光合作用的原理和應(yīng)用課件

1、 ： 生物種類的劃分：根據(jù)代謝分 1 1、分解有機(jī)物時(shí)需O O2 2情況 需氧生物 厭氧生物：如蛔蟲（無線粒體）、乳酸菌 兼性厭氧生物：如酵母菌 有O O2 2時(shí)，需氧呼吸；無O O2 2時(shí)，厭氧呼吸 ： 生物種類的劃分：根據(jù)代謝分 2 2、合成有機(jī)物情況 自養(yǎng)生物：無機(jī)物合成有機(jī)物 異養(yǎng)生物：利用現(xiàn)成有機(jī)物 光能自養(yǎng)生物：藍(lán)藻、綠色植物 化能自養(yǎng)生物：硝化細(xì)菌 自養(yǎng)生物 以光為能源，以CO2和H2O（無機(jī)物）為原料合成 糖類（有機(jī)物），糖類中儲(chǔ)存著由光能轉(zhuǎn)換來的能量。 例如綠色植物。 異養(yǎng)生物 只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機(jī)物來維持自身的生 命活動(dòng)。例如人、動(dòng)物、真菌及大多數(shù)的細(xì)菌。 化能合成作用

2、 利用環(huán)境中某些無機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來 制造有機(jī)物。少數(shù)的細(xì)菌，如硝化細(xì)菌。 光能自養(yǎng)生物 化能自養(yǎng)生物 所需的能量來源不同（光能、化學(xué)能） 一段時(shí)間后 一段時(shí)間后 1771年普利斯特利實(shí)驗(yàn) 普利斯特利實(shí)驗(yàn) 結(jié)論：植物可以更新空氣。 17791779年，荷蘭的英根豪斯 結(jié)論1：只有在光下 植物才能更新空氣。 黑 暗 光 下 結(jié)論2 2：植物體的綠葉 在光下才能更新空氣。 普利斯特利的實(shí)驗(yàn)只有在陽光照射下才能成功 17821782年, ,拉瓦錫證明參與光合作用氣體是COCO2 2。 光合作用過程需要CO2參與 結(jié)果 結(jié)論： 1864年,德國植物學(xué)家薩克斯實(shí)驗(yàn) 綠色 葉片 黑暗 處理 曝光 遮

3、光 碘蒸汽 不變藍(lán) 48小時(shí)2小時(shí) 變藍(lán) 結(jié)論： 1.光合作用的產(chǎn)物是淀粉 2.光合作用需要光 結(jié)論： 葉綠體是綠色植物進(jìn)行 光合作用的場(chǎng)所。 18801880年 德國科學(xué)家 恩吉爾曼 現(xiàn)象： 分析： 在沒有空氣的黑暗環(huán)境中 好氧細(xì)菌只集中在被光 線照射的葉綠體附近。 光線照射部位進(jìn)行光合作 用產(chǎn)生了氧氣。 光合作用釋放的O2到底是來自H2O ，還是 CO2呢？ 同位素標(biāo)記法研究 1939年 美國 魯賓 卡門 證實(shí):光合作用釋放的氧氣來于水 C18O2O2 CO2 18O2 H2O H218O 光照下的 球藻懸液 1.場(chǎng)所：葉綠體 2.動(dòng)力：光 3.原料：二氧化碳 水 4.產(chǎn)物：糖類 氧氣 通

4、過以上的研究和探索，你知道 光合作用的 場(chǎng)所、動(dòng)力、原料、產(chǎn)物是分別是什么嗎？ 三、光合作用總反應(yīng)式： 二、光合作用的場(chǎng)所、動(dòng)力、原料、產(chǎn)物： 概念：綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧 化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放 出氧氣的過程。 你能用一個(gè)化學(xué)反應(yīng)式表示出來嗎? 光合作用過程 光反應(yīng) 暗反應(yīng) 劃分依據(jù): :反應(yīng)過程是否需要光能 類囊體膜 酶 Pi ADP ATP 光反應(yīng)階段 光、色素、酶 葉綠體內(nèi)的類囊體薄膜上 水的光解：H2O NADPH + O2 光能 （還原劑） ATP的合成：ADPPi 能量（光能） ATP 酶 光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP、 NADPH中活躍化學(xué)能 場(chǎng)所： 條件

5、： 能量變化 物質(zhì)變化 進(jìn)入葉綠 體基質(zhì)， 參與暗反 應(yīng) 供暗反 應(yīng)使用 H2O O2 NADPH CO2 2 五碳化合物 C5 CO2的 固定 三碳化合物 2C3 C C3 3的 還原 葉綠體基質(zhì) 多種酶 H H2 2O O 類囊體膜 酶 Pi ADP ATP NADPH 糖類 卡爾文循環(huán) 暗反應(yīng)階段 CO2的固定：CO2C5 2C3 酶 C3的還原： ATPADP+Pi 葉綠體的基質(zhì)中 ATP、 NADPH中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惖?有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能 C3 NADPH 三碳糖 酶 NADPH、ATP、酶 場(chǎng)所： 條件： 能量變化 物質(zhì)變化 CO2 2 五碳化合物 C5 CO2的 固定

6、三碳化合物 2C3 葉綠體基質(zhì) 多種酶 三碳糖 ATP NADPH 聯(lián)系 比較光反應(yīng)、暗反應(yīng) 光反應(yīng)階段 暗反應(yīng)階段 條件 場(chǎng)所 物質(zhì)變化 能量變化 光、色素、酶 酶、 NADPH 、ATP 葉綠體類囊體膜葉綠體基質(zhì)中 水的光解； ATP 的生成 CO2的固定； C3的還原 ATP中活 躍化學(xué)能 光能 ATP中活 躍化學(xué)能 有機(jī)物中穩(wěn) 定化學(xué)能 光反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ)，為暗反應(yīng)提供NADPH 和ATPATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供NADP+、 ADPADP和Pi Pi 。 葉綠體 中的色 素 H2O 水的光解 O2 H ADP+Pi 酶 ATP co2 C5 光反應(yīng) 2c3 固 定 供氫 酶 供能

7、還 原 (CH2O) 糖類 多種酶 參加催化 暗反應(yīng) 能量轉(zhuǎn)化: 光能ATP活躍化學(xué)能 穩(wěn)定化學(xué)能 元素轉(zhuǎn)移 O元素: H2O O2 C元素: C O2 C3CH2O 四、光合作用的過程 光能 請(qǐng)分析光下的植物突然停止光照后， 其體內(nèi)的C5化合物和C3化合物的含量 如何變化？ 停止 光照 光反應(yīng) 停止 請(qǐng)分析光下的植物突然停止CO2的供 應(yīng)后，其體內(nèi)的C5化合物和C3化合物 的含量如何變化？ NADPH ATP 還原 受阻 C3 C5 CO2 固定 停止 C3 C5 五、光合作用的實(shí)質(zhì) 物質(zhì)變化：把簡單的無機(jī)物轉(zhuǎn)變 為復(fù)雜的有機(jī)物 能量變化：把光能轉(zhuǎn)變成儲(chǔ)存在 有機(jī)物中的化學(xué)能 六、光合作用的

8、意義: : 物質(zhì)轉(zhuǎn)變和能量轉(zhuǎn)變?cè)谧匀唤缰兴鸬淖饔?物質(zhì) 合成 全球自養(yǎng)植物每年可 以生產(chǎn)(4(45)5)101011 11噸 有機(jī)物 “綠色工廠” 能量 轉(zhuǎn)化 每年轉(zhuǎn)化太陽能3 3101018 18 千焦 “巨型能量轉(zhuǎn)化站” 環(huán)境 保護(hù) 每年釋放氧氣 5.355.35101011 11噸 “自動(dòng)空氣凈化器” 七、光合作用原理的運(yùn)用 植物自身因素 環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響 1）光照 2）溫度 3）二氧化碳濃度 4）水分 5）礦質(zhì)元素 應(yīng)根據(jù)植物的生活習(xí)性因地制宜地種植植物。 光補(bǔ)償點(diǎn)、光飽和點(diǎn) ： 陽生植物 陰生植物 1.影響光合作用效率的因素光照強(qiáng)度 一天的時(shí)間 光合作用效率 O 光照強(qiáng)度

9、12 1311 光合作用效率與光照強(qiáng)度、時(shí)間的關(guān)系 A B C D E 101514 輪作：延長光合作用時(shí)間 間種、合理密植： 增加光合作用面積 合理利用光能 光合作用的實(shí)際應(yīng)用 光 合 作 用 速 率 CO2濃度 2.二氧化碳的供應(yīng)對(duì)光合效率的影響 規(guī)律:在一定的濃度范圍內(nèi),光合作用速率隨CO2的濃度 增大而加快，超過一定濃度光合作用速率趨于穩(wěn) 定。 光合作用是在酶的催化下進(jìn)行的，溫度直 接影響酶的活性。一般植物在10103535 下正常進(jìn)行光合作用。 3. 3.影響光合作用的因素溫 度 應(yīng)用： 增加晝夜溫差 NN： P P： K K： MgMg： 4. 4.影響光合作用的因素礦質(zhì)營養(yǎng) 延長

10、光合作用時(shí)間 增加光合作用面積 增加光能利用率 提高光合作用效率 控制光照強(qiáng)弱 控制光質(zhì) 控制溫度 控制COCO2 2供應(yīng) 控制必需礦質(zhì)元素供應(yīng) 控制H H2 2O O供應(yīng) 提高復(fù)種指數(shù)（輪作） 溫室中人工光照 合理密植 間作套種 通風(fēng)透光 在溫室中施有機(jī)肥， 使用COCO2 2發(fā)生器 陰生植物 陽生植物 應(yīng)用提高農(nóng)作物產(chǎn)量的措施 紅光和藍(lán)紫光 適時(shí)適量施肥 合理灌溉 保持晝夜溫差 八、化能合成作用 人、動(dòng)物和植物最大的區(qū)別是什么？ 自養(yǎng)生物 vs. 異養(yǎng)生物 化能合成作用 2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量 2HNO2+O2 2HNO3+能量 能量 6CO2+6H2O (CH20)

11、+6O2 硝化細(xì)菌的化能合成作用 化能合成作用 細(xì)菌利用體外環(huán)境中的某些無機(jī)物氧化 時(shí)所釋放的能量來制造有機(jī)物，這種合 成作用叫化能合成作用。 除了硝化細(xì)菌外，自然界還有鐵細(xì)菌、 硫細(xì)菌屬于進(jìn)行化能合成作用的自養(yǎng)生 物。 1、光合作用發(fā)生的部位是。 、光合作用分為和兩個(gè)階段。 、光合作用釋放氧氣來自于物質(zhì)。 、光合作用中的形成于反應(yīng)階段。 、光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供和物質(zhì)。 、光反應(yīng)階段能量變化是。 9、暗反應(yīng)階段能量變化是 10、若白天突中斷了二氧化碳的供應(yīng)，則首先積累 起來的物質(zhì)是。 、光反應(yīng)場(chǎng)所暗反應(yīng)場(chǎng)所是。 、二氧化碳中碳的轉(zhuǎn)移途徑是 。 co2c3(CH2O) 11. 光照增強(qiáng)，光合作用增強(qiáng)。但夏季的中午卻又因葉表 面氣孔關(guān)閉而使光合作用減弱。這是由于（ ） A、水分產(chǎn)生的H數(shù)量不足 B、葉綠體利用的光能合成的ATP不足 C、空氣中CO2量相對(duì)增多，而起抑制 作用 D、暗反應(yīng)中三碳化合物產(chǎn)生的量太少 12. 下列措施中，不會(huì)提高溫室蔬菜產(chǎn)量的是（ ） A、增大O2濃度 B、增大CO2濃度 C、增強(qiáng)光照 D、調(diào)節(jié)室溫 1313、在溫室中栽培作物，如遇持續(xù)的 陰雨天氣，為