光合作用的原理和应用PPT.ppt

光合作用的原理和应用,亚里斯多德：植物体营养物质都是从土壤中获得。,光合作用的探究历程,结论：水分是植物建造自身的原料。,1648年海尔蒙特栽培的柳树实验,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。,英国普里斯特利的实验,有时实验失败,得到相反结论：绿色植物也能使空气变污浊。,1779年，荷兰英格豪斯重复了普里斯特利的实验500多次。,结论：只有在阳光照射下才能成功，只有绿叶才能更新污浊的空气。,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。,1845年，德国科学家梅耶根据能量转化与守恒定律明确指出，植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。,1864年萨克斯的实验,（置于暗处几小时）,思考：为什么要在暗处放置几小时？,为什么一半曝光，一半遮光呢？,一半遮光另一半曝光脱色碘蒸气脱色碘蒸气遮光的一半不变色曝光的一半呈深蓝色,结论：光合作用中产生了淀粉（糖类）。,1880年，美国恩格尔曼的实验,结论：氧由叶绿体释放，叶绿体是光合作用的场所。,水绵的临时水装片在没有空气的环境里,黑暗中光照中,带状叶绿体螺旋排列,1939年，美国鲁宾和卡门的实验,结论：光合作用释放的氧全部来自参加反应的水。,光合作用释放的O2是来自气体CO2还是H2O？,同位素标记法,20世纪40年代，美国卡尔文用14CO2供小球藻进行光合作用，最终探明了CO2中碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径(14CO214C314CH2O)，称卡尔文循环。,光合作用产生的有机物又是怎样合成的呢？,光合作用探索历程,光合作用的概念,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。,光合作用的实质,合成有机物，储存能量,原料：产物：条件：场所：,CO2、H2O,糖类，O2,光,叶绿体,光合作用,光合作用的总反应式,光反应,暗反应,划分依据:反应过程是否需要光能,光反应在白天可以进行吗？夜间呢？暗反应在白天可以进行吗？夜间呢？,有光才能反应,有光、无光都能反应,H2O,类囊体膜,酶,光反应阶段,光、色素、酶,叶绿体内的类囊体薄膜上,水的光解：,（还原剂）,ATP的合成：,光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中,场所：,条件：,物质变化,能量变化,进入叶绿体基质，参与暗反应,供暗反应使用,CO2,五碳化合物C5,CO2的固定,三碳化合物2C3,C3的还原,叶绿体基质多种酶,糖类,卡尔文循环,暗反应阶段,CO2的固定：,C3的还原：,叶绿体的基质中,H、ATP、酶,场所：,条件：,物质变化,能量变化,CO2,五碳化合物C5,CO2的固定,三碳化合物2C3,叶绿体基质多种酶,糖类,H,比较光反应、暗反应,光反应阶段,暗反应阶段,条件,场所,物质变化,能量变化,光、色素、酶,（不需光）酶、H、ATP,叶绿体类囊体膜,叶绿体基质中,水的光解；ATP的生成,CO2的固定；C3的还原,ATP中活跃化学能,光能,ATP中活跃化学能,有机物中稳定化学能,光反应是暗反应的基础，为暗反应提供H和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi。,色素分子,可见光,C5,2C3,ADP+Pi,ATP,2H2O,O2,4H,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：,光反应,H2O2H+1/2O2,水的光解：,ATP的合成：,暗反应,总结：,原料和产物的对应关系：,（CH2O）,C,H,O,CO2,CO2,H2O,O2,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）,光合作用是植物体一切生物生命活动的基础，光反应和暗反应是一个整体，二者紧密联系、相互影响、相互促进。,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为I提供_,2,水,H,基质,用作还原剂，还原C3,ATP,色素吸收的光能,光反应,H和ATP,色素,C5化合物,C3化合物,糖类,绿色植物的光合作用与呼吸作用的比较：,含叶绿体的细胞,叶绿体,线粒体（主要场所）,光、色素、酶,氧气、酶,无机物有机物,活细胞,光能转变为化学能储存在有机物中,将有机物中的能量释放出来，一部分转移到ATP中,光合作用的产物为细胞呼吸提供了物质基础有机物和氧气；细胞呼吸产生的二氧化碳可被光合作用所利用,分解有机物,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,细菌能够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的合成作用,例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌,化能合成作用,1.自然界中生物生命活动所需有机物和能量的来源是。,光合作用的意义,光合作用，实现了物质转变和能量转变。是生物界最基本的新陈代谢。,2.大气中O2含量约21%左右，CO2含量约0.03%左右。为什么大气中的O2和CO2含量能维持相对稳定呢？,自动净化器,3.光合作用在地球上生物的漫长进化过程中有什么作用？,蓝藻类生物光合放氧，使有氧呼吸的生物得以发生和发展。,形成臭氧层，保护地球上的水生生物登陆。,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,1.影响光合作用效率的因素光照强度,A,B,C,阳生植物,阴生植物,B：光补偿点,C：光饱和点,光补偿点、光饱和点：阳生植物大于阴生植物,A：呼吸速率,C光合作用不再继续增大的原因？,2.影响光合作用效率的因素CO2,A,B,C,B：CO2补偿点,C：CO2饱和点,A：呼吸速率,C光合作用不再继续增大的原因？,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,N：光合酶及NADP+和ATP的重要组分P：NADP+和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,控制光照强弱控制温度控制CO2供应控制必需矿质元素供应控制H2O供应,提高复种指数（轮作）,应用提高农作物产量的措施,适时适量施肥,合理灌溉,保持昼夜温差,合理密植间作套种,阴生植物阳生植物,通风透光在温室中施有机肥使用CO2发生器,光合作用强度,光合作用强度指的是植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。表示方法：用一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量的表示。实际（真）光合作用强度是植物在光照下实际消耗二氧化碳的量，但植物在进行光合作用时也进行呼吸作用，会同时放出二氧化碳