森林植物—植物的光合作用(教案)

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1、第五单元植物的光合作用本单元教学目标：理解光合作用的意义；了解叶绿体色素的种类、作用、吸收光谱和合成条件；理解光合作用的基本过程和影响光合速率的内外因素；学会用改良半叶法测定植物的光合速率；熟悉光合产物的运输与分配规律及其在生产中的应用。理论知识部分第一节光合作用的概念、意义和基础本节教学目标：掌握光合作用的概念；理解光合作用的意义；掌握叶绿体色素的种类和作用；了解叶绿体色素的吸收光谱和合成条件。一、光合作用的概念光合作用是绿色植物利用光能，把二氧化碳和水合成为有机物并释放氧气的过程。光合作用合成的冇机物主要是糖类，因此，光合

2、作用常以下式表示co2+h2o—--*（ch2o）+02f叶绿体上式中，二氧化碳和水是原料，糖类和氧气是光合作用的产物，光能是光合作用的动力，叶绿体是光合作用的场所。二、光合作用的意义（一）制造有机物植物通过光合作用，将无机物转变为有机物。地球上的植物每年通过光合作川制造4xl0,1-5xl0,lt有机物。这些有机物不仅构成植物的躯体和用于植物白身的呼吸消耗，也为-切界养牛物提供了营养。人类的食物和某些生产原料，如粮食、蔬菜、水果、油料、肉、蛋、奶、纤维、木材、橡胶、皮革等都直接或间接來白绿色植物的光合作用。因此光合作用被称为

3、地球上最重要的化学反应，是农业、林业及其他一切种植业、畜牧业和水产养殖业的基础。（二）蓄积太阳能植物在同化二氧化碳的同时，把太阳能转变为化学能贮存在有机物屮。这些有机物屮的化学能是包插植物木身在内的所冇生物生命活动所需能量的來源。此外，人类生活、生产所需的能源——煤、石油、天然气、薪柴等所含的能屋，都是远古吋代或近期光合作用所蓄积的太阳能。因此，提高绿色植物的覆盖率与光介速率、培育能源植物以及研究与模拟植物的光合功能将为解决能源危机捉供新途径。HzC二CHH2£、、/入_/・H3C-CxfCcDC.C2H5、C_NN^CHC・

4、、M《CH--V-NN_C、Hr^cN&cm0CH3W/'G八“H用IVYHCH2HC—C、CH2CO、O■*I■I*C=o0-CH3oHzC、CH11C-CH3XhCH2h2<^HC-CHjh3c7；CH2X'HC-CHs比L图5-1叶绿素a的分子结构当上部“・CI【3”为“・CII0”时,即为叶绿素b的分子结构（三）净化空气，为生物创造良好的生活条件牛物的呼吸和各种燃烧过程都消耗大量02并释放大量CO2o特别是现代工业排放出大量的CO2,使大气中CO2含量以每年1“L/L的速度增加，预计21世纪末将

5、达到375〜400AL/Lo大量的CO?排放已引起严重的“温室效应二绿色植物的光合作用是吸收二氧化碳、放出氧气的过程，能有效地平衡大气中02和CO2的含量。若能不断扩大光合作用的规模，将能显著减轻温室效应，改善当今人类的生活环境。另外，光合作用放出的02中的一部分转化为臭氧（03），在人气平流层形成臭氧层。臭氧层能滤去太阳光小对主物有强烈破坏作用的紫外线，使生物可在地球上生息和繁衍。三、光合作用的基础——叶绿体色素植物的光合作用是在绿色细胞的叶绿体中进行的。口1综体含冇多种色素，它们与蛋白质、脂类分了结合在一起组成捕光复合物，

6、镶嵌在类囊体和间质片层的膜（光合膜）上,可以吸收光能，进行光合作用。（一）叶绿体色素的种类图5-2胡萝卜素和叶黄素的分子结构高等植物的叶绿体含冇两类色索，即绿色的叶绿素和黄色的类胡萝卜素。叶绿素包括蓝绿色的叶绿索a和黄绿色的叶绿索b,类胡萝卜索包括橙黄色的胡萝卜素和黄色的叶黄素。叶绿体四种色素的结构式如图所示（图5・1、图5-2）o叶绿体色素都含有大量的共辘双键，因而具有吸收光能的作用。少数特殊状态的叶绿索a不仅可以吸收光能，还能受光激发而射出一•个高能电子，称为反应中心色素。其他叶绿体色素起着吸收光能并向反应屮心色索传递光能

7、的作用，因此乂叫聚光色索或犬线色索。（二）叶绿体色素的吸收光谱研究证明，各种叶绿体色素吸收光波的波长均在390〜760nm的可见光范围内，不能吸收不可见光，如红外线和紫外线等。用分光光度计定量测定叶绿素的吸收光谱，发现其对波长为640〜660nm的红光和430-450nm的蓝紫光吸收最多，对橙、黄光吸收较少，尤对绿光的吸收最少（图5・3）。ill于叶绿素对绿光吸收最少，因而叶绿素溶液和含大量叶绿素的叶子呈绿色。胡萝卜素和叶黄素的吸收光谱表明，它们主要吸收波长为380〜5001】m的蓝、紫光（图5-4)o图5・3叶绿素a和叶绿素

8、b的吸收光谱光的相•対吸收址200图5・4胡萝卜素和叶黄素的吸收光谱450■470•430•51G-■■■•■••••••■■•••液长(nm)A阳的直射光含红光较多，散射光含蓝紫光较多。因此，植物不但在直射光卜•可保持较强的光合速率,iflJ.R在阴天或背阴处，也町以利用散