光合作用的原理和應(yīng)用全

光合作用的原理和應(yīng)用全第一頁，共六十二頁，2022年，8月28日光合作用的定義

光合作用是指

通過

，利用

，把

和

轉(zhuǎn)化成

，并且釋放出

的過程。綠色植物葉綠體光能二氧化碳水儲存著能量的有機物氧氣第二頁，共六十二頁，2022年，8月28日結(jié)論：植物的物質(zhì)積累不是來自于土壤，而是完全來源于水。開始時5年后實驗前后的差值柳樹的質(zhì)量2.3kg76.7kg干土的質(zhì)量90.8kg90.7kg+74.4kg－0.1kg17世紀比利時海爾蒙特柳苗栽培實驗第三頁，共六十二頁，2022年，8月28日

直到18世紀中期，人們一直以為只有土壤中的水分是植物建造自身的原料，而沒有考慮植物能否從空氣中得到什么。第四頁，共六十二頁，2022年，8月28日1.普利斯特利（英）實驗1771

結(jié)論：綠色植物可以更新空氣普利斯特利沒有發(fā)現(xiàn)光在植物更新空氣中的作用。第五頁，共六十二頁，2022年，8月28日①普利斯特利的實驗只有在陽光照射下才能成功。②植物體只有綠葉才能更新空氣。2、英格豪斯實驗（1779年）

此時，人們尚不了解植物吸收和放出的究竟是什么氣體。1785年，由于發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，人們才明確綠葉在光下放出的氣體是氧氣，吸收的是二氧化碳第六頁，共六十二頁，2022年，8月28日提出問題：光能哪里去了？1845年，德國科學(xué)家梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律明確指出：植物進行光合作用時，把光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲存起來。光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能，貯存于什么物質(zhì)中呢？提出問題：即植物在吸收水分和二氧化碳、釋放氧氣的過程中，還產(chǎn)生了什么物質(zhì)呢？第七頁，共六十二頁，2022年，8月28日一半曝光，一半遮光在暗處放置幾小的葉片薩克斯（德）實驗1864

暗處理光照碘蒸汽處理目的：消耗掉葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)結(jié)論：光合作用的產(chǎn)物除氧氣外還有淀粉酒精脫色第八頁，共六十二頁，2022年，8月28日

光合作用的原料有水和二氧化碳，光合作用釋放的氧氣到底來自二氧化碳還是水。提出問題：

隨著技術(shù)的進步，人們對同位素有了更多了解，這為解決氧氣來自水還是二氧化碳提供了研究手段。同位素標記法可用于追蹤物質(zhì)的運行和變化規(guī)律用同位素標記的化合物，化學(xué)性質(zhì)不會改變第九頁，共六十二頁，2022年，8月28日同位素標記法：

科學(xué)家通過追蹤

的化合物，可以弄清

的詳細過程。這種方法叫做同位素標記法。同位素標記化學(xué)反應(yīng)第十頁，共六十二頁，2022年，8月28日光合作用釋放的O2到底是來自H2O

，還是CO2呢？H2OC18O2CO2光照下的小球藻懸液H218OO218O21939年魯賓、卡門同位素標記法研究氧的同位素：18O結(jié)論：光合作用釋放的氧氣來自水。第十一頁，共六十二頁，2022年，8月28日提出問題：光合作用產(chǎn)生的有機物又是怎樣合成的呢？研究方法：同位素標記法碳的同位素：14C美國科學(xué)家卡爾文實驗：實驗材料：小球藻（一種單細胞的綠藻）

用14CO2供小球藻進行光合作用，然后追蹤檢測其放射性，最終探明了CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機物中碳的途徑?？栁难h(huán)第十二頁，共六十二頁，2022年，8月28日卡爾文循環(huán)第十三頁，共六十二頁，2022年，8月28日年代科學(xué)家結(jié)論1771年普利斯特利植物可以

.1779年英格豪斯只有在

只有

才可以更新空氣1845年梅耶光合作用把

轉(zhuǎn)化成

.1864年薩克斯綠葉通過光合作用產(chǎn)生

.1939年魯賓和卡門光合作用釋放的氧氣是來自

.20世紀40年代卡爾文光合作用產(chǎn)生的有機物中的碳來自

.更新空氣光照下綠葉光能化學(xué)能淀粉水CO21880年恩格爾曼：光合作用的場所是葉綠體第十四頁，共六十二頁，2022年，8月28日植物可以更新空氣條件：光、綠葉吸收CO2，放出O2光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲存起來產(chǎn)物：淀粉(CH2O)同位素標記法：H218O→18O214CO2→有機物中的碳第十五頁，共六十二頁，2022年，8月28日第十六頁，共六十二頁，2022年，8月28日第十七頁，共六十二頁，2022年，8月28日光合作用：原料：CO2

和H2O葉綠體光能產(chǎn)物：有機物和氧氣光合作用反應(yīng)式：CO2+H2O(CH2O)+O2光能葉綠體＊＊＊＊條件：色素和酶場所：第十八頁，共六十二頁，2022年，8月28日光合作用的過程與化能合成作用第十九頁，共六十二頁，2022年，8月28日光合作用的過程：3、請閱讀課文P103—104頁有關(guān)光合作用過程的內(nèi)容，思考：(1)光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段在所需條件、進行場所、物質(zhì)變化、能量轉(zhuǎn)換方面的區(qū)別；(2)填表比較光合作用過程中的兩個階段光反應(yīng)暗反應(yīng)1、寫出光合作用的總反應(yīng)式：2、根據(jù)是否需要光，光合作用的過程可以概括地分為

和

兩個階段。第二十頁，共六十二頁，2022年，8月28日葉綠體色素2H2O水的光解葉綠體色素O2[H]ADP＋Pi酶ATP2C3多種酶參加催化供氫供能還原CH2O暗反應(yīng)光反應(yīng)CO2C5固定色素光能第二十一頁，共六十二頁，2022年，8月28日1.光反應(yīng)階段酶光、色素、葉綠體內(nèi)的類囊體膜上水的光解：H2O[H]+O2光能酶（還原劑）ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能）ATP酶條件：場所：物質(zhì)變化：能量變化：光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中活躍的化學(xué)能光反應(yīng)色素ADP+PiATP2H2OO2酶吸收光解光能4[H]第二十二頁，共六十二頁，2022年，8月28日2.暗反應(yīng)階段CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的還原：ATP[H]、ADP+Pi葉綠體的基質(zhì)中多種酶、條件：場所：物質(zhì)變化：能量變化：

ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惖?/p>

有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能2C3酶[H]、ATP暗反應(yīng)2C3CH2OC5多種酶固定還原CO2ADP+PiATP酶能[H]暗反應(yīng)糖類(CH2O)第二十三頁，共六十二頁，2022年，8月28日3.光反應(yīng)和暗反應(yīng)之間的聯(lián)系：

光反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ)，為暗反應(yīng)提供[H]和ATP。光反應(yīng)停止，暗反應(yīng)也隨即終止。暗反應(yīng)是光反應(yīng)的繼續(xù)，暗反應(yīng)水解ATP生成ADP和Pi為光反應(yīng)合成ATP提供原料。同時，如果暗反應(yīng)受阻，光反應(yīng)也會因產(chǎn)物積累而不能正常進行。光反應(yīng)[H]、ATP暗反應(yīng)ADP、Pi第二十四頁，共六十二頁，2022年，8月28日光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段進行部位條件物質(zhì)變化能量變化聯(lián)系葉綠體類囊體薄膜上

葉綠體基質(zhì)中光、色素和酶不需光、多種酶、ATP、[H]光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供還原劑[H]和能量ATP暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應(yīng)合成ATP提供原料水的光解2H2O→4[H]+O2合成ATP

ADP+Pi

→ATP光

酶光能CO2的固定CO2+C5→2C3C3的還原2C3(CH2O)

酶

酶ATP[H]4.光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段的比較ATP中活躍化學(xué)能光能ATP中活躍化學(xué)能有機物中穩(wěn)定化學(xué)能第二十五頁，共六十二頁，2022年，8月28日

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C3化合物的含量如何變化？停止光照光反應(yīng)停止請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↑

（CH2O）CO2C52C3[H]酶固定還原供氫供能ATP第二十六頁，共六十二頁，2022年，8月28日葉綠體處不同條件下，C3、C5、NADPH、ATP以及(CH2O)合成量的動態(tài)變化條件C3C5NADPH和ATP(CH2O)合成量停止光照CO2供應(yīng)不變增加下降減少或沒有減少或沒有突然光照CO2供應(yīng)不變減少增加增加增加光照不變停止CO2供應(yīng)減少增加增加減少或沒有光照不變CO2供應(yīng)增加增加減少減少增加光照、CO2供應(yīng)不變、(CH2O)運輸受阻增加減少增加減少第二十七頁，共六十二頁，2022年，8月28日

1、光合作用發(fā)生的部位是

。

搶答題２、光合作用分為

和

兩個階段。３、光合作用釋放氧氣來自于

物質(zhì)。４、光合作用中的ＡＴＰ形成于

反應(yīng)階段。

５、光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供

和

物質(zhì)。

葉綠體６、光反應(yīng)場所______________，

暗反應(yīng)場所是_______________。光反應(yīng)暗反應(yīng)水光［Ｈ］ATP類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)第二十八頁，共六十二頁，2022年，8月28日

搶答題８、光反應(yīng)階段能量變化是

。

9、暗反應(yīng)階段能量變化是

10、若白天突然中斷了二氧化碳的供應(yīng)，則首先積累起來的物質(zhì)是

。７、二氧化碳中碳的轉(zhuǎn)移途徑是

。co2c3(CH2O)光能活躍化學(xué)能ATP中ATP中活躍化學(xué)能有機物中穩(wěn)定化學(xué)能五碳化合物第二十九頁，共六十二頁，2022年，8月28日

下圖是利用小球藻進行光合作用時的實驗示意圖，圖中A物質(zhì)和B物質(zhì)的相對分子質(zhì)量比是（）A．1∶2 B．2∶1 C．8∶9 D．9∶8C

一展身手第三十頁，共六十二頁，2022年，8月28日1、光合作用中光反應(yīng)階段為暗反應(yīng)階段提供了（）

A．O2和C3化合物

B．葉綠體色素

C．H20和O2

D．[H]和ATPD舉一反三第三十一頁，共六十二頁，2022年，8月28日2、在光合作用的暗反應(yīng)過程中，沒有被消耗掉的是（）

A、[H]B、五碳化合物

C、ATPD、二氧化碳B第三十二頁，共六十二頁，2022年，8月28日3、光合作用過程中，產(chǎn)生ADP和消耗ADP的部位在葉綠體中依次為()①外膜②內(nèi)膜③基質(zhì)④類囊體膜

A．③②B．③④

C．①②D．④③B第三十三頁，共六十二頁，2022年，8月28日4、葉綠體中色素的作用是()A.固定二氧化碳

B.還原二氧化碳

C.形成葡萄糖

D.吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能D第三十四頁，共六十二頁，2022年，8月28日5.下圖是光合作用過程圖解，請分析后回答下列問題：①圖中B是

，它來自于

的分解。②圖中C是——，它被傳遞到葉綠體的——部位，用于——。③圖中D是——，在葉綠體中合成D所需的能量來自——

④圖中的H表示——，H為I提供——光H2OBACDE+PiFGCO2JHIＯ2水[H]基質(zhì)C3的還原ATP色素吸收的光能光反應(yīng)[H]和ATP第三十五頁，共六十二頁，2022年，8月28日光合作用與呼吸作用的區(qū)別：光合作用呼吸作用原料產(chǎn)物能量轉(zhuǎn)換發(fā)生場所

條件實質(zhì)CO2、H2OO2、葡萄糖等有機物O2、葡萄糖等有機物CO2、H2O等貯藏能量的過程光能→活躍的化學(xué)能→穩(wěn)定的化學(xué)能釋放能量的過程穩(wěn)定的化學(xué)能→活躍的化學(xué)能葉綠體線粒體、細胞質(zhì)基質(zhì)光照下才可發(fā)生光下、暗處都可發(fā)生合成有機物，儲存能量分解有機物，釋放能量第三十六頁，共六十二頁，2022年，8月28日化能合成作用自養(yǎng)生物異養(yǎng)生物自養(yǎng)生物與異養(yǎng)生物的本質(zhì)區(qū)別化能合成作用光合作用與化能合成作用的比較自養(yǎng)生物的類型第三十七頁，共六十二頁，2022年，8月28日自養(yǎng)生物

能利用CO2等無機物制造有機物的生物。異養(yǎng)生物

不能利用CO2制造有機物，只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機物來維持自身的生命活動的生物。自養(yǎng)生物與異養(yǎng)生物的本質(zhì)區(qū)別

能否利用CO2等無機物制造有機物。第三十八頁，共六十二頁，2022年，8月28日化能合成作用

少數(shù)種類的細菌，能利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物，這種合成作用叫做化能合成作用。實例：硝化細菌的化能合成作用化學(xué)能第三十九頁，共六十二頁，2022年，8月28日2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量硝化細菌2HNO2+O22HNO3+能量硝化細菌CO2+H2O（CH2O）+O2能量第四十頁，共六十二頁，2022年，8月28日光合作用化能合成作用相同點不同點(利用的能量不同)光合作用和化能合成作用的異同把二氧化碳和水合成有機物利用的是光能利用的是化學(xué)能體外環(huán)境中無機物氧化釋放的能量第四十一頁，共六十二頁，2022年，8月28日自養(yǎng)生物的類型光能自養(yǎng)型生物化能自養(yǎng)型微生物綠色植物光合細菌如：硝化細菌第四十二頁，共六十二頁，2022年，8月28日第四十三頁，共六十二頁，2022年，8月28日第四十四頁，共六十二頁，2022年，8月28日光合作用原理的應(yīng)用探究：環(huán)境因素對光合作用強度的影響如何定量表示光合作用的強度？

光合作用的強度可通過測定一定時間內(nèi)

的數(shù)量來定量的表示。原料的消耗或產(chǎn)物生成CO2消耗量O2或有機物的生成量提高光合作用的強度

增加農(nóng)作物產(chǎn)量的措施之一第四十五頁，共六十二頁，2022年，8月28日影響光合作用的因素有哪些？光照、CO2、溫度、水、礦質(zhì)元素等探究：環(huán)境因素對光合作用強度的影響實驗原理：內(nèi)因：酶、色素等外因：

CO2+2H2O*光能葉綠體(CH2O)+H2O+O2*原料條件產(chǎn)物

光照

礦質(zhì)元素

溫度CO2濃度

水分怎樣才能提高光合作用強度？

第四十六頁，共六十二頁，2022年，8月28日參考案例：探究光照強弱對光合作用強度的影響⑴實驗材料的選擇及處理：同種生長旺盛的綠葉打孔器小圓形葉片30片讓葉片內(nèi)部氣體逸出（方法）放入黑暗處盛有清水的燒杯中待用大小相同，避開大的葉脈第四十七頁，共六十二頁，2022年，8月28日⑵分析變量：自變量：

控制方法：

因變量：

觀察方法：

無關(guān)變量：光照強弱改變臺燈與燒杯之間的距離光合作用強度（O2的產(chǎn)生量）

同一時間段內(nèi)各實驗裝置中小圓形葉片浮起的數(shù)量①實驗葉片：同種、生長狀況相同、小圓形葉片大小相同、等量…②燒杯中清水：等量，有足夠的CO2第四十八頁，共六十二頁，2022年，8月28日【增加農(nóng)作物產(chǎn)量的措施

——提高光合作用的強度】1、光照的控制2、控制溫度的高低：3、適當(dāng)提高環(huán)境中

的濃度CO2晴天：白天適當(dāng)提高溫度，夜間適當(dāng)降低溫度，增大晝夜溫差。延長光照時間，增大光照強度第四十九頁，共六十二頁，2022年，8月28日新疆的哈密地區(qū)：位于我國高緯度地區(qū)1、夏季的白天長2、陽光充足，光照強烈光合作用時間長，強度大，積累的糖類較多。3、夜間溫度比較低。

細胞呼吸相對比較弱，消耗的糖類物質(zhì)比較少。晝夜溫差較大,積存的糖類比較多實例：第五十頁，共六十二頁，2022年，8月28日哈密瓜第五十一頁，共六十二頁，2022年，8月28日

光合速率(光合強度)：是指一定量的植物（如一定的葉面積）在單位時間內(nèi)進行多少光合作用（如產(chǎn)生多少O2、消耗多少CO2、合成多少淀粉）表觀（凈）光合速率、真正（總）光合速率表觀光合速率=真正光合速率—呼吸速率影響光合速率的環(huán)境因素O2的產(chǎn)生量（真）CO2的消耗量（真）光合作用C6H12O6產(chǎn)生量（真）

＝O2的釋放量（凈）＋呼吸作用的耗O2量＝CO2吸收量（凈）＋呼吸作用CO2的產(chǎn)生量＝光合作用C6H12O6積累量（凈）＋呼吸作用C6H12O6消耗量第五十二頁，共六十二頁，2022年，8月28日1.光照強度A點：AB段：B點：BC段：C點：光照強度為0時只進行細胞呼吸，釋放C02量代表此時的呼吸強度

隨光照強度增強，光合作用逐漸增強，C02的釋放量逐漸減少,因一部分用于光合作用

光補償點,此時細胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用速率=細胞呼吸速率

隨光照強度不斷增強，光合作用不斷增強

光飽和點,光照強度達到一定值時，光合作用不再增強

凈第五十三頁，共六十二頁，2022年，8月28日AB光照強度0吸收CO2C2C1abcA點：黑暗時，只進行細胞呼吸區(qū)別植物體的吸收或釋放與葉綠體的吸收和釋放CO2O2第五十四頁，共六十二頁，2022年，8月28日AB段：弱光下，光合作用小