高一生物光合作用的原理和應(yīng)用.ppt

1、第4節(jié)能量之源 光與光合作用(2),江蘇省海門中學(xué)生物組,光合作用的原理和應(yīng)用,一、光合作用的探究歷程,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。,1779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。,結(jié)論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(yáng)光照射下才能成功,1782年,拉瓦錫證明參與光合作用氣體是CO2和O2。,光合作用過(guò)程需要CO2參與,結(jié)果,結(jié)論：,1845年，德國(guó)科學(xué)家梅耶指出： 植物在進(jìn)行光合作用時(shí)，把光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)。,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

2、 ，那么最終的產(chǎn)物應(yīng)該是什么呢？,1864年,德國(guó)植物學(xué)家薩克斯實(shí)驗(yàn),綠色葉片,黑暗處理,曝光 遮光,碘蒸汽,不變藍(lán),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。,1880年 德國(guó)科學(xué)家 恩吉爾曼,現(xiàn)象：,分析：,在沒(méi)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(lái)自H2O ，還是CO2呢？ 同位素標(biāo)記法研究,1939年 美國(guó) 魯賓 卡門,證實(shí):光合作用釋放的氧氣來(lái)于水,C18O2,O2,CO2,18O2,H2O,H218O,光照下的 球藻懸液,20世紀(jì)0年

3、代,美國(guó)科學(xué)家卡爾文 (M.Calvin),CO2,( CH2 O)+O2,14,CO2+ H2O,14,光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物中的碳 ，是否來(lái)自CO2呢？ 同位素標(biāo)記法研究,一、光合作用探索歷程,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,三、光合作用總反應(yīng)式：,CO2 + H2 * O,（CH2O)+ * O2,二、光合作用的場(chǎng)所、動(dòng)力、原料、產(chǎn)物：,概念：綠色植物通過(guò)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(guò)程。,你能用一個(gè)化學(xué)反應(yīng)式表示出來(lái)嗎?,根據(jù)所學(xué)的化學(xué)知識(shí)可知，水和二氧化碳反應(yīng)，應(yīng)該生成什么產(chǎn)物？,碳酸,哪什么在

4、植物光合作用的過(guò)程中產(chǎn)物不是碳酸而是有機(jī)物？這說(shuō)明光合作用過(guò)程中水和二氧化碳是否直接反應(yīng)？,哪光合作用的過(guò)程是怎樣的？其全過(guò)程分為幾個(gè)階段？,不是直接反應(yīng)的,全過(guò)程根據(jù)條件的不同分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段,水的光解,O2,H,ADP+Pi,C5,2c3, 固 定, 還 原,多種酶 參加催化,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,C3,CH2O,四、光合作用的過(guò)程,光能,條件 ：,光、,色素、,酶,場(chǎng)所：,反應(yīng),水的光解：,ATP的合成：,基粒類囊體膜上,光能,1.光反應(yīng)階段,吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換光能,能量轉(zhuǎn)變：,ATP中活躍的化學(xué)能,

5、產(chǎn)物：,H、O2、ATP,條件：,不需光，需多種酶,場(chǎng)所：,基質(zhì)中,過(guò)程,CO2的固定：,C3的還原：,ATP中活躍的化學(xué)能,2.暗反應(yīng)階段,C3+H (CH2O)+C5,酶,ATP,ADP+Pi,能量轉(zhuǎn)變：,有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能,產(chǎn)物：,CH2O 、 ADP 、 Pi,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？,H ,ATP,還原受阻,C3 ,C5 ,CO2 ,固定停止,C3 ,C5 ,有光、色素,光反應(yīng)、多種酶,基粒片層膜上,基質(zhì)中,1.水的光解

6、 2.ATP的生成,1.CO2的固定 2.C3的還原,H、ATP、O2,C2HO、ADP、Pi,光能,ATP中活躍化學(xué)能,穩(wěn)定化學(xué)能,光反應(yīng),暗反應(yīng),3.光反應(yīng)和暗反應(yīng)的比較,五、光合作用的實(shí)質(zhì),物質(zhì)變化：,把簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)閺?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、光合作用的意義:,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,A,B,光照強(qiáng)度,0,陽(yáng)生植物,陰生植物,B：光補(bǔ)償點(diǎn),C：光飽和點(diǎn),應(yīng)根據(jù)植物的生活習(xí)性因地制宜地種植植物。,C,1.影響光合作用效率的因素光照強(qiáng)度,一天的時(shí)間

7、,光合作用效率,O,光照強(qiáng)度,12,13,11,光合作用效率與光照強(qiáng)度、時(shí)間的關(guān)系,A,B,C,D,E,10,15,14,輪作：延長(zhǎng)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(guò)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1035下正常進(jìn)行光合作用。,3.影響光合作用的因素溫度,應(yīng)用：,增加晝夜溫差,N：光合酶及NADP+和ATP的重要組分 P：NADP+和ATP的重

8、要組分；維持葉綠體正常結(jié)構(gòu)和功能 K：促進(jìn)光合產(chǎn)物向貯藏器官運(yùn)輸 Mg：葉綠素的重要組分,4.影響光合作用的因素礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng),延長(zhǎng)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CO2供應(yīng) 控制必需礦質(zhì)元素供應(yīng) 控制H2O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CO2發(fā)生器,陰生植物 陽(yáng)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 2H

9、NO2+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,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(lái)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。,競(jìng)賽練習(xí),、光合作用分為和兩個(gè)階段。,、光合作用釋放氧氣來(lái)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(lái)的物質(zhì)是。,葉綠體,、光反

10、應(yīng)場(chǎng)所暗反應(yīng)場(chǎng)所是。,光反應(yīng),暗反應(yīng),水,光,ATP,類囊體薄膜,葉綠體基質(zhì),、二氧化碳中碳的轉(zhuǎn)移途徑是 。,五碳化合物,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,13、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)溫度的控制應(yīng)當(dāng) A降低溫室溫度，保持晝夜溫差 B提高溫室溫度，保持晝夜溫差 C提高溫室溫度，晝夜恒溫 D降低溫室溫度，晝夜恒溫,14、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 A. 促進(jìn)植物對(duì)水的吸收 B. 提高了溫室內(nèi)C02的濃度 C. 提高了光照強(qiáng)度 D. 礦質(zhì)元素含量高,1、圖中DE段CO2吸收量逐漸減少是因?yàn)?，以至光反應(yīng)產(chǎn)生的 和 逐漸減少，從而影響了暗反應(yīng) 強(qiáng)度，使 化合物數(shù)量減少，影響了CO2固定。2、圖中曲線中間C處光合作用強(qiáng)度暫時(shí)降低，可能是（ ）A、光照過(guò)強(qiáng)，暗反應(yīng)跟不上，前后脫節(jié)，