光合作用的原理和應(yīng)用 完整版課件

1、葉綠素類胡蘿卜素（含量約3/4）（含量約1/4）葉綠素a（藍(lán)綠色）葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）綠葉中的色素胡爺愛(ài)幣思考：哪種色素的含量最多？哪種色素在層析液中的溶解度最大？課前復(fù)習(xí)第4節(jié) 能量之源光與光合作用光合作用的原理和應(yīng)用一.光合作用的探究歷程結(jié)論：水分是植物建造自身的原料。17世紀(jì)海爾蒙特栽培的柳樹(shù)實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后一段時(shí)間后1771年普利斯特利實(shí)驗(yàn)普利斯特利實(shí)驗(yàn)結(jié)論：植物可以更新空氣有人重復(fù)了普利斯特利的實(shí)驗(yàn)，得到相反的結(jié)果，所以有人認(rèn)為植物也能使空氣變污濁？1779年，荷蘭的英格豪斯 普利斯特利的實(shí)驗(yàn)只有在陽(yáng)光照射下才能成功；植物體只有綠葉才能更新空氣。 到178

2、5年，發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，人們才明確綠葉在光下放出的是O2，吸收的是CO2。水二氧化碳氧氣光？光能化學(xué)能儲(chǔ)存在什么物質(zhì)中？德國(guó)梅耶 1864年，薩克斯(德)的實(shí)驗(yàn)（置于暗處幾小時(shí)）思考：目的是什么？一半遮光一半曝光為了使綠葉中原有的有機(jī)物消耗殆盡 1864年，（德）薩克斯的實(shí)驗(yàn)綠色葉片中光合作用產(chǎn)生了淀粉1864年，德國(guó)薩克斯實(shí)驗(yàn)黑暗處理一晝夜讓一張葉片一半曝光一半遮光綠葉在光下制造淀粉。用碘蒸氣處理這片葉，發(fā)現(xiàn)曝光的一半呈深藍(lán)色，遮光的一半則沒(méi)有顏色變化。光合作用釋放的O2來(lái)自CO2還是H2O？結(jié)論第一組光合作用產(chǎn)生的O2來(lái)自于H2O。H2180C02H20C18O2第二組180202美國(guó)魯賓

3、和卡門實(shí)驗(yàn)（同位素標(biāo)記法）結(jié)論光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物又是怎樣合成的？光照下的小球藻懸液美國(guó)卡爾文（20世紀(jì)40年代）用14C標(biāo)記14CO2，供小球藻進(jìn)行光合作用，探明了CO2中的C的去向，稱為卡爾文循環(huán)。年代科學(xué)家結(jié)論1664海爾蒙特水分是植物建造自身的原料1771普利斯特利植物可以更新空氣1779英格豪斯只有在光照下只有綠葉才可以更新空氣1845R.梅耶植物在光合作用時(shí)把光能轉(zhuǎn)變成了化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)1864薩克斯綠色葉片光合作用產(chǎn)生淀粉1880恩格爾曼氧由葉綠體釋放出來(lái)。葉綠體是光合作用的場(chǎng)所。1939魯賓 卡門光合作用釋放的氧來(lái)自水。20世紀(jì)40代卡爾文光合產(chǎn)物中有機(jī)物的碳來(lái)自CO2光合作用的

4、定義 綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，把CO2和H2O轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存能量的有機(jī)物，并釋放出O2的過(guò)程?？偨Y(jié)光合作用的反應(yīng)式反應(yīng)物、條件、場(chǎng)所、生成物CO2H2O （CH2O）O2光能葉綠體糖類二.光合作用過(guò)程光反應(yīng)暗反應(yīng)劃分依據(jù):反應(yīng)過(guò)程是否需要光能光反應(yīng)在白天可以進(jìn)行嗎？夜間呢？暗反應(yīng)在白天可以進(jìn)行嗎？夜間呢？有光才能反應(yīng)有光、無(wú)光都能反應(yīng)H2O類囊體膜酶Pi ADPATP光反應(yīng)階段光、色素、酶葉綠體內(nèi)的類囊體薄膜上水的光解：H2O H + O2光能（還原劑）ATP的合成：ADPPi 能量（光能） ATP酶光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能貯存在ATP中H場(chǎng)所：條件：物質(zhì)變化能量變化進(jìn)入葉綠體基質(zhì)，參與暗反應(yīng)

5、供暗反應(yīng)使用CO2 五碳化合物 C5 CO2的固定三碳化合物 2C3C3的還原葉綠體基質(zhì)多種酶H2O類囊體膜酶Pi ADPATPH糖類卡爾文循環(huán)暗反應(yīng)階段CO2的固定：CO2C5 2C3酶C3的還原：ATPH 、ADP+Pi葉綠體的基質(zhì)中 ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惖?有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能2C3 (CH2O)酶糖類H 、ATP、酶場(chǎng)所：條件：物質(zhì)變化能量變化CO2 五碳化合物 C5 CO2的固定三碳化合物 2C3葉綠體基質(zhì)多種酶糖類ATPH 聯(lián)系比較光反應(yīng)、暗反應(yīng)光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段條件場(chǎng)所物質(zhì)變化能量變化光、色素、酶不需光、酶、H、ATP葉綠體類囊體膜葉綠體基質(zhì)中水的光解； ATP的生成

6、CO2的固定； C3的還原 ATP中活 躍化學(xué)能光能ATP中活 躍化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能光反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ)，為暗反應(yīng)提供H和ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi 。 CO2+H2O （CH2O）+O2光能葉綠體色素分子可見(jiàn)光C52C3ADP+PiATP2H2OO24H多種酶酶(CH2O)CO2吸收光解能固定還原酶光反應(yīng)暗反應(yīng)光合作用總過(guò)程：光反應(yīng)H2O 2 H + 1/2O2+Pi+光能ATP酶ADP水的光解：ATP的合成 ：暗反應(yīng)CO2的還原： 2C3 + H (CH2O) + C5酶ATPCO2的固定： CO2 + C5 2C3酶總結(jié)：原料和產(chǎn)物的對(duì)應(yīng)關(guān)系：（CH2O）CHOCO2C

7、O2H2OO2H2O能量的轉(zhuǎn)移途徑：碳的轉(zhuǎn)移途徑：光能ATP中活躍的化學(xué)能(CH2O)中穩(wěn)定的化學(xué)能CO2C3（CH2O）下圖是光合作用過(guò)程圖解，請(qǐng)分析后回答下列問(wèn)題：圖中A是_,B是_,它來(lái)自于_的分解。圖中C是_，它被傳遞到葉綠體的_部位，用于_ 。圖中D是_，在葉綠體中合成D所需的能量來(lái)自_圖中G_,F是_,J是_圖中的H表示_， H為I提供_光H2OBACDE+PiFGCO2JHI2水H基質(zhì)用作還原劑，還原C3ATP色素吸收的光能光反應(yīng)H和ATP色素C5化合物C3化合物糖類分析葉綠體處于不同條件下，其他物質(zhì)的變化條件C3C5H和ATP(CH2O)停止光照，CO2不變?cè)黾訙p少減少減少突然

8、光照，CO2不變減少增加增加增加光照不變，停止CO2供應(yīng)減少增加增加減少光照不變，CO2增加增加減少減少增加三.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）光照強(qiáng)度2）二氧化碳濃度3）溫度4）礦質(zhì)元素5）水分影響光合速率的因素1.單因素影響光照強(qiáng)度，二氧化碳濃度，溫度，礦物質(zhì)等。2.多因素影響四.化能合成作用自養(yǎng)生物 以光為能源，以CO2和H2O（無(wú)機(jī)物）為原料合成糖類（有機(jī)物），糖類中儲(chǔ)存著由光能轉(zhuǎn)換來(lái)的能量。例如綠色植物。異養(yǎng)生物 只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機(jī)物來(lái)維持自身的生命活動(dòng)。例如人、動(dòng)物、真菌及大多數(shù)的細(xì)菌。化能合成作用 利用環(huán)境中某些無(wú)機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來(lái)制造有機(jī)物

9、。少數(shù)的細(xì)菌，如硝化細(xì)菌。光能自養(yǎng)生物化能自養(yǎng)生物所需的能量來(lái)源不同（光能、化學(xué)能）1.葉綠體中的色素所吸收的光能，用于_ 和_;形成的_和_ 提供給暗反應(yīng)。2.光合作用的實(shí)質(zhì)是：把_和_轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物，把_轉(zhuǎn)變成_,貯藏在有機(jī)物中。3.在光合作用中，葡萄糖是在_中形成的，氧氣是在_中形成的，ATP是在_中形成的，CO2是在_固定的。水的光解形成ATPHATPCO2H2O光能化學(xué)能暗反應(yīng)光反應(yīng)光反應(yīng)暗反應(yīng)練一練1.在光合作用的暗反應(yīng)過(guò)程中，沒(méi)有被消耗掉的是（ ） A.H B.C5化合物 C.ATP D.CO2B2.與光合作用光反應(yīng)有關(guān)的是（ ）H2O ATP ADP CO2A. B. C. D.

10、A3.將植物栽培在適宜的光照、溫度和充足的C02條件下。如果將環(huán)境中C02含量突然降至極低水平，此時(shí)葉肉細(xì)胞內(nèi)的C3化合物、C5化合物和ATP含量的變化情況依次是A. 上升；下降；上升 B. 下降；上升；下降 C. 下降；上升；上升 D. 上升；下降；下降C4、光合作用的過(guò)程可分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段，下列說(shuō)法正確的是（ ） A.葉綠體類囊體膜上進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng) B.葉綠體類囊體膜上進(jìn)行暗反應(yīng)，不進(jìn)行光反應(yīng) C.葉綠體基質(zhì)中可進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng) D.葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行暗反應(yīng),不進(jìn)行光反應(yīng)D5、光合作用過(guò)程中，產(chǎn)生ADP和消耗ADP的 部位在葉綠體中依次為 ( ) 外膜 內(nèi)膜 基質(zhì) 類囊體膜

11、A B C DB6、光合作用過(guò)程的正確順序是（ ）二氧化碳的固定 氧氣的釋放 葉綠素吸收光能水的光解三碳化合物被還原A. B. C. D.7、在暗反應(yīng)中，固定二氧化碳的物質(zhì)是（）三碳化合物五碳化合物氧氣8、在光照充足的環(huán)境里，將黑藻放入含有18O的水中，過(guò)一段時(shí)間后，分析18O放射性標(biāo)記，最先（ ）A.在植物體內(nèi)的葡萄糖中發(fā)現(xiàn) B.在植物體內(nèi)的淀粉中發(fā)現(xiàn)C.在植物體內(nèi)的淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)中均可發(fā)現(xiàn) D.在植物體周圍的空氣中發(fā)現(xiàn)D9、某科學(xué)家用含有14C的CO2來(lái)追蹤光合作用中的C原子，14C的轉(zhuǎn)移途徑是（ ） A、CO2 葉綠體 ATP B、CO2 葉綠素 ATP C、CO2 乙醇 糖類 D、

12、CO2 三碳化合物 糖類D10、在光合作用過(guò)程中，能量的轉(zhuǎn)移途徑是A、光能 ATP 葉綠素 葡萄糖 B、光能 葉綠素 ATP 葡萄糖 C、光能 葉綠素 CO2 葡萄糖D、光能 ATP CO2 葡萄糖 B10如圖5-13為原來(lái)置于黑暗環(huán)境中的綠色植物曝于光下后。根據(jù)其吸收CO2量制成的曲線。下列敘述正確的是( ) 圖5-13A曲線AB段表示綠色植物沒(méi)有進(jìn)行光合作用B曲線BD段表示綠色植物僅進(jìn)行光合作用C在B點(diǎn)顯示綠色植物光合作用和呼吸作用的速率相等 D整段曲線表明，隨光照強(qiáng)度的遞增，光合作用增強(qiáng)，呼吸作用減弱c11.測(cè)定植物光合作用的速率，最簡(jiǎn)單有效的方法是測(cè)定： A.植物體內(nèi)葡萄糖的氧化量 B

13、.植物體內(nèi)葉綠體的含量 C.二氧化碳的消耗量 D.植物體內(nèi)水的消耗量12.如果做一個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)定藻類植物是否完成光反應(yīng),最好是檢測(cè)其: A.葡萄糖的形成 B.淀粉的形成 C.氧氣的釋放 D.CO2的吸收量光合作用與呼吸作用同時(shí)存在光合作用速率與呼吸作用速率的表示1.呼吸速率的表示方法：植物至于黑暗環(huán)境中，測(cè)定實(shí)驗(yàn)容器內(nèi)二氧化碳增加量，氧氣減少量或有機(jī)物減少量2.凈光合速率和真正光合速率：凈光合速率：光合作用與呼吸作用同時(shí)進(jìn)行時(shí)，測(cè)得的數(shù)據(jù)。凈光合速率：常用一定時(shí)間內(nèi)，氧氣的釋放量，二氧化碳的吸收量或有機(jī)物的積累量表示（可以直接測(cè)得）真正光合作用速率：常用一定時(shí)間內(nèi)，氧氣的產(chǎn)生量，二氧化碳固定量或有

14、機(jī)物產(chǎn)生量。專題：光合作用與細(xì)胞呼吸的關(guān)系B點(diǎn)（光補(bǔ)償點(diǎn)）：光合作用強(qiáng)度（速率）=呼吸作用強(qiáng)度（速率）總的光合作用速率=呼吸作用速率+凈光合作用速率ABC1、下圖中的甲、乙兩圖為一晝夜中某作物植株對(duì)CO2的吸收和釋放狀況的示意圖。甲圖是在春季的某一晴天，乙圖是在盛夏的某一晴天，請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題：1甲圖曲線中C點(diǎn)和E點(diǎn)（外界環(huán)境中CO2濃度變化為零）處，植株處于何種生理活動(dòng)狀態(tài) 2根據(jù)甲圖推測(cè)該植物接受光照的時(shí)間是曲線中的 段，其中光合作用強(qiáng)度最高的是 點(diǎn)，植株積累有機(jī)物最多的是 點(diǎn)。呼吸作用釋放CO2的量等于光合作用吸收CO2的量時(shí) BF D E 下圖中的甲、乙兩圖為一晝夜中某作物植株對(duì)CO2的

15、吸收和釋放狀況的示意圖。甲圖是在春季的某一晴天，乙圖是在盛夏的某一晴天，請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題：（3）乙圖中FG段CO2吸收量逐漸減少是因?yàn)開(kāi)，以致光反應(yīng)產(chǎn)生的和逐漸減少，從而影響了暗反應(yīng)強(qiáng)度，使C5化合物數(shù)量減少，影響了CO2固定。光照強(qiáng)度逐步減弱 ATP H 下圖中的甲、乙兩圖為一晝夜中某作物植株對(duì)CO2的吸收和釋放狀況的示意圖。甲圖是在春季的某一晴天，乙圖是在盛夏的某一晴天，請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題：（4）乙圖曲線中間E處光合作用強(qiáng)度暫時(shí)降低，可能是因?yàn)锳光照過(guò)強(qiáng)，暗反應(yīng)跟不上，前后脫節(jié)，影響整體效率B溫度較高，提高了呼吸作用酶的活性，消耗了較多的有機(jī)物C溫度高，蒸騰作用過(guò)強(qiáng)，氣孔關(guān)閉，影響了CO2原料的

16、供應(yīng)D光照過(guò)強(qiáng)，氣溫過(guò)高，植物缺水嚴(yán)重而影響光合作用的進(jìn)行C再見(jiàn)1.光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響A點(diǎn):光照強(qiáng)度為0此時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，釋放的二氧化碳量可表示此時(shí)細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度。AB段：隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度增強(qiáng)，二氧化碳釋放量逐漸減少，因細(xì)胞呼吸釋放二氧化碳一部分用于光合作用，細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度。B點(diǎn)細(xì)胞呼吸釋放的二氧化碳全部用于光合作用，即光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。B點(diǎn)稱為光補(bǔ)償點(diǎn)BC段：隨光照強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，C點(diǎn)為光飽和點(diǎn)。AB光照強(qiáng)度0吸收CO2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光補(bǔ)償點(diǎn)、光飽和點(diǎn) ： 陽(yáng)

17、生植物 陰生植物釋放CO21.光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響一天的時(shí)間光合作用效率O光照強(qiáng)度121311一天當(dāng)中植物光合作用的情況ABCDE101514思考：C點(diǎn)的光合作用效率為什么降低了？中午溫度高，光照強(qiáng)度太大，葉片氣孔關(guān)閉，二氧化碳固定減少。光合作用減弱。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2.二氧化碳濃度對(duì)光合作用的影響曲線分析在一定濃度范圍內(nèi)，隨二氧化碳濃度的增加，植物的光合作用強(qiáng)度加強(qiáng)。A點(diǎn)：表示進(jìn)行光合作用所需二氧化碳的最低濃度。B點(diǎn)：表示二氧化碳飽和點(diǎn)，超過(guò)該濃度，光合強(qiáng)度不再增加。應(yīng)用：對(duì)農(nóng)田里的農(nóng)作物應(yīng)合理密植，“正其行，通其風(fēng)；對(duì)溫室作物來(lái)說(shuō)，應(yīng)增施農(nóng)家肥料或使用二氧化碳發(fā)生器。BA光合作用強(qiáng)度曲線分析光合作用是在多種酶的催化下進(jìn)行的，溫度直接影響酶的活性AB段：在一定溫度范圍內(nèi)，隨溫度的升高，光合作用逐漸增強(qiáng)B點(diǎn)表示光合作用的最適溫度，此時(shí)光合速率最高；BC段表示 ，超過(guò)了光合作用的最適溫度，隨溫度的升高，光合作