高一生物光合作用的原理和應(yīng)用ppt課件

1、12一段時(shí)間后一段時(shí)間后一段時(shí)間后一段時(shí)間后1771年普利斯特利實(shí)驗(yàn)?zāi)昶绽固乩麑?shí)驗(yàn)3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。結(jié)論：植物可以更新空氣。417791779年，荷蘭的英根豪斯年，荷蘭的英根豪斯結(jié)論結(jié)論1：只有在：只有在光下光下植物才能更新空氣。植物才能更新空氣。 黑 暗 光 下 結(jié)論結(jié)論2 2：植物體的綠葉：植物體的綠葉在光下才能更新空氣。在光下才能更新空氣。普利斯特利的實(shí)驗(yàn)只有在普利斯特利的實(shí)驗(yàn)只有在陽(yáng)光照射陽(yáng)光照射下才能成功下才能成功517821782年年, ,拉瓦錫證明參與光合作用氣體是拉瓦錫證明參與光合作用氣體是COCO2 2和和OO2 2。光合作用過程需要光合

2、作用過程需要CO2參與參與結(jié)果結(jié)果結(jié)論：結(jié)論：6 1845年，德國(guó)科學(xué)家梅耶指出：年，德國(guó)科學(xué)家梅耶指出： 植物在進(jìn)行光合作用時(shí)，把植物在進(jìn)行光合作用時(shí)，把光能光能轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成化學(xué)能化學(xué)能儲(chǔ)存起來。儲(chǔ)存起來。 光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能，貯存于什么物質(zhì)中呢？光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能，貯存于什么物質(zhì)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)物應(yīng)該是什么呢？71864年,德國(guó)植物學(xué)家薩克斯實(shí)驗(yàn)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(lán)不變藍(lán) 48小時(shí)小時(shí)2小時(shí)小時(shí)變藍(lán)變藍(lán)結(jié)論：結(jié)論：1.光合作用的產(chǎn)物是淀粉光合作用的產(chǎn)物是淀粉2.光合作用需要光光合作用需要光

3、8結(jié)論：結(jié)論：葉綠體葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。18801880年年 德國(guó)科學(xué)家德國(guó)科學(xué)家 恩吉爾曼恩吉爾曼現(xiàn)象：現(xiàn)象：分析分析：在沒有空氣的黑暗環(huán)境中在沒有空氣的黑暗環(huán)境中好氧細(xì)菌只集中在被光好氧細(xì)菌只集中在被光線照射的線照射的葉綠體葉綠體附近。附近。光線照射部位進(jìn)行光合作光線照射部位進(jìn)行光合作用產(chǎn)生了氧氣。用產(chǎn)生了氧氣。9 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(biāo)記法研究同位素標(biāo)記法研究1939年年 美國(guó)美國(guó) 魯賓魯賓 卡門卡門證實(shí)證實(shí):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 CO218O2H2OH218

4、O光照下光照下的的球藻懸球藻懸液液102020世紀(jì)世紀(jì)0 0年代年代, ,美國(guó)科學(xué)家卡爾文美國(guó)科學(xué)家卡爾文 (M.Calvin)(M.Calvin)CO2碳的同位素碳的同位素 C14CO214( CH2 O)+O214CO2+ H2O14光能光能葉綠體葉綠體 光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物中的碳光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物中的碳 ，是否來自是否來自CO2呢？呢？ 同位素標(biāo)記法研究同位素標(biāo)記法研究11年代年代科學(xué)家科學(xué)家結(jié)論結(jié)論17711771普利斯特利普利斯特利植物可以更新空氣植物可以更新空氣17791779英格豪斯英格豪斯只有只有在光照下在光照下只有綠葉才可以更只有綠葉才可以更新空氣新空氣18451845R.

5、R.梅耶梅耶植物在光合作用時(shí)植物在光合作用時(shí)把光能轉(zhuǎn)變成把光能轉(zhuǎn)變成了化學(xué)能了化學(xué)能儲(chǔ)存起來儲(chǔ)存起來18641864薩克斯薩克斯綠色葉片光合作用綠色葉片光合作用產(chǎn)生淀粉產(chǎn)生淀粉18801880恩格爾曼恩格爾曼氧氧由葉綠體釋放出來，由葉綠體釋放出來，葉綠體葉綠體是是光合作用的場(chǎng)所光合作用的場(chǎng)所19391939魯賓魯賓 卡門卡門光合作用釋放的光合作用釋放的氧氧來自來自水水2020世紀(jì)世紀(jì)4040代代卡爾文卡爾文光合產(chǎn)物中有機(jī)物的光合產(chǎn)物中有機(jī)物的碳碳來自來自COCO2 2一、光合作用探索歷程一、光合作用探索歷程121.場(chǎng)所：場(chǎng)所：葉綠體葉綠體2.動(dòng)力：動(dòng)力：光光3.原料：原料：二氧化碳二氧化碳 水

6、水4.產(chǎn)物：產(chǎn)物：糖類糖類 氧氣氧氣 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(chǎng)所、動(dòng)力、原料、產(chǎn)物是分別是什么嗎？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：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：概念：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(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物有機(jī)物，并且釋放，并且釋放出出氧氣氧氣的過程。的過程。你能用一個(gè)化學(xué)反應(yīng)式表示出來嗎你能用一個(gè)化學(xué)反應(yīng)式表示出來嗎?13 根據(jù)所學(xué)的化學(xué)知識(shí)可知，水和二氧化碳根據(jù)所學(xué)的化學(xué)知識(shí)可知，

7、水和二氧化碳反應(yīng)，應(yīng)該生成什么產(chǎn)物？反應(yīng)，應(yīng)該生成什么產(chǎn)物？碳酸碳酸哪什么在植物光合作用的過程中產(chǎn)物不是哪什么在植物光合作用的過程中產(chǎn)物不是碳酸而是有機(jī)物？這說明光合作用過程中碳酸而是有機(jī)物？這說明光合作用過程中水和二氧化碳是否直接反應(yīng)？水和二氧化碳是否直接反應(yīng)？哪光合作用的過程是怎樣的？其全過程分哪光合作用的過程是怎樣的？其全過程分為幾個(gè)階段？為幾個(gè)階段？不是直接反應(yīng)的不是直接反應(yīng)的 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(yīng)光反應(yīng)和和暗反應(yīng)暗反應(yīng)兩個(gè)階段兩個(gè)階段 14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(yīng)光反應(yīng)2c3固

8、固定定供氫供氫酶酶供能供能還還原原(CH2O) 糖類糖類 多種酶多種酶參加催化參加催化暗反應(yīng)暗反應(yīng)能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化: 光能光能ATP活躍化學(xué)能活躍化學(xué)能穩(wěn)定化學(xué)能穩(wěn)定化學(xué)能元素轉(zhuǎn)移元素轉(zhuǎn)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15條件條件 ：光、光、 色素、色素、酶酶場(chǎng)所：場(chǎng)所：反應(yīng)反應(yīng)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(yīng)階段光反應(yīng)階段吸收、傳遞吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換光能和轉(zhuǎn)換光能能量轉(zhuǎn)變：

9、能量轉(zhuǎn)變：ATP中活躍的化學(xué)能中活躍的化學(xué)能產(chǎn)物：產(chǎn)物： H、O2、ATP16條件：條件： 不需光，需多種酶不需光，需多種酶場(chǎng)所：場(chǎng)所： 基質(zhì)中基質(zhì)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(xué)能的化學(xué)能2.暗反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段C3+H (CH2O)+C5酶酶ATPADP+Pi能量轉(zhuǎn)變：能量轉(zhuǎn)變：有機(jī)物中穩(wěn)有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能定的化學(xué)能產(chǎn)物：產(chǎn)物： CH2O 、 ADP 、 Pi17請(qǐng)分析光下的植物突然停止光照后，請(qǐng)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

10、光照光反應(yīng)光反應(yīng)停止停止請(qǐng)分析光下的植物突然停止請(qǐng)分析光下的植物突然停止CO2的供的供應(yīng)后，其體內(nèi)的應(yīng)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 18光反應(yīng)暗反應(yīng)條件條件場(chǎng)所場(chǎng)所發(fā)生的發(fā)生的反應(yīng)反應(yīng)產(chǎn)物產(chǎn)物能量變化能量變化關(guān)系關(guān)系有光、色素有光、色素光反應(yīng)、多種酶光反應(yīng)、多種酶基粒片層膜上基粒片層膜上基質(zhì)中基質(zhì)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、O2C2HO、ADP、Pi光能光能ATP中活躍化學(xué)能中活躍化學(xué)能穩(wěn)定化學(xué)能穩(wěn)定化

11、學(xué)能光反應(yīng)光反應(yīng)H、ATP暗反應(yīng)暗反應(yīng)ADP、Pi3.光反應(yīng)和暗反應(yīng)的比較19五、光合作用的實(shí)質(zhì)五、光合作用的實(shí)質(zhì)物質(zhì)變化：物質(zhì)變化：把簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)變把簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)雜的有機(jī)物為復(fù)雜的有機(jī)物能量變化：能量變化：把光能轉(zhuǎn)變成儲(chǔ)存在把光能轉(zhuǎn)變成儲(chǔ)存在有機(jī)物中的化學(xué)能有機(jī)物中的化學(xué)能20六、光合作用的意義六、光合作用的意義: :物質(zhì)轉(zhuǎn)變和能量轉(zhuǎn)變物質(zhì)轉(zhuǎn)變和能量轉(zhuǎn)變?cè)谧匀唤缰兴鸬淖饔迷谧匀唤缰兴鸬淖饔梦镔|(zhì)物質(zhì)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(jī)物有機(jī)物“綠色工廠綠色工廠”能量能量轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化每年轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能每年轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能3 310101

12、818千焦千焦“巨型能量轉(zhuǎn)化站巨型能量轉(zhuǎn)化站”環(huán)境環(huán)境保護(hù)保護(hù)每年釋放氧氣每年釋放氧氣5.355.3510101111噸噸“自動(dòng)空氣凈化器自動(dòng)空氣凈化器”21七、光合作用原理的運(yùn)用七、光合作用原理的運(yùn)用 植物自身因素植物自身因素 環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響環(huán)境因素對(duì)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(zhì)元素）礦質(zhì)元素22 應(yīng)根據(jù)植物的生活習(xí)性因地制宜地種植植物。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)光補(bǔ)償點(diǎn)、光飽和點(diǎn) ： 陽(yáng)生植物陽(yáng)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(qiáng)度23一天的時(shí)間一天的時(shí)間光合作

13、用效率光合作用效率O光照強(qiáng)度光照強(qiáng)度12 1311光合作用效率與光照強(qiáng)度、時(shí)間的關(guān)系A(chǔ)BCDE10151424輪作：延長(zhǎng)光合作用時(shí)間輪作：延長(zhǎng)光合作用時(shí)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25光合作用的實(shí)際應(yīng)用26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(yīng)對(duì)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。27光合作用是在酶的催化下進(jìn)行的，溫度直光合作用是在酶的催化下進(jìn)行的，溫度直接影響酶

14、的活性。一般植物在接影響酶的活性。一般植物在10103535下正常進(jìn)行光合作用。下正常進(jìn)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(yīng)用：應(yīng)用： 增加晝夜溫差增加晝夜溫差28NN：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(zhì)營(yíng)養(yǎng)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)29延長(zhǎng)光合作用時(shí)間延長(zhǎng)光合作用時(shí)間增加光合作用面積增加光合作用面積增加光能利用率增加光能利用率提高光合作用效率提高光合作用效率控制光照強(qiáng)弱控制光照強(qiáng)弱控制光質(zhì)控制光質(zhì)控制溫度控制溫度控制控制COCO2 2供應(yīng)供應(yīng)控制必需礦質(zhì)元素供應(yīng)控制必需礦質(zhì)元素供應(yīng)控制控制H H2 2O O供應(yīng)供應(yīng)提高復(fù)種指數(shù)（輪作

15、）提高復(fù)種指數(shù)（輪作）溫室中人工光照溫室中人工光照合理密植合理密植間作套種間作套種通風(fēng)透光通風(fēng)透光在溫室中施有機(jī)肥，在溫室中施有機(jī)肥，使用使用COCO2 2發(fā)生器發(fā)生器陰生植物陰生植物陽(yáng)生植物陽(yáng)生植物應(yīng)用應(yīng)用提高農(nóng)作物產(chǎn)量的措施提高農(nóng)作物產(chǎn)量的措施紅光和藍(lán)紫光紅光和藍(lán)紫光適時(shí)適量施肥適時(shí)適量施肥合理灌溉合理灌溉保持晝夜溫差保持晝夜溫差30八、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31化能合成作用 2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量 2HNO2+O2 2HNO3+能量 能量6CO2+6H2O (CH20)+6O2硝化細(xì)菌的化能合成作用硝化細(xì)菌的化能合

16、成作用32化能合成作用 細(xì)菌利用體外環(huán)境中的某些無(wú)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。33 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(gè)階段。兩個(gè)階段。、光合作用釋放氧氣來自于、光合作用釋放氧氣來自于物質(zhì)。物質(zhì)。、光合作用中的形成于、光合作用中的形成于反應(yīng)階段。反應(yīng)階段。、光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供、光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供和和物質(zhì)。物質(zhì)。、光反應(yīng)階段能量變化是、光反應(yīng)階段能量變化是。9、暗反應(yīng)階段能量變化是、暗反應(yīng)階段能量變化是10、若白天突中斷了二氧

17、化碳的供應(yīng)，則首先積累、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)是起來的物質(zhì)是。、光反應(yīng)場(chǎng)所、光反應(yīng)場(chǎng)所暗反應(yīng)場(chǎng)所是暗反應(yīng)場(chǎng)所是。、二氧化碳中碳的轉(zhuǎn)移途徑是、二氧化碳中碳的轉(zhuǎn)移途徑是 。co2c3(CH2O)3411. 光照增強(qiáng)，光合作用增強(qiáng)。但夏季的中午卻又因葉表光照增強(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（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、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(duì)增多，而起抑制量相對(duì)增多，而起抑制 作用作用 D、暗反

18、應(yīng)中三碳化合物產(chǎn)生的量太少、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（下列措施中，不會(huì)提高溫室蔬菜產(chǎn)量的是（ ） A、增大、增大O2濃度濃度 B、增大、增大CO2濃度濃度 C、增強(qiáng)光照、增強(qiáng)光照 D、調(diào)節(jié)室溫、調(diào)節(jié)室溫351313、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(duì)陰雨天氣，為了保證作物的產(chǎn)量，對(duì)溫度的控制應(yīng)當(dāng)溫度的控制應(yīng)當(dāng)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361414、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，正確的是A. A. 促進(jìn)植物對(duì)水的吸收促進(jìn)植物對(duì)水的吸收 B. B. 提高了溫室