542--光合作用的原理和应用

光合作用的原理和应用,一、光合作用的探究历程,普利斯特利实验,结论：植物可以更新空气。,1779年，荷兰的英格豪斯,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,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,变蓝,结论：,光合作用的产物是淀粉,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,1941年美国鲁宾、卡门,证实:光合作用释放的氧气来于水,C18O2,O2,CO2,18O2,H2O,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,(CH2O)+O2,14,CO2+H2O,14,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,1.场所：,2.动力：,3.原料：,4.产物：,三、光合作用总反应式：,CO2+H2*O,（CH2O)+*O2,二、光合作用的场所、动力、原料、产物：,概念：,你能用一个化学反应式表示出来吗?,叶绿体,光,二氧化碳水,糖类氧气,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。,光合作用的过程是怎样的？其全过程分为几个阶段？,全过程根据条件的不同分为光反应和暗反应两个阶段,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,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,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：,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,有光、色素、多种酶,H、ATP、多种酶,叶绿体基粒类囊体膜上,叶绿体基质中,1.水的光解2.ATP的生成,1.CO2的固定2.C3的还原,H、ATP、O2,（CH2O）、ADP、Pi,光能,ATP中活跃化学能,稳定化学能,光反应,暗反应,3.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:,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,A,B,光照强度,0,阳生植物,阴生植物,B：光补偿点,C：光饱和点,应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。,C,1.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,12,13,11,光合作用效率与光照强度、时间的关系,A,B,C,D,E,10,15,14,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1035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：光合酶和ATP的重要组分P：ATP的重要组分；维持叶绿体正常结构和功能K：促进光合产物向贮藏器官运输Mg：叶绿素的重要组分,4.影响光合作用的因素矿质营养,八、化能合成作用,人、动物和植物最大的区别是什么？异养生物vs.自养生物,化能合成作用,细菌利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用叫化能合成作用。除了硝化细菌外，自然界还有铁细菌、硫细菌属于进行化能合成作用的自养生物。,2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量2HNO2+O22HNO3+能量,能量,6CO2+6H2O(CH2O)+6O2,硝化细菌的化能合成作用,1、光合作用发生的部位是。,竞赛练习,、光合作用分为和两个阶段。,、光合作用释放氧气来自于。,、光合作用中的形成于反应阶段。,、光反应为暗反应提供和物质。,、光反应阶段能量变化是。,9、暗反应阶段能量变化是,10、若白天突中断了二氧化碳的供应，则首先积累起来的物质是。,叶绿体,、光反应场所暗反应场所是。,光反应,暗反应,水,光,ATP,类囊体薄膜,叶绿体基质,、二氧化碳中碳的转移途径是。,五碳化合物,11.光照增强，光合作用增强。但夏季的中午却又因叶表面气孔关闭而使光合作用减弱。这是由于（）A、水分产生的H数量不足B、叶绿体利用的光能合成的ATP不足C、空气中CO2量相对增多，而起抑制作用D、暗反应中三碳化合物产生的量太少,12.下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是（）A、增大O2浓度B、增大CO2浓度C、增强光照D、调节室温,13、在温室中栽培作物，如遇持续的阴雨天气，为了保证作物的产量，对温度的控制应当A降低温室温度，保持昼夜温差B提高温室温度，保持昼夜温差C提高温室温度，昼夜恒温D降低温室温度，昼夜恒温,14、施用农家肥能提高温室作物光合作用效率的理由中，正确的是A.促进植物对水的吸收B.提高了温室内C02的浓度C.提高了光照强度D.矿质元素含量高,（1）、图中DE段CO2吸收量逐渐减少是因为，以至光反应产生的逐渐减少，从而影响了暗反应强度，使化合物数量减少，影响了CO2固定。（2）、图中曲线中间C处光合作用强度暂时降低，可能是（）A、光照过强，暗反应跟不上，前后脱节，影响整体效果B、温度较高，提高了呼吸作用酶的活性，消耗了较多