄膜到葉綠體基質(zhì)。
從葉綠體基質(zhì)到類囊體薄膜。
①在C3的還原中作還原劑；②為C3的還原提供能量
(CH2O )H2O
光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系
需要光、色素、與光反應(yīng)有關(guān)的酶
光能轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH中的化學(xué)能
ATP和NADPH中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為有機物中的化學(xué)能
光反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ)，光反應(yīng)為暗反應(yīng)的進(jìn)行提供NADPH和ATP
暗反應(yīng)是光反應(yīng)的繼續(xù)；暗反應(yīng)為光反應(yīng)的進(jìn)行提供合成ATP的原料ADP和Pi，以及NADP+
光反應(yīng)和暗反應(yīng)緊密聯(lián)系，能量轉(zhuǎn)換與物質(zhì)變化密不可分
ADP、Pi、NADP+
否，光反應(yīng)必須在光下進(jìn)行；暗反應(yīng)是有光和無光都可以進(jìn)行。
不能，因為沒有光，光反應(yīng)無法進(jìn)行，不能為暗反應(yīng)提供所需的ATP和[H]
不能，因為沒有二氧化碳暗反應(yīng)無法進(jìn)行，也就不能為光反應(yīng)提供ADP和Pi、NDDP+，即便是有光，光反應(yīng)也無法進(jìn)行。
光反應(yīng)與暗反應(yīng)是否一個在光下進(jìn)行，一個在暗處進(jìn)行？
白天放在無二氧化碳的密閉玻璃罩內(nèi)的植物長期進(jìn)行光反應(yīng)、暗反應(yīng)嗎？為什么？
夜晚植物能進(jìn)行光反應(yīng)、暗反應(yīng)嗎？為什么？
正常進(jìn)行光合作用的植物，突然停止光照后，C3、C5、[H] 、ATP含量如何變化？若突然停止CO2的供應(yīng)呢？
能夠利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物的合成作用。
例如：硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌等少數(shù)種類的細(xì)菌
2NH3 + 3O2
2HNO2 + 2H2O + 能量
2HNO2 + O2
6CO2 + 6H2O
2C6H12O6 + 6O2
6CO2 + 12H2O
C6H12O6 + 6H2O + 6O2
植物在單位時間內(nèi)通過光合作用制造糖類的數(shù)量。
單位時間內(nèi)有機物的制造量或合成量
單位時間內(nèi)O2的生成量或產(chǎn)生量
單位時間內(nèi)CO2的消耗量或固定量
打孔器、5W LED臺燈、米尺、燒杯、綠葉等
根據(jù)單位時間小圓形葉片浮起的數(shù)量的多少，探究光照強度與光合作用強度的關(guān)系。
量、二氧化碳濃度等要求相同且適宜
不同瓦數(shù)的燈或相同瓦數(shù)臺燈離實驗裝置的距離
相同時間小圓形葉片浮起的數(shù)量
用中間的盛水玻璃柱吸收熱量排除干擾
0.6cm的打孔器打孔
取生長旺盛的綠葉，用直徑為0.6 cm的打孔器打出圓形小葉片30片（避開大的葉脈）。
將圓形小葉片置于注射器內(nèi)。注射器內(nèi)吸入清水，待排出注射器內(nèi)殘留的空氣后，用手指堵住注射器前端的小孔并緩慢地拉動活塞，使圓形小葉片內(nèi)的氣體逸出。
取3只小燒杯，分別倒入富含CO2的清水（1%~2%的NaHCO3溶液）向3只小燒杯中各放入10片小圓形葉片。
分別對這3個實驗裝置進(jìn)行強、中、弱三種光照
觀察并記錄同一時間段內(nèi)各實驗裝置中小圓形葉片浮起的數(shù)量?；蛏细∠嗤瑪?shù)量的小圓形葉片各實驗裝置所用時間。
LED燈作為光源（冷光源，排除溫度干擾），分別用不同光照強度（調(diào)節(jié)光源與燒杯的距離）去照射葉片。
一定光照強度范圍內(nèi)，光合作用隨著光照強度的增加而增強。
植物自身因素（遺傳特性、葉齡、葉面積指數(shù)等）
光（強度、時間、光質(zhì)等）
影響光合作用強度的因素
植物達(dá)到光合速率等于呼吸速率時，所對應(yīng)的光照強度。
植物達(dá)到最大光合速率所需要的最小光照強度。
大棚種植陰雨天應(yīng)補充光照，把光強控制在光飽和點，至少要在光補償點之上。
根據(jù)陽生植物和陰生植物對光照的不同要求，控制光照強弱。如間作套種時農(nóng)作物的種類搭配、林帶樹種的搭配等。
（1）光質(zhì)對光合作用速率的影響：
白光 >紅光 >藍(lán)紫光 >綠光
（2）圖示為陽生植物和陰生植物光合作用曲線圖：
② 不同植物采取不同光照
③ 套種間作，合理密植
⑤ 溫室大棚使用無色透明玻璃
溫室栽培植物時還可使用CO2發(fā)生器等
注意通風(fēng)透氣（正其行通其風(fēng)）
表示進(jìn)行光合作用所需CO2的最低濃度
表示光合作用速率等于細(xì)胞呼吸速率時的CO2濃度
表示在一定范圍內(nèi)CO2濃度達(dá)到該點后，光合作用強度不再隨CO2濃度增加而增加
最適溫度下植物光合作用最大，一般光合作用最適溫度25-30℃之間。
溫度過高時植物氣孔關(guān)閉或酶活性降低，光合速率會減弱。
溫室中，白天適當(dāng)提高溫度，晚上適當(dāng)降溫
光合酶及ATP的重要組分
類囊體膜和ATP的重要組分
促進(jìn)光合產(chǎn)物向貯藏器官運輸
【1】下列關(guān)于光合作用的敘述，正確的是（ ）
【2】如圖表示某植物葉肉細(xì)胞內(nèi)部分物質(zhì)代謝途徑，其中①~⑥表示過程。下列相關(guān)分析錯誤的是（ ）
【3】將單細(xì)胞綠藻置于適宜的溫度、光照以及充足的CO2條件下培養(yǎng)，經(jīng)一段時間后，突然停止光照，則下列敘述中不會發(fā)生的是 ( 　 )

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