人教版教學課件第五章第四節(jié)_光合作用的原理和應用(共70張PPT)

1、復習回顧復習回顧 溫故知新溫故知新 1 1、提取色素的時候，加入二氧化硅的目、提取色素的時候，加入二氧化硅的目的是什么？加入碳酸鈣的目的是什么？的是什么？加入碳酸鈣的目的是什么？ 2 2、畫鉛筆細線有什么要求？、畫鉛筆細線有什么要求？ 3 3、將濾紙條插入層析液中，要注意什么？、將濾紙條插入層析液中，要注意什么？ 4 4、四條色素帶從上到下、四條色素帶從上到下 依次是什么？依次是什么？ 擴散速度最快的什么？含量最高的是什擴散速度最快的什么？含量最高的是什么？么？ 光合作用的概念： 指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉化成儲存能量的有機物，并且釋放氧氣的過程。根據(jù)概念寫出光合作用的化

2、學根據(jù)概念寫出光合作用的化學反應式：有機物反應式：有機物（CHO2)激情探討激情探討 展示自我展示自我光合作用的探究歷程光合作用的探究歷程實驗實驗1 1：16481648年年海爾蒙特海爾蒙特( (比利時比利時) ) 把一棵把一棵2.3kg2.3kg的柳樹苗種植的柳樹苗種植在一桶在一桶90.8kg90.8kg的土壤中，然后只用雨水澆的土壤中，然后只用雨水澆灌而不供給任何其他物質(zhì)，灌而不供給任何其他物質(zhì)，5 5年后柳樹增年后柳樹增重到重到76.7kg76.7kg，而土壤只減輕了，而土壤只減輕了57g57g。 植物的物質(zhì)積累來自植物的物質(zhì)積累來自 。 實驗實驗2：1771年（英）年（英）普里斯特利普

3、里斯特利一段時間后一段時間后一段時間后一段時間后普利斯特利實驗普利斯特利實驗結論結論: : ? ? ?實驗實驗3 3：17791779年，荷蘭的年，荷蘭的英格豪斯英格豪斯500500次植物更新空氣實驗次植物更新空氣實驗結論：植物體的綠葉在結論：植物體的綠葉在 下下才能更新空氣。才能更新空氣。18451845年，年，梅耶梅耶（德）（德）: :根據(jù)能量轉化與守恒定律明確指出：根據(jù)能量轉化與守恒定律明確指出： 。 實驗實驗4：1864年，年，薩克斯薩克斯(德德)（置于暗處幾小時）（置于暗處幾小時）思考：思考：目的是什么？目的是什么？一半遮光一半遮光一半曝光一半曝光消耗掉葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)消耗掉葉片中的

4、營養(yǎng)物質(zhì)實驗實驗對照對照暗處暗處曝光曝光消耗營養(yǎng)消耗營養(yǎng)碘蒸氣碘蒸氣綠色葉片綠色葉片 綠色葉片綠色葉片暗處暗處消耗營養(yǎng)消耗營養(yǎng) 遮光遮光碘蒸氣碘蒸氣1 1、綠色植物的葉片在光合作用中產(chǎn)生、綠色植物的葉片在光合作用中產(chǎn)生了了 。2 2、光合作用需要、光合作用需要 。 實驗實驗6 6：2020世紀世紀3030年代，年代，魯賓和卡門魯賓和卡門（美）（美）的的同位素標記同位素標記實驗：實驗：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光合作用釋放的光合作用釋放的O O2 2到底是來自到底是來自H H2 2O

5、 O ，還是還是COCO2 2呢？呢？實驗實驗7 7：2020世紀世紀4040年代美國科學家年代美國科學家卡爾卡爾文文用用1414C C標記的標記的1414COCO2 2追蹤其放射性探明：追蹤其放射性探明：COCO2 2中的碳中的碳在光合作用中轉化成在光合作用中轉化成 的的途徑途徑卡爾文循環(huán)?？栁难h(huán)。CO2碳的同位素碳的同位素 C14CO214( CH2 O)+O2CO2+ H2O14光能光能葉綠體葉綠體光合作用的過程光合作用的過程色素分子色素分子可見光可見光C52C3ADP+PiATPH2OO2酶酶酶酶 （CH2O）CO2吸收吸收光解光解酶酶光反應光反應暗反應暗反應H供氫供氫固固定定還還

6、原原光反應階段光反應階段暗反應階段暗反應階段進行部進行部位位條件條件物質(zhì)物質(zhì)變化變化能量變能量變化化聯(lián)系聯(lián)系葉綠體基粒囊狀結構中葉綠體基粒囊狀結構中葉綠體基質(zhì)中葉綠體基質(zhì)中光、色素和酶光、色素和酶ATPATP、 H H、多種酶、多種酶光能轉變成活躍的光能轉變成活躍的化學能（化學能（ATPATP）活躍的化學能變成活躍的化學能變成穩(wěn)定的化學能穩(wěn)定的化學能 光反應為暗反應提供光反應為暗反應提供H H和和ATPATP暗反應產(chǎn)生的暗反應產(chǎn)生的ADPADP和和PiPi為光反應合成為光反應合成ATPATP提供原料提供原料水的光解水的光解2H2O4H+O2合成合成ATP ADP+Pi ATP光光 酶酶光能光能

7、CO2的固定的固定COCO2 2+C+C5 5 2C 2C3 3C3的還原的還原2C3 酶酶 酶酶ATP H光光3 3、光反應和暗反應的比較、光反應和暗反應的比較四、光合作用的本質(zhì)四、光合作用的本質(zhì)將無機物合成有機物將無機物合成有機物把光能轉變成化學能儲藏在有機物中把光能轉變成化學能儲藏在有機物中請分析光下的植物突然停止光照后，其體內(nèi)的請分析光下的植物突然停止光照后，其體內(nèi)的C5化合物和化合物和C3化合物的含量如何變化？化合物的含量如何變化？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請分析光下的植物突然停止CO2的供應后，其的供應后，其體內(nèi)的體內(nèi)的C5化合物和化合物和C3化合

8、物的含量如何變化？化合物的含量如何變化？H ATP還原還原受阻受阻C3 C5 CO2 固定固定停止停止C3 C5 （CH2O）減少）減少 H ATP（CH2O）減少）減少 條件條件C C3 3C C5 5HH、ATPATP （CHCH2 2O O）停止光照停止光照COCO2 2供應不變供應不變突然光照突然光照COCO2 2供應不變供應不變光照不變光照不變停止停止COCO2 2供應供應光照不變光照不變COCO2 2供應增加供應增加光照不變光照不變COCO2 2供應不變供應不變（CHCH2 2O O）運輸受阻）運輸受阻 六、影響光合作用的因素及其在生六、影響光合作用的因素及其在生 產(chǎn)實踐上的應用產(chǎn)

9、實踐上的應用影響光合作用的環(huán)境因素：影響光合作用的環(huán)境因素： 光光 二氧化碳的濃度二氧化碳的濃度 溫度溫度 水水 礦質(zhì)元素等礦質(zhì)元素等植物自身因素植物自身因素在一定范圍內(nèi)，光照越強，光合作用速率隨在一定范圍內(nèi)，光照越強，光合作用速率隨光照強度的增強而加快；超過一定范圍，再光照強度的增強而加快；超過一定范圍，再增加光照強度，光合作用速率不再加快增加光照強度，光合作用速率不再加快 光照強度光照強度: :COCO2 2吸收量吸收量COCO2 2釋放量釋放量光照強度光照強度1 1、光、光a abcCOCO2 2吸收量吸收量COCO2 2釋放量釋放量光照強度光照強度呼吸速率呼吸速率光飽和點光飽和點光補償

10、點光補償點凈光合速率凈光合速率總光合速率總光合速率 真正光合速率真正光合速率= =凈光合速率凈光合速率+ +呼吸速率呼吸速率bca a 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光照強度光照強度12 1311光合作用效率與光照強度、時間的關系光合作用效率與光照強度、時間的關系ABCDE101514增加光合作用面積增加光合作用面積3 3、延長光合作用時間、延長光合作用時間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輪作輪作

11、A A 下移、右移、下移下移、右移、下移B B 下移、左移、下移下移、左移、下移C C 上移、左移、上移上移、左移、上移D D 上移、右移、上移上移、右移、上移紅光藍紫光綠光紅光藍紫光綠光光質(zhì)光質(zhì): 光質(zhì)也影響光合速率光質(zhì)也影響光合速率, ,通常復色光通常復色光 （白光）下光合速率最高；紅光下光合速（白光）下光合速率最高；紅光下光合速率較快率較快, ,藍光次之藍光次之, ,綠光最差綠光最差. .生產(chǎn)上應用：生產(chǎn)上應用：1、溫室大棚使用無色透明的玻璃、溫室大棚使用無色透明的玻璃2、若要降低光合作用，則用有色玻璃如、若要降低光合作用，則用有色玻璃如 紅色玻璃綠色玻璃等紅色玻璃綠色玻璃等光合作用是在

12、酶的催化下進行的光合作用是在酶的催化下進行的,溫度直接影響酶的活溫度直接影響酶的活性性. 一般植物在一般植物在1035 下正常進行光合作用下正常進行光合作用,其中其中AB段段(1035 )隨溫度的升高而逐漸加強隨溫度的升高而逐漸加強,B點點(35 )以以上酶的活性逐漸下降上酶的活性逐漸下降,光合作用開始下降光合作用開始下降,50 光合作用完光合作用完全停止全停止.1020304050溫度溫度光合速率光合速率2、溫度、溫度ABC2、溫度、溫度在一定范圍內(nèi)，光合作用速率隨溫度升高在一定范圍內(nèi)，光合作用速率隨溫度升高而加快；而加快；B點是提高光合速率的最適溫度；點是提高光合速率的最適溫度；超過超過B

13、點以后，光合速率隨溫度的升高而點以后，光合速率隨溫度的升高而下降，原因是溫度過高會使酶活性下降下降，原因是溫度過高會使酶活性下降應用：應用：1、適時播種、適時播種2、溫室栽培農(nóng)作物時：、溫室栽培農(nóng)作物時： 1）冬天，可適當提高溫度；夏）冬天，可適當提高溫度；夏 天，可適當降低溫度。天，可適當降低溫度。2）增大晝夜）增大晝夜 溫差（白天適當提溫差（白天適當提 高溫度，晚上適當降低溫度）高溫度，晚上適當降低溫度）3、二氧化碳濃度：、二氧化碳濃度：在一定范圍內(nèi)，光合作用速率隨二氧化碳濃在一定范圍內(nèi)，光合作用速率隨二氧化碳濃度增大而加快；但達到一定濃度時，再增加度增大而加快；但達到一定濃度時，再增加二

14、氧化碳濃度，光合作用速率也不再增加，二氧化碳濃度，光合作用速率也不再增加，甚至減弱（細胞呼吸抑制）甚至減弱（細胞呼吸抑制）A點：點： CO2補償點補償點B點：點： CO2飽和點飽和點.CO2補償點補償點.CO2飽和點飽和點.降低降低. 增高增高光照增強光照增強光照減弱光照減弱.增高增高. 降低降低NN：P P：KK：MgMg：4、礦質(zhì)營養(yǎng)、礦質(zhì)營養(yǎng)應用：應用： 合理施肥合理施肥5 5、水、水水既是光合作用的原料，又是體水既是光合作用的原料，又是體內(nèi)各種化學反應的介質(zhì)。另外，水還內(nèi)各種化學反應的介質(zhì)。另外，水還影響氣孔的開閉，間接影響影響氣孔的開閉，間接影響COCO2 2進入進入植物體，缺水還會

15、引起淀粉水解加快植物體，缺水還會引起淀粉水解加快, ,可溶性糖過多可溶性糖過多, ,光合產(chǎn)物輸出緩慢光合產(chǎn)物輸出緩慢. .所所以水對光合作用影響很大，生產(chǎn)上，以水對光合作用影響很大，生產(chǎn)上，應合理灌溉，預防干旱應合理灌溉，預防干旱應用：應用：預防干旱，合理灌溉預防干旱，合理灌溉6 6、 葉齡葉齡 葉片的光合速率與葉齡密切相關。幼葉葉片的光合速率與葉齡密切相關。幼葉凈光合速率低；葉片全展后，光合速率達凈光合速率低；葉片全展后，光合速率達最大值；葉片衰老后，光合速率下降。最大值；葉片衰老后，光合速率下降。葉齡葉齡C D影響光能利用率的因素在生產(chǎn)中的應用：影響光能利用率的因素在生產(chǎn)中的應用：光能利用

16、率光能利用率光合作用效率光合作用效率( 輪作輪作 )( 合理密植：間種、套種合理密植：間種、套種 )1、光照強度、光質(zhì)、光照強度、光質(zhì)2、CO2濃度濃度3、溫度、溫度4、礦質(zhì)元素（、礦質(zhì)元素（ 合理施肥）合理施肥）5、水（、水（ 合理灌溉）合理灌溉）實驗原理：實驗原理：利用真空滲入法排除葉內(nèi)細胞間隙的空利用真空滲入法排除葉內(nèi)細胞間隙的空氣，充以水分，使葉片沉于水中。在光合作氣，充以水分，使葉片沉于水中。在光合作用過程中，植物吸收用過程中，植物吸收COCO2 2放出放出O O2 2，由于，由于O O2 2在水在水中的溶解度很小，而在細胞間積累，結果使中的溶解度很小，而在細胞間積累，結果使原來下沉

17、的葉片上浮，根據(jù)上浮所需的時間原來下沉的葉片上浮，根據(jù)上浮所需的時間長短，即能比較光合作用的強弱。長短，即能比較光合作用的強弱。七、探究環(huán)境因素對光合作用的影響七、探究環(huán)境因素對光合作用的影響觀察與記錄觀察與記錄一、不同光照強度對光合作用的影響一、不同光照強度對光合作用的影響結論：結論：在一定光照強度范圍內(nèi)，光合作用隨著光照強度的增強而增強在一定光照強度范圍內(nèi)，光合作用隨著光照強度的增強而增強五、光合作用和呼吸作用中的化學計算五、光合作用和呼吸作用中的化學計算光合作用反應式：光合作用反應式：6CO6CO2 212H12H2 2OCOC6 6H H1212O O6 66O6O2 26H6H2 2

18、O O呼吸作用反應式：呼吸作用反應式：有氧：有氧：C C6 6H H1212O O6 66O6O2 26H6H2 2O 6COO 6CO2 212H12H2 2O O無氧：無氧：C C6 6H H1212O O6 62C2C2 2H H5 5OHOH2CO2CO2 2 ( (植物植物) )實測實測COCO2 2吸收吸收量量光合作用光合作用COCO2 2吸收吸收量量- -呼吸作用呼吸作用COCO2 2釋放量釋放量實測實測O O2 2釋放量釋放量光合作用光合作用O O2 2釋放釋放量量- -呼吸作用呼吸作用O O2 2消耗消耗量量化能合成作用化能合成作用 自然界中自然界中少數(shù)種類的細菌少數(shù)種類的細

19、菌，雖然細胞內(nèi)，雖然細胞內(nèi)沒有色素，不能進行光合作用，但是能夠沒有色素，不能進行光合作用，但是能夠利用體外環(huán)境中某些無機物釋放的能量來利用體外環(huán)境中某些無機物釋放的能量來制造有機物，這種合成作用制造有機物，這種合成作用，叫做，叫做化能合化能合成作用。成作用。2 2、硝化細菌是生活在土壤中的一種細菌，它的同化、硝化細菌是生活在土壤中的一種細菌，它的同化作用過程如下：思考其同化作用的類型是什么？作用過程如下：思考其同化作用的類型是什么？2HNO2HNO2 2+2H+2H2 2O+O+能量能量2HNO2HNO2 2+ O+ O2 2硝化細菌硝化細菌2HNO2HNO3 3+ +能量能量COCO2 2

20、+ H+ H2 2O O2NH2NH3 3+3O+3O2 2硝化細菌硝化細菌（CHCH2 2O O）+ O+ O2 2進行光合作用和化能合成作用的生物都是進行光合作用和化能合成作用的生物都是自養(yǎng)型生物自養(yǎng)型生物，而只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機物，而只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機物來維持自身生命活動的生物是來維持自身生命活動的生物是異養(yǎng)型生物異養(yǎng)型生物化能自養(yǎng)需氧型化能自養(yǎng)需氧型 【例題【例題1 1】測定植物光合作用的速率，最簡單有】測定植物光合作用的速率，最簡單有效的方法是測定：效的方法是測定： A.A.植物體內(nèi)葡萄糖的氧化量植物體內(nèi)葡萄糖的氧化量 B.B.植物體內(nèi)葉綠體的含量植物體內(nèi)葉綠體的含量 C.

21、C.二氧化碳的消耗量二氧化碳的消耗量 D.D.植物體內(nèi)水的消耗量植物體內(nèi)水的消耗量 【例題【例題2 2】如果做一個實驗測定藻類植物是否完】如果做一個實驗測定藻類植物是否完成光反應成光反應, ,最好是檢測其最好是檢測其: : A. A.葡萄糖的形成葡萄糖的形成 B.B.淀粉的形成淀粉的形成 C.C.氧氣的釋放氧氣的釋放 D.COD.CO2 2的吸收量的吸收量練一練練一練1、光合作用中光反應階段為暗反應、光合作用中光反應階段為暗反應階段提供了（階段提供了（ ） AO2和和C3化合物化合物 B葉綠體色素葉綠體色素 CH20和和O2 DH和和ATPD2、在光合作用的暗反應過程中，沒、在光合作用的暗反應

22、過程中，沒有被消耗掉的是（有被消耗掉的是（ ） A、H B、五碳化合物、五碳化合物 C、ATP D、二氧化碳、二氧化碳B3、 光合作用的過程可分為光反應和暗反光合作用的過程可分為光反應和暗反應兩個階段，下列說法正確的是（應兩個階段，下列說法正確的是（ ）A.葉綠體類囊體膜上進行光反應和暗反應葉綠體類囊體膜上進行光反應和暗反應B.葉綠體類囊體膜上進行暗反應，不進行葉綠體類囊體膜上進行暗反應，不進行 光反應光反應C.葉綠體基質(zhì)中可進行光反應和暗反應葉綠體基質(zhì)中可進行光反應和暗反應D.葉綠體基質(zhì)中進行暗反應葉綠體基質(zhì)中進行暗反應,不進行光反應不進行光反應DA A曲線曲線ABAB段表示綠色植物沒有進行

23、光合作用段表示綠色植物沒有進行光合作用B B曲線曲線BDBD段表示綠色植物僅進行光合作用段表示綠色植物僅進行光合作用C C在在B B點顯示綠色植物光合作用和呼吸作用點顯示綠色植物光合作用和呼吸作用 的速率相等的速率相等D D整段曲線表明，隨光照強度的遞增，光合整段曲線表明，隨光照強度的遞增，光合 作用增強，呼吸作用減弱作用增強，呼吸作用減弱4.如圖為原來置于黑暗環(huán)境中的綠色植物曝于光如圖為原來置于黑暗環(huán)境中的綠色植物曝于光下后。根據(jù)其吸收下后。根據(jù)其吸收CO2量制成的曲線。下列敘述量制成的曲線。下列敘述正確的是正確的是( )C5 5下圖曲線表示農(nóng)田中下圖曲線表示農(nóng)田中晝夜溫度變化；晝夜溫度變化

24、；光照強度；光照強度；植物吸收植物吸收COCO2 2的變化，請判斷下列說法中不正確的是的變化，請判斷下列說法中不正確的是A. A. 在在曲線與時間軸交點曲線與時間軸交點c c和和e e時，光合作用吸時，光合作用吸收的收的COCO2 2和呼吸作用釋放的和呼吸作用釋放的COCO2 2量相等。量相等。B. aB. a點的形成是由夜間的低溫造成的點的形成是由夜間的低溫造成的C. C. 在從時間軸上的在從時間軸上的c c點開始合成有機物，到點開始合成有機物，到e e點點有機物的合成終止。有機物的合成終止。D. D. 增大曲線增大曲線與時間軸所圍成的正面積措施包與時間軸所圍成的正面積措施包括提高光照強括提

25、高光照強 C6 6在相同光照和溫度條件下，空氣中在相同光照和溫度條件下，空氣中COCO2 2含量與植物光含量與植物光合產(chǎn)量（有機物積累量）的關系如圖所示。理論上某合產(chǎn)量（有機物積累量）的關系如圖所示。理論上某種種C C3 3植物能更有效的利用植物能更有效的利用COCO2 2，使光合產(chǎn)量高于，使光合產(chǎn)量高于m m點的點的選項是：選項是：A.A.若若a a點在點在a a2 2，b b點在點在b b2 2時時 B.B.若若a a在在a a1 1，b b在在b b1 1時時 C.C.若若a a點在點在a a2 2，b b在在b b1 1時時 D.D.若若a a在在a a1 1，b b點在點在b b2

26、2時時 0 a1 a a2 b1 b b2 二氧化碳含量 光 合 產(chǎn) 量 m D7.7.圖圖5-205-20表示光強度和溫度對同一植物光合作用的表示光強度和溫度對同一植物光合作用的影響，請分析說明：影響，請分析說明：(1)(1)圖中的圖中的A A、B B比較，比較，_的光強度較高的光強度較高，判斷依據(jù)是，判斷依據(jù)是_。 (2)(2)圖中圖中X X段的光合速率受段的光合速率受_影響影響；Y Y段光合速率差異是受段光合速率差異是受_影響。影響。(3)(3)當溫度是限制因素時當溫度是限制因素時_的變的變化影響光合作用速率。化影響光合作用速率。A相同溫度時，相同溫度時，A A的光合速率較高的光合速率較高 光強度光強度 溫度溫度 光強度光強度 玉米和大豆間作套種玉米和大豆間作套種年代年代科學家科學家結論結論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.R.梅耶梅耶植物在光合作用時植物在光合作用時把光能轉變成把光能轉變成了化學能了化學能儲存起來儲存起來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所光合作用的場所