第二课时光合作用的原理与应用

三、光合作用的探究历程三、光合作用的探究历程指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。光合作用的概念光合作用的实质合成有机物，储存能量阅读教材（ 101102），并回答下列问题：1.英国的普利斯特利的意义和不足之处分别是？3.德国植物学家萨克斯的实验过程及结果证明了什么？4.鲁宾和卡门的同位素标记法的探究实验的过程及所证明的问题是什么？三、光合作用的探究历程三、光合作用的探究历程2.荷兰科学家英格豪斯的实验结果是什么？德国科学家梅耶得出了什么结论？一段时间后一段时间后1、 1771年普利斯特利实验1.英国的普利斯特利的意义和不足之处分别是？植物可以更新空气，但没有发现光的作用。2.荷兰科学家英格豪斯的实验结果是什么？德国科学家梅耶得出了什么结论？英格豪斯得出的结果：植物更新空气需要光，并且只有绿叶才有这个功能；梅耶：光能转变为化学能储存起来了。 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。2、英格豪斯实验（ 1779年）此时，人们尚不了解植物吸收和放出的究竟是什么气体。1785年，由于发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳光照（一半暴光，一半遮光） 3.德国植物学家萨克斯的实验过程及结果证明了什么？证明了光合作用的产物有淀粉的生成。结果 ：暴光部分呈深蓝色，遮光部分无颜色变化实验过程 ：绿叶 饥饿处理碘蒸气处理结论 ：光合作用的原料有水和二氧化碳，光合作用释放的氧气到底来自二氧化碳还是水。提出问题：随着技术的进步，人们对同位素有了更多了解，这为解决氧气来自水还是二氧化碳提供了研究手段。同位素标记法可用于追踪物质的运行和变化规律用同位素标记的化合物，化学性质不会改变同位素标记法：科学家通过追踪 的化合物，可以弄清 的详细过程。这种方法叫做同位素标记法。同位素标记化学反应4.鲁宾和卡门的同位素标记法的探究实验的过程及所证明的问题是什么？实验过程证明的问题光合作用释放的氧气来自于水的分解最后由美国科学家卡尔文利用 14C做试验研究：用 14C标记的 14CO2，供小球藻进行光合作用，然后追踪检测其放射性，最终探明了 CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，这一途径称为 卡尔文循环 。在 1961年获得诺贝尔化学奖卡尔文循环年 代 科学家 结 论1771年 普利斯特利 植物可以 .1779年 英格豪斯 只有在 只有 才可以更新空气1845年 梅耶 光合作用把 转化成 .1864年 萨克斯 绿叶通过光合作用产生 .1939年 鲁宾和卡门 光合作用释放的氧气是来自 .194 年 卡尔文 光合作用产生的有机物中的碳来自 .更新空气光照下 绿叶光能化学能淀粉水CO220世纪 40年代1880年恩格尔曼：光合作用 的场所是叶绿体植物可以更新空气条件：光、绿叶吸收 CO2， 放出 O2光能转换成化学能储存起来产物： 淀粉 ( CH2O )同位素标记法：H218O 18O214CO2 有机物中的碳思考与讨论 ：1.光合作用的原料、产物、场所和条件是什么？其化学反应式是？原料 CO2和 H2O；产物 糖类和 O2； 场所 叶绿体；条件 光 酶；光合作用的反应式是：CO2 + H2O 光能叶绿体 （ CH2O） + O24、光合作用化学反应式：5、光合作用过程光能光能叶绿体叶绿体CO2 + H2 * O （ CH2O)+ * O2（ 1）光合作用分为哪几个阶段？分类依据是什么？（ 2）每个阶段反应的条件、场所、物质变化、能量变化如何？四、光合作用的过程四、光合作用的过程光 反 应 条件：叶绿体中的色素光能H2O 水在光下分解O2H光、酶、色素光、酶、色素 过程： 场所： 类囊体的薄膜上类囊体的薄膜上物质物质 H2O光光酶酶 H+O2ADP+Pi+光能 酶酶 ATP能量能量光能光能 ATP中活跃化学能中活跃化学能ADP+Pi酶ATP暗 反 应co2C5固 定2c3H供氢酶(CH2O)糖类 场所： 条件： 过程：叶绿体基质叶绿体基质酶酶多种酶参加催化co2+ C5酶酶 2c32c3 酶酶 (CH2O)C5H ATPATP 酶酶 ADP+Pi +能量物物质质能量能量 ATP中活跃的化学能转化为中活跃的化学能转化为 糖类糖类 中稳定的化学能中稳定的化学能 还原酶酶ATP 供能ADP+Pi色素分子可见光 C52C3ADP+PiATP2H2O O24H多种酶酶(CH2O)CO2吸收光解能固定还原酶光反应 暗反应光合作用总过程：光合作用的第一阶段，必须有光才能进行光合作用的第二阶段，有没有光都可以进行讨论：条件变化时，各种物质合成量的动态变化。条件 C3 C5 H和 ATP (CH2O)合成量停止光照CO2供应不变光照不变 停止 CO2供应增加 减少 减少减少或没有减少 增加 增加 减少光反应和暗反应的比较场所条件物质变化能量变化光反应 暗 反应联系基粒片层结构薄膜 叶绿体基质中光、色素、酶、水、 ADP 、PiH、 ATP、酶、 CO2 、 C5水的光解 ATP的生成 CO2的固定 C3的还原光能 ATP中活跃的化学能 ATP中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能1、光反应为暗反应准备了还原剂 H和能量 ATP；2、暗反应为光反应补充消耗掉的 ADP和 Pi。光反应 H2O 2 H + 1/2O 2+ Pi + 光能 ATP酶ADP水的光解：光合磷酸化：暗反应CO2的还原： 2C3 + H (CH2O) + C5酶酶ATPCO2的固定 ：CO2 + C5 2C 3酶酶总结：原料和产物的对应关系：（ CH2O）CHO CO2CO2H2OO2 H2O能量的转移途径：碳的转移途径：光能 ATP中 活跃的化学能 (CH2O)中 稳定的化学能CO2 C3 （ CH2O）fromfromfromfrom6、光合作用的实质把把 二氧化碳和水合成糖类等有机物。二氧化碳和水合成糖类等有机物。光能光能 ATP中化学能中化学能 有机物中化学能有机物中化学能合成有机物储存能量光合作用 有氧呼吸场所条件物质变化能量变化实质联系比较光合作用、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）光能转换为生命动力的过程光能 光反应 ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能各项生命活动ATP中活跃的化学能利用细胞呼吸光合作用暗反应直接的能量来源： ATP最终的能量来源： 太阳的光能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 。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）请 判断下列日常食品与绿色植物之间的关系影响 光合作用强度 的因素？光照的长短与强弱；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：五、光合作用原理的应用五、光合作用原理的应用光强光强二氧化碳吸收二氧化碳吸收二氧化碳释放二氧化碳释放abc光照强度与光合速率的关系a点： 光照强度为 0，此时只进行细胞呼吸，释放的 CO2量可表示细胞呼吸的强度ab段