三節(jié)光合作用二光合作用的原理和應用

1、第三節(jié)第三節(jié) 光合作用光合作用二光合作用的原理和應用二光合作用的原理和應用第第5 5章章 細胞的能量供應和利用細胞的能量供應和利用一、光合作用的探究歷程一、光合作用的探究歷程1.1.以前，人們一直以為，小小的種子之所以以前，人們一直以為，小小的種子之所以能夠長成參天大樹，完全依靠于能夠長成參天大樹，完全依靠于土壤土壤。 a a組組: : b b組組: :17711771年年,(,(英英) )普里斯特利普里斯特利(joseph priestley)(joseph priestley)的實驗的實驗 綠色植物在光照下吸收了二氧化碳，綠色植物在光照下吸收了二氧化碳，產(chǎn)生了氧氣產(chǎn)生了氧氣碘蒸氣處碘蒸氣處

2、理理一半曝光，一半遮一半曝光，一半遮光光在暗處放置幾小的葉在暗處放置幾小的葉片片18641864年年,(,(德德) )薩克斯薩克斯(julius von sachs)(julius von sachs)的實驗的實驗綠葉在光合作用中產(chǎn)生了淀粉綠葉在光合作用中產(chǎn)生了淀粉 黑暗中黑暗中光照下光照下1880年年,(美美)恩格爾曼恩格爾曼(c.engelmann)的實驗的實驗 氧是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠氧是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所色植物進行光合作用的場所2.第二組向同種綠色植物提供h218o和co2 1.第一組向綠色植物提供c18o2和 h2o 。 c18o2+h2

3、o co2+h218oo2 證明：光合作用釋放的證明：光合作用釋放的o2全部全部來自于來自于h2o19301930年，年，( (美美) )魯賓魯賓(s.ruben)(s.ruben)和卡門和卡門(m.kamaen)(m.kamaen)18o2co2+h2o* (ch2o)+o2* 光能光能 葉綠體葉綠體光合作用的概念及反應式光合作用的概念及反應式 光合作用是指綠色植物通過光合作用是指綠色植物通過葉綠體葉綠體，利用，利用光能光能，把把二氧化碳二氧化碳和和水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，并且釋，并且釋放出放出氧氧的過程。的過程?！咎剿鞫俊咎剿鞫抗夂献饔玫木唧w過程可以分為幾

4、個階段？光合作用的具體過程可以分為幾個階段？光合作用的過程光合作用的過程光能光能葉綠素葉綠素aenadp+eh2oho2葉綠體葉綠體atpnadphh（ch2o）2c3co2c5暗反應暗反應光反應光反應(類囊體的薄膜上類囊體的薄膜上)(基質(zhì)中基質(zhì)中)adp+pi【探索二【探索二 】 光合作用的具體過程可以分為幾個階段？光合作用的具體過程可以分為幾個階段？光反應階段光反應階段暗反應階段暗反應階段必須有光能才能進行必須有光能才能進行二、光合作用的過程二、光合作用的過程光反應光反應暗反應暗反應【探索三】【探索三】光反應可以光反應可以包含幾個反包含幾個反應？其原料應？其原料和產(chǎn)物分別和產(chǎn)物分別是什么？

5、反是什么？反應場所是什應場所是什么？么？【探索四】【探索四】暗反應可以暗反應可以分為幾個階分為幾個階段？其原料段？其原料和產(chǎn)物分別和產(chǎn)物分別是什么？是什么？思考：暗反應為什么稱之為思考：暗反應為什么稱之為“暗暗”反應？反應？ 暗反應在光下能不能進行？暗反應在光下能不能進行？h 2 o 光光 2h+1/2o 2酶酶a d p + pi +能量能量a t p光光反反應應水的光解：水的光解：atpatp的形成：的形成：光光合合作作用用酶酶 2 c 3c o 2 +c 5h atp酶酶c 6 h12 o 62 c 3暗暗反反應應c o 2的固定：的固定：c o 2的還原：的還原：【總結】【總結】光合作

6、用的過程可以分為兩個階段光合作用的過程可以分為兩個階段，光反應光反應和暗反應和暗反應，光反應階段主要是在，光反應階段主要是在囊狀結構薄膜囊狀結構薄膜上利用上利用光能光能將將水水光解成光解成hh和和o o2 2，同時將光能轉變成不穩(wěn)定的，同時將光能轉變成不穩(wěn)定的化學能，儲存在化學能，儲存在atpatp中；暗反應階段主要在中；暗反應階段主要在葉綠體基質(zhì)葉綠體基質(zhì)中將中將coco2 2中的中的c c通過通過coco2 2的固定的固定和和coco2 2的還原的還原儲存在有機物儲存在有機物中，同時將中，同時將atpatp中的能量轉移到有機物中的能量轉移到有機物中。中。光合作用總反應反應式光合作用總反應反

7、應式6c o2+12h2 o葉綠體葉綠體光能光能c 6 h12 o6 + 6 h2 o+6 o2【探索五】【探索五】要生成要生成1分子的分子的c 6 h12 o 6，需要多少分子，需要多少分子的的h 2 o和和c o 2 ？過程過程 比比較較 進行部位進行部位進行條件進行條件物質(zhì)轉化物質(zhì)轉化能量轉化能量轉化聯(lián)系聯(lián)系光反應光反應暗反應暗反應光反應為暗反應提供光反應為暗反應提供hh和和atpatp類囊體的薄膜類囊體的薄膜葉綠體的基質(zhì)中葉綠體的基質(zhì)中葉綠體色素酶葉綠體色素酶許多酶，許多酶，不受光限制不受光限制水轉變成水轉變成hh和氧和氧氣；生成氣；生成atpatpc oc o2 2轉變?yōu)檗D變?yōu)閏 c

8、3,3,經(jīng)經(jīng)c oc o2 2的的還原為還原為有機物有機物光能轉化為光能轉化為atpatp中中活躍活躍的化學能的化學能atpatp中中活躍活躍的化學能轉化的化學能轉化為有機物中為有機物中穩(wěn)定穩(wěn)定化學能化學能【總結】【總結】光反應與暗反應的區(qū)別與聯(lián)系光反應與暗反應的區(qū)別與聯(lián)系三、光合作用的實質(zhì)三、光合作用的實質(zhì)無機物無機物有機物有機物2.2.能量轉化：能量轉化：光能光能有機物中的化學能有機物中的化學能1.1.物質(zhì)轉化：物質(zhì)轉化：【探索七】【探索七】光合作用的意義是什么？光合作用的意義是什么？1.1.生物界中有機物的來源生物界中有機物的來源3.3.調(diào)節(jié)大氣中氧氣和二氧化碳的含量調(diào)節(jié)大氣中氧氣和二氧

9、化碳的含量2.2.生物生命活動所需能量的最終來源生物生命活動所需能量的最終來源4.4.對生物的進化有重要作用對生物的進化有重要作用【探索六】【探索六】通過學習光合作用的實質(zhì)是什么？通過學習光合作用的實質(zhì)是什么？四、光合作用原理的運四、光合作用原理的運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 1）光照）光照2 2）溫度）溫度3 3）二氧化碳濃度）二氧化碳濃度4 4）水分）水分5 5）礦質(zhì)元素）礦質(zhì)元素影響光合作用的主要外界因素影響光合作用的主要外界因素v 光照光照 光是光合作用的能量來源，是葉綠體發(fā)育和葉光是光合作用的能量來源，是葉綠體發(fā)育和葉綠素合成的必要條件

10、綠素合成的必要條件v 二氧化碳二氧化碳 二氧化碳是光合作用的原料之一二氧化碳是光合作用的原料之一v 溫度溫度 由于溫度可以影響酶的活性，因而對光合速率由于溫度可以影響酶的活性，因而對光合速率有明顯影響有明顯影響v 水分水分 葉片接近水分飽和時，才能進行正常的光合作葉片接近水分飽和時，才能進行正常的光合作用用v 礦質(zhì)營養(yǎng)礦質(zhì)營養(yǎng) 礦質(zhì)元素直接或間接影響光合作用礦質(zhì)元素直接或間接影響光合作用v 光合速率的日變化光合速率的日變化 一天中，光強日變化對光和速率一天中，光強日變化對光和速率日變化的影響最大日變化的影響最大1.1.營養(yǎng)物質(zhì)包括有機物、無機鹽、水等營養(yǎng)物質(zhì)包括有機物、無機鹽、水等自養(yǎng)生物自養(yǎng)

11、生物異養(yǎng)生物異養(yǎng)生物光能自養(yǎng)生物光能自養(yǎng)生物化能自養(yǎng)生物化能自養(yǎng)生物（綠色植物）（綠色植物）（硝化細菌等）（硝化細菌等）一、光合作用的場所一、光合作用的場所-葉綠體葉綠體葉綠體中色素的種類、顏色及作用葉綠體中色素的種類、顏色及作用二、光合作用的過程二、光合作用的過程1.1.光反應：光反應：水的光解水的光解atp的合成的合成2.2.暗反應暗反應二氧化碳二氧化碳的固定的固定二氧化碳二氧化碳的還原的還原四、光合作用的實質(zhì)四、光合作用的實質(zhì)1.1.物質(zhì)的轉化物質(zhì)的轉化 2.2.能量的轉化能量的轉化五、光合作用的意義與應用五、光合作用的意義與應用三、光合作用的概念和總反應式三、光合作用的概念和總反應式0

12、204060801001205點7點9點11點13點15點17點 上圖是在盛夏的某一晴天，一晝夜中某植物對上圖是在盛夏的某一晴天，一晝夜中某植物對coco2 2的的吸收和釋放狀況的示意圖。親據(jù)圖回答問題：吸收和釋放狀況的示意圖。親據(jù)圖回答問題：1.1.圖中圖中d de e段段coco2 2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 和和 逐漸減少，逐漸減少，從而影響了暗反應從而影響了暗反應 強度，使強度，使 化合物數(shù)量減化合物數(shù)量減少，影響了少，影響了coco2 2固定。固定。光照強度光照強度逐步減弱逐步減弱atpnadph還原作用還原作用五碳五碳2.2.圖中

13、曲線中間圖中曲線中間c 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.a.光照過強，暗反應跟不上，前后脫節(jié)，影響整體光照過強，暗反應跟不上，前后脫節(jié)，影響整體 效果效果 b.b.溫度較高，提高了呼吸作用酶的活性，消耗了較溫度較高，提高了呼吸作用酶的活性，消耗了較 多的有機物多的有機物 c.c.溫度高，蒸騰作用過強，氣孔關閉，影響了溫度高，蒸騰作用過強，氣孔關閉，影響了coco2 2 原料的供應原料的供應 d.d.光照過強，氣溫過高，植物缺水嚴重而影響光合光照過強，氣溫過高，植物缺水嚴重而影響光合 作用的進行作用的進行c1.1.在光合作用中，糖類是在在光合作用中，糖類是在 階段形成的，氧階段形成的，氧氣是在氣是在 階段形成的，階段形成的，atpatp是在是在 階段形成階段形成的。的。2.2.某科學家用某科學家用1414c c的二氧化碳來追蹤光合作用中的碳原的二氧化碳來追蹤光合作用中的碳原子，證明其轉移的途徑是子，證明其轉移的途徑是（ ） a