高一生物必修1第5章第4节第二课时光合作用的原理和应用

更多资源 一段时间后一段时间后1771年普利斯特利实验普利斯特利实验结论：植物可以更新空气。1779年，荷兰的英根豪斯结论 1：只有在 光下植物才能更新空气。结论 2：植物体的绿叶在光下才能更新空气。普利斯特利的实验只有在 阳光照射 下才能成功1782年 ,拉瓦锡证明参与光合作用气体是 CO2和 O2。光合作用过程需要 CO2参与结果结论： 1845年，德国科学家梅耶指出：植物在进行光合作用时，把 光能 转换成 化学能储存起来。 光能转换成化学能，贮存于什么物质中呢？ 光合作用吸收 CO2 ， 释放 O2 ， 还可能消耗了 H2O ， 那么最终的产物应该是什么呢？1864年 ,德国植物学家萨克斯实验绿色叶片黑暗处理曝光遮光 碘蒸汽不变蓝48小时 2小时变蓝结论：1.光合作用的产物是淀粉2.光合作用需要光结论：叶绿体 是绿色植物进行光合作用的场所 。1880年 德国科学家 恩吉尔曼现象：分析 ：在没有空气的黑暗环境中好氧细菌只集中在被光线照射的 叶绿体 附近。光线照射部位进行光合作用产生了氧气。 光合作用释放的 O2到底是来自 H2O ， 还是CO2呢？ 同位素标记法研究1939年 美国 鲁宾 卡门证实 :光合作用释放的 氧气 来于 水C18O2 O2 CO2 18O2H2O H218O光照下的球藻悬液20世纪 0年代 ,美国科学家卡尔文 (M.Calvin)CO2碳的同位素 C14 CO214( CH2 O)+O214CO2+ H2O14 光能叶绿体 光合作用产生的有机物中的碳 ， 是否来自CO2呢？ 同位素标记法研究年代 科学家 结论1771 普利斯特利 植物可以更新空气1779 英格豪斯 只有 在光照下 只有 绿 叶才可以更新空气1845 R.梅耶 植物在光合作用 时 把光能 转变 成了化学能 储 存起来1864 萨 克斯 绿 色叶片光合作用 产 生淀粉1880 恩格 尔 曼 氧 由叶 绿 体 释 放出来， 叶 绿 体 是光合作用的 场 所1939 鲁宾 卡 门 光合作用 释 放的 氧 来自 水20世 纪 40代 卡 尔 文 光合 产 物中有机物的 碳 来自 CO2一、光合作用探索历程1.场所： 叶绿体 2.动力： 光3.原料： 二氧化碳 水 4.产物： 糖类 氧气通过以上的研究和探索，你知道 光合作用的场所、动力、原料、产物是分别是什么吗？三、光合作用总反应式：CO2 + H2 * O 光能光能叶绿体叶绿体 （ CH2O)+ * O2二、光合作用的场所、动力、原料、产物：概念： 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。你能用一个化学反应式表示出来吗 ?根据所学的化学知识可知，水和二氧化碳反应，应该生成什么产物？碳酸哪什么在植物光合作用的过程中产物不是碳酸而是有机物？这说明光合作用过程中水和二氧化碳是否直接反应？哪光合作用的过程是怎样的？其全过程分为几个阶段？不是直接反应的 全过程根据条件的不同分为 光反应 和 暗反应两个阶段 叶绿体中的色素H2O 水的光解O2HADP+Pi酶 ATPco2C5光反应2c3固定供氢酶酶酶供能还原(CH2O)糖类 多种酶参加催化暗反应能量转化 : 光能 ATP活跃化学能 稳定化学能元素转移O元素 :H2 O O2C元素 : C O2 C3 CH2O四、光合作用的过程光能条件 ： 光、 色素、 酶场所：反应水的光 解：ATP的合成：基粒类囊体膜上H2O H+O2光、酶叶绿体中的色素ADP Pi ATP光、酶 叶绿体光能1.光反应阶段吸收、传递和转换光能能量转变：ATP中活跃的化学能产物：H、 O2、 ATP条件： 不需 光，需多种酶场所： 基质中过程CO2的固定： CO2 C5 2C3酶C3的还原：ATP中活跃的化学能2.暗反应阶段C3+H (CH2O)+C5酶ATP ADP+Pi能量转变： 有机物中稳定的化学能产物：CH2O 、 ADP 、 Pi请分析光下的植物突然停止光照后，其体内的 C5化合物和 C3化合物的含量如何变化？停止光照光反应停止请分析光下的植物突然停止 CO2的供应后，其体内的 C5化合物和 C3化合物的含量如何变化？H ATP还原受阻C3 C5 CO2 固定停止C3 C5 光反 应 暗 反 应条件场 所发 生的反 应产 物能量 变 化关系有光、色素 光反应、多种酶基粒片层膜上 基质中1.水 的光 解2.ATP的生成1.CO2的固定2.C3的还原H、 ATP、 O2 C2HO、 ADP、 Pi光能 ATP中活跃化学能 稳定化学能光反应H、 ATP暗反应ADP、 Pi3.光反应和暗反应的比较五、光合作用的实质物质变化： 把 简单的无机物转变为复杂的有机物能量变化： 把 光能转变成储存在有机物中的化学能六、光合作用的意义 :物质转变和能量转变 在自然界中所起的作用物质合成全球自养植物每年可以生产 (4 5)10 11吨有机物“ 绿色工厂 ”能量转化每年转化太阳能310 18千焦 “ 巨型能量转化站 ”环境保护每年释放氧气5.3510 11吨 “ 自动空气净化器 ”七、光合作用原理的运用 植物自身因素 环境因素对光合作用的影响1）光照2）温度3）二氧化碳 浓度4）水分5）矿质元素AB 光照强度光照强度0吸收吸收CO2阳生植物阳生植物阴生植物阴生植物B： 光补偿点光补偿点 C： 光饱和点光饱和点 应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。C光补偿点、光饱和点 ： 阳生植物 阴生植物释放释放CO21.影响光合作用效率的因素 光照强度一天的时间光合作用效率O光照强度12 1311光合作用效率与光照强度、时间的关系ABCDE10 1514轮作：延长光合作用时间间种、合理密植：增加光合作用面积合理利用光能光合作用的实际应用光合作用速率CO2浓度2.二氧化碳的供应对光合效率的影响规律 : 在一定的浓度范围内 ,光合作用速率随 CO2的浓度增大而加快，超过一定浓度光合作用速率趋于稳定。光合作用是在酶的催化下进行的，温度直接影响酶的活性。一般植物在 10 35下正常进行光合作用。3.影响光合作用的因素 温度应用： 增加昼夜温差N： 光合酶及光合酶及 NADP+和和 ATP的重要组分的重要组分P： NADP+和和 ATP的重要组分；维持叶的重要组分；维持叶绿体正常结构和功能绿体正常结构和功能K： 促进光合产物向贮藏器官运输促进光合产物向贮藏器官运输Mg： 叶绿素的重要组分叶绿素的重要组分4.影响光合作用的因素 矿质营养延长光合作用时间增加光合作用面积增加光