植物的光合作用

第三章 植物的光合作用Photosynthesis in Plant

一、名词解释：

1. 光合作用（photosynthesis） 2 . 光合膜（photosynthetic membrane）3. 量子效率(quantum efficiency) 4.

荧光现象与磷光现象（Fluorecence and phosphorecence）5.反应中心色素reaction centre pigment 6.聚光色素light-harvesting pigment或antenna pigment（天线色素) 7 Primary reaction 原初反应 8.光合反应中心(Photochemical reaction centre) 9.红降(red drop) 10.爱默生效应（Emerson effect） 11.光系统（photosystem）12.光合链（photosynthetic reaction） 13.PQ循环（PQ cycle） 14.光合磷酸化photosynthetic

phosphorylation or photophosphorylation 15. 希尔反应16. 磷酸运转器17.同化能力（assimilatory power）18. 碳同化CO2 assimilation in photosynthesis 19. 卡尔文循环（C3途径，还原戊糖途径）C3 photosynthetic

pathway (Calvin cycle, RPPP) 20. C4途径C4 photosynthetic pathway 21. 景天科酸代谢Crassulacean acid

metabolism (CAM) pathway 22. 光呼吸（photorespiration） 23. 光补偿点 light compensation point(LCP) 24.

水生植物的光合作用

水生植物是水域生态系统和湿地生态系统中重要的组成部分，但是水环境具有流动性，温度变化平稳，光照时间弱，含氧量少，有机物积累量少，那么要想在水中生存，水生植物就一定有一套特殊的机制来满足光合作用的需要。

水生植物对水环境的形态适应性

1、 根

主要起固定植物体的作用。水生植物在长期演化过程中，根在形态、结构、功能上都发生了退化，有的甚至无根，根的分支减少，无根毛，表皮细胞都具有吸收作用，内部维管束发生退化。

2、 茎

水生植物形态与陆生植物相比也发生了很大的改变。气孔减少,但在茎中存在气室供呼吸，茎幼嫩纤细，有叶绿体。茎基本上由薄壁细胞组成，细胞间隙发达，利于漂浮和气体交换，内部维管束主要集中在茎中央，有利于抵抗外部损伤。

3、 叶

挺水叶与陆生植物有相同的构造。浮水叶为背腹异面叶，背部海绵组织发达，有很多气囊便于浮在水面上，同时还含有很多晶体，便于抵抗外界环境的压力。沉水叶的叶型常为裂叶或异叶型，表皮层薄,叶表皮含有大量的叶绿体, 机械组织不发达,细胞间隙大。 光照对水生植物的影响

光合作用是沉水植物最重要的代谢活动。光照是沉水植物生长的限制性因子,而且决定了沉水植物在水下分布的最大深度.在水中, 由于水体溶解物、悬浮颗粒以

及水深的影响,光照不足的现象在水体中最易发生, 水体光强是沉水植物生长的必需环境因子。另外, 光在水中的衰减依赖于波长、光强和光质, 它们均随水体深度而变化。为了适应水体中迅速衰减的光照条件, 沉水植物在形态学及生理机制上发生大量变化以最大限度地吸收光辐射。从形态上看, 沉水植物的叶片通常仅几层细胞厚(2或3层),

很多种类的叶片分裂纤细, 以增大单位生物量的叶面积, 从而有利于其对有限资源如光和无机碳等的利用。大多数沉水植物叶片的表皮细胞中含有叶绿体, 这是与陆生植物最显著的区别。陆生植物的叶绿体一般仅局限于叶肉细胞, 除了在保卫细胞中外, 很少在表皮细胞中出现。从生理上看, 所有的沉水植物都是阴生植物, 叶片的光合作用在全日照的很小一部分时即达到饱和, 沉水植物的光饱和点及光补偿点比陆生阳生植物低很多。较低的光补偿点对沉水植物实现碳的净获得具有十分重要的意义, 因为入射辐射光强必须在光补偿点以上, 植物才能生长。而低光补偿点的植物在一天中的较长时间内即可达到净光合生产。

植物的光合作用教案

一、教学目标

1、知识目标：

①阐明绿色植物的光合作用

②举例说出绿色植物光合作用原理在生产上的应用

2、能力目标：

①通过探究光合作用的条件、产物和场所，进一步体验科学探究的方法。

②在探究活动中培养分析、判断、推理的能力，以及运用知识解决问题的能力。

3、情感态度与价值目标

进一步明确生物圈中的人和动物与绿色植物的密切关系，生发保生物、爱护环境的情感。

二、教学重点：阐明绿色植物的光合作用。

三、教学难点：探究植物进行光合作用的场所、了解光合作用原理在生产实践上的应用。

四、教学过程：

第1课时

一、课文导入

1、创设问题情境：动物和人每天需通过摄取食物来获得生长发育所需的营养物质，需植物则没有摄食现象，那么植物的生长发育需要营养物质吗？

2、观看视频

3、学生产生疑问：植物生长发育所需的营养物质是怎么来的？

二、光合作用的发现过程：

公元前3世纪，古希腊哲学家亚里士多德根据经验推测得出结论：“植物的物质积累来源于土壤”。

（一）海尔蒙特实验（比利时科学家、1648年）

1、Flash动画演示

2、学生讨论：

①海尔蒙特的实验是对哪一权威的挑战？

回答要点：海尔蒙特的实验是对亚里士多德的经验推测的挑战。

②柳树真的只需要水就能长大吗？你认为海尔蒙特忽视了哪个重要因素？

回答要点：不能；海尔蒙特忽视了空气对柳树长大的作用。

③我们可以怎样使在自然环境中无法观察到的空气成分的变化间接的表现出来？

回答要点：①想法把由于植物生长而引起成分发生变化的那部分空气与外界的空气隔开；②验证空气成分有没有发生变化（怎样设计？）。

（二）普利斯特利实验（英国科学家、1771年）

1、Flash动画演示：

2、学生讨论：

①人们严格按照普里斯特利的实验要求重复他的实验，有的能成功，有的失败，你认为失败最可能的原因是什么？

回答要点：与实验过程中植物有没有接受光照有关，有则成功，否则失败。

植物的光合作用

植物干物质的90%以上都是含碳化合物，所以碳素营养在植物生命

活动中占极其重要的地位。碳素是构成植物体的骨架，一旦断绝了碳素

营养，植物便不能再积累有机物，并呈现“饥饿”状态。植物碳素营养的

碳源可来自无机物、也可来自有机物，据此可把植物分成两类：

异养植物（heterophyte）：只能利用有机碳化合物作为碳素营养的

植物。Eg.真菌，一些寄生高等植物。

自养植物（autophyte）：能利用二氧化碳作为碳素营养的植物。Eg.

绝大多数高等植物、藻类植物、光合细菌等。自养植物吸收二氧化碳合成有机物的过程叫碳素同化作用。

Carbon assimilation利用光能还原CO2 利用无机物氧化分解放出的化学能还原CO2。绿色植物光合作用在自然界中规模最大，积累有机物最多，与人类

关系最为密切，因此，光合作用主要是指绿色植物光合作用。Section 1 Introduction

.1 Concept：绿色植物利用光能，将二氧化碳和水转化为富含能量的

有机物并释放氧气的过程。其本质就是将无机碳转化为有机碳，将

光能转变为化学能。 其反应式为：

CO2 + 4H2O* (CH2O) + O2*↑ +2 H2O* + H2O

.2 Significance

光合作用是绿色植物的基本功能，是地球上唯一的、大规模地将无

机物转化为有机物、把太阳能转化为化学能，并从水中释放氧气的过

程，其意义是显而易见的。

（1） 把无机物转变为有机物

（2） 转化太阳能为化学能

（3） 释放氧气，净化空气、保护环境

（4） 带动自然界其它物质循环

.3 HistorySection 2 Chloroplasts and Their Pigments

叶绿体是光合作用的重要细胞器，光合作用的主要反应均在叶绿体

内进行，因此，可以认为“叶绿体是一个光合细胞器”。

近年来发现一些光合作用过程不在叶绿体中进行，例如，蔗糖合成

在细胞质中进行；光呼吸循环再三各细胞器中进行；C4途径在两种细胞