新高一(4)5(6)第二课时光合作用的原理和应用

1、叶绿素溶液叶绿素溶液吸收可见光，用于光合作用吸收可见光，用于光合作用2.2.色素的功能：色素的功能：叶绿体中的吸收光谱叶绿体中的吸收光谱色素的吸收光色素的吸收光谱图谱图 400 500 600 700nm 400 500 600 700nm 1001005050吸收光能百分比叶绿素类胡萝卜素可 见 光 区叶绿素：吸收蓝紫光和红光叶绿素：吸收蓝紫光和红光类胡萝卜素：吸收蓝紫光类胡萝卜素：吸收蓝紫光叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿体色素叶绿体色素红光和红光和蓝紫光蓝紫光蓝紫光蓝紫光叶绿体色素具有叶绿体色素具有吸收吸收光能、光能、传递传递光

2、能、光能、转化转化光能的作用光能的作用返回叶叶绿绿体体含光合色素含光合色素为什么说叶绿体是进行为什么说叶绿体是进行光合作用完整单位？光合作用完整单位？位于基粒上位于基粒上含光合酶含光合酶位于基粒上位于基粒上（少量）（少量）位于基质中位于基质中（大量）（大量）叶叶绿绿素素类类胡胡萝萝卜卜素素胡萝卜素胡萝卜素 叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a a叶绿素叶绿素b b蓝绿色蓝绿色黄绿色黄绿色橙黄色橙黄色黄色黄色色素色素功能：功能：吸收、传递和转化光能吸收、传递和转化光能思考：光合作用中的色素有多种思考：光合作用中的色素有多种功能，那色素是不是只有一种？功能，那色素是不是只有一种？叶叶绿绿体体结结构构模模式式

3、图图外膜外膜内膜内膜基粒基粒基质基质每个基粒都由每个基粒都由一个个圆饼状一个个圆饼状的囊状结构堆的囊状结构堆叠而成。这些叠而成。这些囊状结构称为囊状结构称为类囊体。吸收类囊体。吸收光能的四种色光能的四种色素就分布在类素就分布在类囊体的薄膜上。囊体的薄膜上。而每个基粒都而每个基粒都含有两个以上含有两个以上的类囊体，多的类囊体，多者可达者可达100个个以上。叶绿体以上。叶绿体内有如此多的内有如此多的基粒和类囊体，基粒和类囊体，极大地扩大了极大地扩大了受光面积。受光面积。一段时间后一段时间后一段时间后一段时间后1771年普利斯特利实验年普利斯特利实验普利斯特利实验普利斯特利实验结论：植物可以更新空气

4、。结论：植物可以更新空气。17791779年，荷兰的英根豪斯年，荷兰的英根豪斯结论结论1：只有在：只有在光下光下植物才能更新空气。植物才能更新空气。 黑 暗 光 下 结论结论2 2：植物体的绿叶：植物体的绿叶在光下才能更新空气。在光下才能更新空气。普利斯特利的实验只有在普利斯特利的实验只有在阳光照射阳光照射下才能成功下才能成功 1845年，德国科学家梅耶指出：年，德国科学家梅耶指出： 植物在进行光合作用时，把植物在进行光合作用时，把光能光能转换成转换成化学能化学能储存起来。储存起来。 光能转换成化学能，贮存于什么物质中呢？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

5、，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绿色叶片叶片黑暗黑暗处理处理曝光曝光遮光遮光碘蒸汽碘蒸汽不变蓝不变蓝 48小时小时2小时小时变蓝变蓝结论：结论：1.光合作用的产物是淀粉光合作用的产物是淀粉2.光合作用需要光光合作用需要光结论：结论：叶绿体叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。18801880年年 德国科学家德国科学家 恩吉尔曼恩吉尔曼现象：现象：分析分析：在没有空气的黑暗环境中在没有空气的黑暗环境中好氧细菌只集中在被光好氧细菌只集中在被光线照射的线照射的叶绿体叶绿体附近。附近。光线照射部位进行光合作光线照射部位进行光合作用产生了氧气。用产

6、生了氧气。 光合作用释放的光合作用释放的O2到底是来自到底是来自H2O ，还是还是CO2呢？呢？ 同位素标记法研究同位素标记法研究1939年年 美国美国 鲁宾鲁宾 卡门卡门证实证实:光合作用释放的光合作用释放的氧气氧气来于来于水水C18O2O2 CO218O2H2OH218O光照下光照下的的球藻悬球藻悬液液2020世纪世纪0 0年代年代, ,美国科学家卡尔文美国科学家卡尔文 (M.Calvin)(M.Calvin)CO2碳的同位素碳的同位素 C14CO214( CH2 O)+O214CO2+ H2O14光能光能叶绿体叶绿体 光合作用产生的有机物中的碳光合作用产生的有机物中的碳 ，是否来自是否来

7、自CO2呢？呢？ 同位素标记法研究同位素标记法研究年代年代科学家科学家结论结论17711771普利斯特利普利斯特利植物可以更新空气植物可以更新空气17791779英格豪斯英格豪斯只有只有在光照下在光照下只有绿叶才可以更只有绿叶才可以更新空气新空气18451845R.R.梅耶梅耶植物在光合作用时植物在光合作用时把光能转变成把光能转变成了化学能了化学能储存起来储存起来18641864萨克斯萨克斯绿色叶片光合作用绿色叶片光合作用产生淀粉产生淀粉18801880恩格尔曼恩格尔曼氧氧由叶绿体释放出来，由叶绿体释放出来，叶绿体叶绿体是是光合作用的场所光合作用的场所19391939鲁宾鲁宾 卡门卡门光合作用

8、释放的光合作用释放的氧氧来自来自水水2020世纪世纪4040代代卡尔文卡尔文光合产物中有机物的光合产物中有机物的碳碳来自来自COCO2 2一、光合作用探索历程一、光合作用探索历程1.场所：场所：叶绿体叶绿体2.动力：动力：光光3.原料：原料：二氧化碳二氧化碳 水水4.产物：产物：糖类糖类 氧气氧气 通过以上的研究和探索，你知道通过以上的研究和探索，你知道 光合作用的光合作用的场所、动力、原料、产物是分别是什么吗？场所、动力、原料、产物是分别是什么吗？三、光合作用总反应式：三、光合作用总反应式： 二、光合作用的场所、动力、原料、产物：概念：概念：绿色植物通过绿色植物通过叶绿体叶绿体，利用，利用光

9、能光能，把，把二氧二氧化碳和水化碳和水转化成储存着能量的转化成储存着能量的有机物有机物，并且释放，并且释放出出氧气氧气的过程。的过程。你能用一个化学反应式表示出来吗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？反应，应该生成什么产物？碳酸碳酸哪什么在植物光合作用的过程中产物不是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？水和二氧化碳是否直接反应？哪光合作用的过程是怎样的？其全过程分哪光合作用的过程是怎样的？其全过程分为几个

10、阶段？为几个阶段？不是直接反应的不是直接反应的 全过程根据条件的不同分为全过程根据条件的不同分为光反应光反应和和暗反应暗反应两个阶段两个阶段 光光 反反 应应 条件：条件：叶绿体叶绿体中的色中的色素素光能光能H2O水在光下分解水在光下分解O2H 过程：过程： 场所：场所：H2OHO2ADP+Pi+光能光能ATPADP+Pi酶酶ATP暗 反 应co2C5 固固 定定2c3H供氢供氢酶酶(CH2O) 糖类糖类 场所：场所： 条件：条件： 过程：过程：多种酶多种酶参加催化参加催化co2+ C52c32c3(CH2O)C5H ATPATPADP+Pi +能量能量还还 原原ATP供能供能ADP+Pi叶绿

11、体叶绿体中的色中的色素素H2O水的光解水的光解O2H ADP+Pi 酶酶ATPco2C5光反应光反应2c3固固定定供氢供氢酶酶供能供能还还原原(CH2O) 糖类糖类 多种酶多种酶参加催化参加催化暗反应暗反应能量转化能量转化: 光能光能ATP活跃化学能活跃化学能稳定化学能稳定化学能元素转移元素转移O元素元素:H2O O2C元素元素:C O2C3CH2O四、光合作用的过程四、光合作用的过程光能光能光反应暗反应条件条件场所场所发生的发生的反应反应产物产物能量变化能量变化关系关系有光、色素有光、色素光反应、多种酶光反应、多种酶基粒片层膜上基粒片层膜上基质中基质中1.水的光解水的光解2.ATP的生成的生

12、成1.CO2的固定的固定2.C3的还原的还原H、ATP、O2C2HO、ADP、Pi光能光能ATP中活跃化学能中活跃化学能稳定化学能稳定化学能3.光反应和暗反应的比较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。光反应光反应2H2O 4 H + O2+Pi+光能光能ATP酶酶ADP水的光解：光合磷酸化：暗反应暗反应CO2的还原： 2C2C3 3 + H (CH+ H (CH2 2O) + CO) + C5 5CO2的固定： CO2 + C5 2C3总结：总结：原料和产物的对应关系：原料和产物的对应关系：（CH2O）CHOCO2CO2H2OO2H2O能量

13、的转移途径：能量的转移途径：碳的转移途径：碳的转移途径：光能光能中中活跃活跃的化学能的化学能(CH2O)中中稳定稳定的化学能的化学能CO2C3（CH2O）请分析光下的植物突然停止光照后，请分析光下的植物突然停止光照后，其体内的其体内的C5化合物和化合物和C3化合物的含量化合物的含量如何变化？如何变化？停止停止光照光照光反应光反应停止停止请分析光下的植物突然停止请分析光下的植物突然停止CO2的供的供应后，其体内的应后，其体内的C5化合物和化合物和C3化合物化合物的含量如何变化？的含量如何变化？H ATP还原还原受阻受阻C3 C5 CO2 固定固定停止停止C3 C5 四、光合作用的实质四、光合作用

14、的实质 合成有机物合成有机物 储存能量储存能量六、光合作用原理的运用六、光合作用原理的运用 植物自身因素植物自身因素 环境因素对光合作用的影响环境因素对光合作用的影响1）光照）光照2）温度）温度3）二氧化碳浓度）二氧化碳浓度4）水分）水分5）矿质元素）矿质元素七、化能合成作用 人、动物和植物最大的区别是什么？ 自养生物 vs. 异养生物自养生物：自养生物：能够直接把从外界环境摄取的无机物转能够直接把从外界环境摄取的无机物转变成为自身的组成物质，并储存了能量的一类生物。变成为自身的组成物质，并储存了能量的一类生物。化能合成作用化能合成作用异养生物：异养生物：不能直接利用无机物制成有机物，只能不能

15、直接利用无机物制成有机物，只能把从外界摄取的现成的有机物转变成自身的组成物把从外界摄取的现成的有机物转变成自身的组成物质，并储存了能量的一类生物。质，并储存了能量的一类生物。化能合成作用：如硝化细菌能够利用体外环境中硝化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的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。自养生物异养生物光能自养生物光能自养生物化能自养生物化能自养生物（如绿色植物、蓝藻（如绿色植物、蓝藻等等含有光合色素）含有光合色素）（硝化细菌、硫细菌、（硝化细菌、硫细菌、铁细菌等）铁细菌等）根据获取有机物的方式不同，可以将生物分为：2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量

16、硝化细菌硝化细菌 2HNO2+O2 2HNO3+能量硝化细菌硝化细菌CO2 +2H2O 有机物+O2 硝化细菌硝化细菌例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌菌2NH2NH3 3+3O+3O2 2 2HNO 2HNO2 2+2H+2H2 2O+O+能量能量硝化细菌硝化细菌2HNO2HNO2 2+O+O2 2 2HNO 2HNO3 3+ +能量能量硝化细菌硝化细菌6CO6CO2 2+6H+6H2 2O 2CO 2C6 6H H1212O O6 6+ 6O+ 6O2 2能量能量化能合成作用化能合成作用 应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。应根据

17、植物的生活习性因地制宜地种植植物。光补偿点、光饱和点光补偿点、光饱和点 ： 阳生植物阳生植物 阴生植物阴生植物 1.影响光合作用效率的因素光照强度一天的时间一天的时间光合作用效率光合作用效率O光照强度光照强度12 1311光合作用效率与光照强度、时间的关系ABCDE101514轮作：延长光合作用时间轮作：延长光合作用时间间种、合理密植：间种、合理密植： 增加光合作用面积增加光合作用面积合理利用光能光合作用的实际应用光光合合作作用用速速率率CO2浓度浓度2.二氧化碳的供应对光合效率的影响规律规律:在一定的浓度范围内在一定的浓度范围内,光合作用速率随光合作用速率随CO2的浓度的浓度增大而加快，超过

18、一定浓度光合作用速率趋于稳增大而加快，超过一定浓度光合作用速率趋于稳定。定。光合作用是在酶的催化下进行的，温度直光合作用是在酶的催化下进行的，温度直接影响酶的活性。一般植物在接影响酶的活性。一般植物在10103535下正常进行光合作用。下正常进行光合作用。 3. 3.影响光合作用的因素影响光合作用的因素温度温度应用：应用： 增加昼夜温差增加昼夜温差NN：P P：K K：MgMg： 4. 4.影响光合作用的因素影响光合作用的因素矿质营养矿质营养 1、光合作用发生的部位是、光合作用发生的部位是。 、光合作用分为、光合作用分为和和两个阶段。两个阶段。、光合作用释放氧气来自于、光合作用释放氧气来自于物

19、质。物质。、光合作用中的形成于、光合作用中的形成于反应阶段。反应阶段。、光反应为暗反应提供、光反应为暗反应提供和和物质。物质。、光反应阶段能量变化是、光反应阶段能量变化是。9、暗反应阶段能量变化是、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、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起来的物质是。、光反应场所、光反应场所暗反应场所是暗反应场所是。、二氧化碳中碳的转移途径是、二氧化碳中碳的转移途径是 。co2c3(CH2O)11. 光照增强，光合作用增强。但夏季的中午却又因叶表光照增强，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（面

20、气孔关闭而使光合作用减弱。这是由于（ ） A、水分产生的、水分产生的H数量不足数量不足 B、叶绿体利用的光能合成的、叶绿体利用的光能合成的ATP不足不足 C、空气中、空气中CO2量相对增多，而起抑制量相对增多，而起抑制 作用作用 D、暗反应中三碳化合物产生的量太少、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（下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是（ ） A、增大、增大O2浓度浓度 B、增大、增大CO2浓度浓度 C、增强光照、增强光照 D、调节室温、调节室温1313、在温室中栽培作物，如遇持续的、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，对阴雨天气，

21、为了保证作物的产量，对温度的控制应当温度的控制应当A A降低温室温度，保持昼夜温差降低温室温度，保持昼夜温差B B提高温室温度，保持昼夜温差提高温室温度，保持昼夜温差C C提高温室温度，昼夜恒温提高温室温度，昼夜恒温D D降低温室温度，昼夜恒温降低温室温度，昼夜恒温1414、施用农家肥能提高温室作物光、施用农家肥能提高温室作物光合作用效率的理由中，正确的是合作用效率的理由中，正确的是A. A. 促进植物对水的吸收促进植物对水的吸收 B. B. 提高了温室内提高了温室内C0C02 2的浓度的浓度 C. C. 提高了光照强度提高了光照强度 D. D. 矿质元素含量高矿质元素含量高0204060801001205点7点9点11点13点15点17点1、图中、图中DE段段CO2吸收量逐渐减少是因为吸收量逐渐减少是因为 ，以，以至光反应产生的至光反应产生的 和和 逐渐减少，从而影响了暗反应逐渐减少，从而影响了暗反应 强度，使强度，使 化合物数量减少，影响了化合物数量减少，影响了CO