542--光合作用的原理和应用

1、普利斯特利实验普利斯特利实验结论：植物可以更新空气。结论：植物可以更新空气。17791779年，荷兰的英格豪斯年，荷兰的英格豪斯 黑 暗 光 下 植物体的绿叶在光下才植物体的绿叶在光下才能更新空气。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 ，还可能消耗了H2O ，那么最终的产物

2、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： 光合作用的产物是淀粉光合作用的产物是淀粉 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1941年年 美国美国 鲁宾、卡门鲁宾、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

3、.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 ，是否来自是否来自CO2呢？呢？ 同位素标记法研究同位素标记法研究1.场所：场所：2.动力：动力：3.原料：原料：4.产物：产物： 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：你能用一个化学反应式表示出来吗你能用

4、一个化学反应式表示出来吗?叶绿体叶绿体光光二氧化碳二氧化碳 水水糖类糖类 氧气氧气绿色植物通过绿色植物通过叶绿体叶绿体，利用，利用光能光能，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，并且释放出且释放出氧气氧气的过程。的过程。光合作用的过程是怎样的？其全过程分为光合作用的过程是怎样的？其全过程分为几个阶段？几个阶段？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 叶绿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(

5、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条件条件 ：光、光、 色素、色素、酶酶场所：场所：反应反应水的光解：水的光解：ATP的合成：的合成：基粒类囊体膜上基粒类囊体膜上H2O H+O2光、酶光、酶叶绿体中的色素叶绿体中的色素ADPPi ATP光、酶光、酶叶绿体叶绿体光能光能1.光反应阶段光反应阶段吸收、传递吸收、传递和转换光能和转换光能能量转变：能量转变：ATP中活跃的化学能中活跃的化

6、学能产物：产物： H、O2、ATP条件：条件： 不需光，需多种酶不需光，需多种酶场所：场所： 基质中基质中过程过程CO2的固定：的固定： CO2C5 2C3酶酶C3的还原：的还原：ATP中活跃中活跃的化学能的化学能2.暗反应阶段暗反应阶段C3+H (CH2O)+C5酶酶ATPADP+Pi能量转变：能量转变：有机物中稳有机物中稳定的化学能定的化学能产物：产物： CH2O 、 ADP 、 Pi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

7、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 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、多种酶有光、色素、多种酶H、ATP、多种酶多种酶叶绿体基粒类囊体膜上叶绿体基粒类囊体膜上叶绿体基质中叶绿体基质中1.水的光解水的光解2.ATP的生成的生成1.CO2的固定的固定2.C3的还原的还原H、ATP、O2（CH2O）、）、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

8、光反应光反应H、ATP暗反应暗反应ADP、Pi3.光反应和暗反应的比较五、光合作用的实质五、光合作用的实质物质变化：物质变化：把简单的无机物转变把简单的无机物转变为复杂的有机物为复杂的有机物能量变化：能量变化：把光能转变成储存在把光能转变成储存在有机物中的化学能有机物中的化学能六、光合作用的意义六、光合作用的意义: :物质转变和能量转变物质转变和能量转变在自然界中所起的作用在自然界中所起的作用物质物质合成合成全球自养植物每年可全球自养植物每年可以生产以生产(4(45)5)10101111吨吨有机物有机物“绿色工厂绿色工厂”能量能量转化转化每年转化太阳能每年转化太阳能3 310101818千焦千

9、焦“巨型能量转化站巨型能量转化站”环境环境保护保护每年释放氧气每年释放氧气5.355.3510101111吨吨“自动空气净化器自动空气净化器”七、光合作用原理的运用七、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 应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。应根据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

10、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1010353

11、5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温度度应用：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+3O2 2HNO2+2H2O+能量 2HNO2+O2 2HNO3+能量 能量6CO2+6

12、H2O (CH2O)+6O2硝化细菌的化能合成作用硝化细菌的化能合成作用 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。、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。、

13、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（ ）

14、 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，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

15、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 ，以至光反应产生的以至光反应产生的 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CO2固定。固定。（2）、图中曲线中间）、图中曲线中间C处光合作用强度暂时降低，可能是（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、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，消耗了较多的有机物、温度较高，提高了呼吸作用酶的活性，