542--光合作用的原理和應用

1、普利斯特利實驗普利斯特利實驗結論：植物可以更新空氣。結論：植物可以更新空氣。17791779年，荷蘭的英格豪斯年，荷蘭的英格豪斯 黑 暗 光 下 植物體的綠葉在光下才植物體的綠葉在光下才能更新空氣。能更新空氣。普利斯特利的實驗只有在普利斯特利的實驗只有在陽光照射陽光照射下才能成功下才能成功 1845年，德國科學家梅耶指出：年，德國科學家梅耶指出： 植物在進行光合作用時，把植物在進行光合作用時，把光能光能轉換成轉換成化學能化學能儲存起來。儲存起來。 光能轉換成化學能，貯存于什么物質中呢？光能轉換成化學能，貯存于什么物質中呢？ 光合作用吸收CO2 ，釋放O2 ，還可能消耗了H2O ，那么最終的產(chǎn)物

2、應該是什么呢？1864年,德國植物學家薩克斯實驗綠色綠色葉片葉片黑暗黑暗處理處理曝光曝光遮光遮光碘蒸汽碘蒸汽不變藍不變藍 48小時小時2小時小時變藍變藍結論：結論： 光合作用的產(chǎn)物是淀粉光合作用的產(chǎn)物是淀粉 光合作用釋放的光合作用釋放的O2到底是來自到底是來自H2O ，還是還是CO2呢？呢？ 同位素標記法研究同位素標記法研究1941年年 美國美國 魯賓、卡門魯賓、卡門證實證實:光合作用釋放的光合作用釋放的氧氣氧氣來于來于水水C18O2O2 CO218O2H2OH218O光照下光照下的的球藻懸球藻懸液液2020世紀世紀0 0年代年代, ,美國科學家卡爾文美國科學家卡爾文 (M.Calvin)(M

3、.Calvin)CO2碳的同位素碳的同位素 C14CO214( CH2 O)+O214CO2+ H2O14光能光能葉綠體葉綠體 光合作用產(chǎn)生的有機物中的碳光合作用產(chǎn)生的有機物中的碳 ，是否來自是否來自CO2呢？呢？ 同位素標記法研究同位素標記法研究1.場所：場所：2.動力：動力：3.原料：原料：4.產(chǎn)物：產(chǎn)物： 通過以上的研究和探索，你知道通過以上的研究和探索，你知道 光合作用的光合作用的場所、動力、原料、產(chǎn)物是分別是什么嗎？場所、動力、原料、產(chǎn)物是分別是什么嗎？三、光合作用總反應式：三、光合作用總反應式： 二、光合作用的場所、動力、原料、產(chǎn)物：概念：概念：你能用一個化學反應式表示出來嗎你能用

4、一個化學反應式表示出來嗎?葉綠體葉綠體光光二氧化碳二氧化碳 水水糖類糖類 氧氣氧氣綠色植物通過綠色植物通過葉綠體葉綠體，利用，利用光能光能，把，把二氧二氧化碳和水化碳和水轉化成儲存著能量的轉化成儲存著能量的有機物有機物，并，并且釋放出且釋放出氧氣氧氣的過程。的過程。光合作用的過程是怎樣的？其全過程分為光合作用的過程是怎樣的？其全過程分為幾個階段？幾個階段？全過程根據(jù)條件的不同分為全過程根據(jù)條件的不同分為光反應光反應和和暗反應暗反應兩個階段兩個階段 葉綠體葉綠體中的色中的色素素H2O水的光解水的光解O2H ADP+Pi 酶酶ATPco2C5光反應光反應2c3固固定定供氫供氫酶酶供能供能還還原原(

5、CH2O) 糖類糖類 多種酶多種酶參加催化參加催化暗反應暗反應能量轉化能量轉化: 光能光能ATP活躍化學能活躍化學能穩(wěn)定化學能穩(wěn)定化學能元素轉移元素轉移O元素元素:H2O O2C元素元素:C O2C3CH2O四、光合作用的過程四、光合作用的過程光能光能條件條件 ：光、光、 色素、色素、酶酶場所：場所：反應反應水的光解：水的光解：ATP的合成：的合成：基粒類囊體膜上基粒類囊體膜上H2O H+O2光、酶光、酶葉綠體中的色素葉綠體中的色素ADPPi ATP光、酶光、酶葉綠體葉綠體光能光能1.光反應階段光反應階段吸收、傳遞吸收、傳遞和轉換光能和轉換光能能量轉變：能量轉變：ATP中活躍的化學能中活躍的化

6、學能產(chǎn)物：產(chǎn)物： H、O2、ATP條件：條件： 不需光，需多種酶不需光，需多種酶場所：場所： 基質中基質中過程過程CO2的固定：的固定： CO2C5 2C3酶酶C3的還原：的還原：ATP中活躍中活躍的化學能的化學能2.暗反應階段暗反應階段C3+H (CH2O)+C5酶酶ATPADP+Pi能量轉變：能量轉變：有機物中穩(wěn)有機物中穩(wěn)定的化學能定的化學能產(chǎn)物：產(chǎn)物： CH2O 、 ADP 、 Pi請分析光下的植物突然停止光照后，請分析光下的植物突然停止光照后，其體內(nèi)的其體內(nèi)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變化？如何變化？停止停止光照光照光反應光反應停止停止請分析光下的植物突然停止

7、請分析光下的植物突然停止CO2的供的供應后，其體內(nèi)的應后，其體內(nèi)的C5化合物和化合物和C3化合物化合物的含量如何變化？的含量如何變化？H ATP還原還原受阻受阻C3 C5 CO2 固定固定停止停止C3 C5 光反應暗反應條件條件場所場所發(fā)生的發(fā)生的反應反應產(chǎn)物產(chǎn)物能量變化能量變化關系關系有光、色素、多種酶有光、色素、多種酶H、ATP、多種酶多種酶葉綠體基粒類囊體膜上葉綠體基粒類囊體膜上葉綠體基質中葉綠體基質中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的還原的還原H、ATP、O2（CH2O）、）、ADP、Pi光能光能ATP中活躍化學能中活躍化學能穩(wěn)定化學能穩(wěn)定化學能

8、光反應光反應H、ATP暗反應暗反應ADP、Pi3.光反應和暗反應的比較五、光合作用的實質五、光合作用的實質物質變化：物質變化：把簡單的無機物轉變把簡單的無機物轉變?yōu)閺碗s的有機物為復雜的有機物能量變化：能量變化：把光能轉變成儲存在把光能轉變成儲存在有機物中的化學能有機物中的化學能六、光合作用的意義六、光合作用的意義: :物質轉變和能量轉變物質轉變和能量轉變在自然界中所起的作用在自然界中所起的作用物質物質合成合成全球自養(yǎng)植物每年可全球自養(yǎng)植物每年可以生產(chǎn)以生產(chǎn)(4(45)5)10101111噸噸有機物有機物“綠色工廠綠色工廠”能量能量轉化轉化每年轉化太陽能每年轉化太陽能3 310101818千焦千

9、焦“巨型能量轉化站巨型能量轉化站”環(huán)境環(huán)境保護保護每年釋放氧氣每年釋放氧氣5.355.3510101111噸噸“自動空氣凈化器自動空氣凈化器”七、光合作用原理的運用七、光合作用原理的運用 植物自身因素植物自身因素 環(huán)境因素對光合作用的影響環(huán)境因素對光合作用的影響1）光照）光照2）溫度）溫度3）二氧化碳濃度）二氧化碳濃度4）水分）水分5）礦質元素）礦質元素 應根據(jù)植物的生活習性因地制宜地種植植物。應根據(jù)植物的生活習性因地制宜地種植植物。光補償點、光飽和點光補償點、光飽和點 ： 陽生植物陽生植物 陰生植物陰生植物 1.影響光合作用效率的因素光照強度一天的時間一天的時間光合作用效率光合作用效率O光照

10、強度光照強度12 1311光合作用效率與光照強度、時間的關系ABCDE101514輪作：延長光合作用時間輪作：延長光合作用時間間種、合理密植：間種、合理密植： 增加光合作用面積增加光合作用面積合理利用光能光光合合作作用用速速率率CO2濃度濃度2.二氧化碳的供應對光合效率的影響規(guī)律規(guī)律:在一定的濃度范圍內(nèi)在一定的濃度范圍內(nèi),光合作用速率隨光合作用速率隨CO2的濃度的濃度增大而加快，超過一定濃度光合作用速率趨于穩(wěn)增大而加快，超過一定濃度光合作用速率趨于穩(wěn)定。定。光合作用是在酶的催化下進行的，溫度直光合作用是在酶的催化下進行的，溫度直接影響酶的活性。一般植物在接影響酶的活性。一般植物在1010353

11、5下正常進行光合作用。下正常進行光合作用。 3. 3.影響光合作用的因素影響光合作用的因素溫溫度度應用：應用： 增加晝夜溫差增加晝夜溫差NN：P P：K K：MgMg： 4. 4.影響光合作用的因素影響光合作用的因素礦質營養(yǎng)礦質營養(yǎng)八、化能合成作用 人、動物和植物最大的區(qū)別是什么？ 異養(yǎng)生物 vs. 自養(yǎng)生物化能合成作用 細菌利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物，這種合成作用叫化能合成作用化能合成作用。 除了硝化細菌外，自然界還有鐵細菌、硫細菌屬于進行化能合成作用的自養(yǎng)生物。 2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量 2HNO2+O2 2HNO3+能量 能量6CO2+6

12、H2O (CH2O)+6O2硝化細菌的化能合成作用硝化細菌的化能合成作用 1、光合作用發(fā)生的部位是、光合作用發(fā)生的部位是。 、光合作用分為、光合作用分為和和兩個階段。兩個階段。、光合作用釋放氧氣來自于、光合作用釋放氧氣來自于。、光合作用中的形成于、光合作用中的形成于反應階段。反應階段。、光反應為暗反應提供、光反應為暗反應提供和和物質。物質。、光反應階段能量變化是、光反應階段能量變化是。9、暗反應階段能量變化是、暗反應階段能量變化是10、若白天突中斷了二氧化碳的供應，則首先積累、若白天突中斷了二氧化碳的供應，則首先積累起來的物質是起來的物質是。、光反應場所、光反應場所暗反應場所是暗反應場所是。、

13、二氧化碳中碳的轉移途徑是、二氧化碳中碳的轉移途徑是 。co2c3(CH2O)11. 光照增強，光合作用增強。但夏季的中午卻又因葉表光照增強，光合作用增強。但夏季的中午卻又因葉表面氣孔關閉而使光合作用減弱。這是由于（面氣孔關閉而使光合作用減弱。這是由于（ ） A、水分產(chǎn)生的、水分產(chǎn)生的H數(shù)量不足數(shù)量不足 B、葉綠體利用的光能合成的、葉綠體利用的光能合成的ATP不足不足 C、空氣中、空氣中CO2量相對增多，而起抑制量相對增多，而起抑制 作用作用 D、暗反應中三碳化合物產(chǎn)生的量太少、暗反應中三碳化合物產(chǎn)生的量太少12. 下列措施中，不會提高溫室蔬菜產(chǎn)量的是（下列措施中，不會提高溫室蔬菜產(chǎn)量的是（ ）

14、 A、增大、增大O2濃度濃度 B、增大、增大CO2濃度濃度 C、增強光照、增強光照 D、調節(jié)室溫、調節(jié)室溫1313、在溫室中栽培作物，如遇持續(xù)的、在溫室中栽培作物，如遇持續(xù)的陰雨天氣，為了保證作物的產(chǎn)量，對陰雨天氣，為了保證作物的產(chǎn)量，對溫度的控制應當溫度的控制應當A A降低溫室溫度，保持晝夜溫差降低溫室溫度，保持晝夜溫差B B提高溫室溫度，保持晝夜溫差提高溫室溫度，保持晝夜溫差C C提高溫室溫度，晝夜恒溫提高溫室溫度，晝夜恒溫D D降低溫室溫度，晝夜恒溫降低溫室溫度，晝夜恒溫1414、施用農(nóng)家肥能提高溫室作物光、施用農(nóng)家肥能提高溫室作物光合作用效率的理由中，正確的是合作用效率的理由中，正確的

15、是A. A. 促進植物對水的吸收促進植物對水的吸收 B. B. 提高了溫室內(nèi)提高了溫室內(nèi)C0C02 2的濃度的濃度 C. C. 提高了光照強度提高了光照強度 D. D. 礦質元素含量高礦質元素含量高0204060801001205點7點9點11點13點15點17點（1）、圖中）、圖中DE段段CO2吸收量逐漸減少是因為吸收量逐漸減少是因為 ，以至光反應產(chǎn)生的以至光反應產(chǎn)生的 逐漸減少，從而影響了暗反應逐漸減少，從而影響了暗反應 強度，使強度，使 化合物數(shù)量減少，影響了化合物數(shù)量減少，影響了CO2固定。固定。（2）、圖中曲線中間）、圖中曲線中間C處光合作用強度暫時降低，可能是（處光合作用強度暫時降低，可能是（ ）A、光照過強，暗反應跟不上，前后脫節(jié)，影響整體效果、光照過強，暗反應跟不上，前后脫節(jié)，影響整體效果B、溫度較高，提高了呼吸作用酶的活性，消耗了較多的有機物、溫度較高，提高了呼吸作用酶的活性，