5.4.2+光合作用的原理和应用

,光合作用的原理和应用,色素,知识回顾,一、光合作用的探究历程,实验1、海尔蒙特（比利时）实验1648实验2、普利斯特利（英）实验1771实验3、英格豪斯（荷兰）实验1779（见课本）实验4、萨克斯（德）实验1864实验5、恩格尔曼（美）实验1880实验6、鲁宾和卡门（美）实验1939实验7、卡尔文（美）实验1939,总结,将柳树苗栽种到木桶里，内有已知干重的土壤，加桶盖，只用纯净的雨水浇灌，五年后，柳树的质量增加了76.7kg，而土壤减少0.0567kg。海尔蒙特的结论是：植物的物质积累来源于水。,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？,普利斯特利（英）实验1771,结论：绿色植物可以更新空气,1779年，荷兰科学家英格豪斯的实验：普利斯特利的实验只有在光照下才能成功；植物体只有绿叶才能更新污浊的空气。1785年，人们明确绿叶在光下放出的是氧气，吸收的是二氧化碳；1845年，梅耶指出，植物在进行光合作用时，把光能转变成化学能储存起来。,一半曝光，一半遮光,在暗处放置几小的叶片,萨克斯（德）实验1864,问题1：萨克斯的实验目的是什么？,问题2：为什么对植物进行一昼夜的暗处理？,问题3：为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢？,验证光合作用的产物,为了将叶片中原有的淀粉运走耗尽,进行对照,问题1：萨克斯的实验目的是什么？,问题2：为什么对植物进行一昼夜的暗处理？,问题3：为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢？,验证光合作用的产物,为了将叶片中原有的淀粉运走耗尽,进行对照,恩格尔曼实验,恩格尔曼的实验说明了什么问题？,极细光束,黑暗中,光照下,结论：O2是由叶绿体产生的，叶绿体是光合作用的场所。光合作用需要光照。,20世纪30年代，鲁宾和卡门（美）的同位素标记实验：,这个实验可以得出什么结论？,光合作用产生的O2来自于H2O。,美国卡尔文,用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C的去向，称为卡尔文循环。,光合作用探索历程总结：,小结:萨克斯的实验说明光合作用的产物有（),光合作用的条件需要()；鲁宾和卡门的实验说明了光合作用的产物氧气中的氧全部来自原料中的（)；恩格尔曼的实验说明了光合作用的场所是()，光合作用放出（）。,通过以上的研究和探索，分析光合作用的原料、产物、场所和条件分别是什么？,场所：叶绿体,条件：光能,原料：二氧化碳、水,产物：糖类（CH2O)、氧气,二、光合作用总反应式：,三、光合作用的定义,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。,水的光解,O2,H,ADP+Pi,C5,2c3,固定,还原,多种酶参加催化,能量转化:,光能,ATP活跃化学能,稳定化学能,元素转移,O元素:,H2O,O2,C元素:,CO2,C3,（CH2O）,光能,条件：,光、,色素、,酶,场所：,反应,水的光解：,ATP的合成：,基粒类囊体薄膜上,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：,叶绿体基质中,过程,CO2的固定：,三碳化合物的还原：,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,H2O,O2,H,ADP+Pi,ATP,CO2,2C3,C5,(CH2O),糖类,蛋白质,脂肪,光合作用的过程,整个光合作用过程中的物质变化和能量变化分别是什么？,物质变化：,无机物,能量变化：,光能,光合作用的实质：,有机物,糖类等有机物中的化学能,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,叶绿体的类囊体膜上,叶绿体的基质上,光、色素、酶,ATP、H、酶、CO2,光反应为暗反应提供H和ATP，暗反应产生ADP和Pi为光反应提供原料,小结：光合作用光反应和暗反应的比较,水的光解；ATP的合成,CO2的固定；三碳化合物的还原,五、影响光合作用的因素及在生产实践中的应用（1）光对光合作用的影响,光照时间长，光合作用时间长，有利于植物的生长发育。,光照时间,植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加而增加，但光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增加,光照强度,叶绿体中色素的吸收光波主要在红光和蓝紫光。,光的波长,生产上应适时灌溉，保证植物生长所需要的水分。,当植物叶片缺水时，气孔会关闭，减少水分的散失，同时影响CO2进入叶内，暗反应受阻，光合作用下降。,（4）水分的供应,生产上使田间通风良好，供应充足的CO2,在一定范围内，植物光合作用强度随着CO2浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度不再增加。,（3）CO2浓度,生产上白天升温，增强光合作用，晚上降低室温，抑制呼吸作用，以积累有机物。,温度低，光合速率低。随着温度升高，光合速率加快，温度过高时会影响酶的活性，光合速率降低。,（2）温度,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、铁细菌、硫细菌。,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）,化能合成作用,2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量2HNO2+O22HNO3+能量,能量,硝化细菌的化能合成作用,6CO2+6H2O,(CH2O)+6O2,1.叶绿体中的色素所吸收的光能，用于_和_;形成的_和_提供给暗反应。,2.光合作用的实质是：把_和_转变为有机物，把_转变成_,贮藏在有机物中。,3.在光合作用中，葡萄糖是在_中形成的，氧气是在_中形成的，ATP是在_中形成的，CO2是在_固定的。,水的光解,形成ATP,H,ATP,CO2,H2O,光能,化学能,暗反应,光反应,光反应,暗反应,练一练,1、在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉的是（）A、HB、C5化合物C、ATPD、CO2,B,2、与光合作用光反应有关的是（）H2OATPADPCO2A.B.C.D.,A,3、将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的C02条件下。如果将环境中C02含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况依次是A.上升；下降；上升B.下降；上升；下降C.下降；上升；上升D.上升；下降；下降,C,4、光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是（）A.叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应B.叶绿体类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应D.叶绿体基质中进行暗反应,不进行光反应,D,5、光合作用过程中，产生ADP和消耗ADP的部位在叶绿体中依次为()外膜内膜基质类囊体膜ABCD,B,6、光合作用过程的正确顺序是（）二氧化碳的固定氧气的释放叶绿素吸收光能水的光解三碳化合物被还原A.B.C.D.7、在暗反应中，固定二氧化碳的物质是（）三碳化合物五碳化合物氧气,8、在光照充足的环境里，将黑藻放入含有18O的水中，过一段时间后，分析18O放射性标记，最先（）A、在植物体内的葡萄糖中发现B、在植物体内的淀粉中发现C、在植物体内的淀粉、脂肪、蛋白质中均可发现D、在植物体周围的空气中发现,D,9、某科学家用含有14C的CO2来追踪光合作用中的C原子，14C的转移途径是（）A、CO2叶绿体ATPB、CO2叶绿素ATPC、CO2乙醇糖类D、CO2三碳化合物糖类,D,10、在光合作用过程中，能量的转移途径是A、光能ATP叶绿素葡萄糖B、光能叶绿素ATP葡萄糖C、光能叶绿素CO2葡萄糖D、光能ATPCO2葡萄糖,B,11、下列各生物中属于自养型的原核生物是（）A海带B衣藻C硝化细菌D大肠杆菌12、下列措施中不会提高温室蔬菜产量的是（）A增大氧气浓度B增大二氧化碳浓度C增强光照强度D调节室温13、对某植物做如下处理（甲）持续光照10MIN，（乙）光照5S后再黑暗处理5S，连续交替进行20MIN，若其他条件不变，则在甲乙两种情况下植物所制造的有机物总量是（）A甲多于乙B甲少于乙C甲和乙相等D无法确定,A,B,C,14、光合作用不在叶绿体类囊体膜上进行的是()A.ADP+Pi+能量ATPB.氧气的产生C.二氧化碳的固定D.H的产生,C,15.下图是小球藻进行光合作用示意图，图中物质A与物质B的分子量之比是（）,C18O2,A,H2O,CO2,B,H218O,光照射下的小球藻,A：B：,D,下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：,图中A是_,B是_,它来自于_的分解。图中C是_，它被传递到叶绿体的_部位，用于_。图中D是_，在叶绿体中合成D所需的能量来自_图中G_,F是_,J是_图中的H表示_，H