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(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日光合作用的定義

光合作用是指

通過(guò)

，利用

，把

和

轉(zhuǎn)化成

，并且釋放出

的過(guò)程。綠色植物葉綠體光能二氧化碳水儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物氧氣第二頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日結(jié)論：植物的物質(zhì)積累不是來(lái)自于土壤，而是完全來(lái)源于水。開始時(shí)5年后實(shí)驗(yàn)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(jì)比利時(shí)海爾蒙特柳苗栽培實(shí)驗(yàn)第三頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日

直到18世紀(jì)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(méi)有考慮植物能否從空氣中得到什么。第四頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日1.普利斯特利（英）實(shí)驗(yàn)1771

結(jié)論：綠色植物可以更新空氣普利斯特利沒(méi)有發(fā)現(xiàn)光在植物更新空氣中的作用。第五頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日①普利斯特利的實(shí)驗(yàn)只有在陽(yáng)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(shí)驗(yàn)（1779年）

此時(shí)，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(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日提出問(wèn)題：光能哪里去了？1845年，德國(guó)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(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？提出問(wèn)題：即植物在吸收水分和二氧化碳、釋放氧氣的過(guò)程中，還產(chǎn)生了什么物質(zhì)呢？第七頁(yè)，共六十二頁(yè)，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(shí)驗(yàn)1864

暗處理光照碘蒸汽處理目的：消耗掉葉片中的營(yíng)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(yè)，共六十二頁(yè)，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(lái)自二氧化碳還是水。提出問(wèn)題：

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

科學(xué)家通過(guò)追蹤

的化合物，可以弄清

的詳細(xì)過(guò)程。這種方法叫做同位素標(biāo)記法。同位素標(biāo)記化學(xué)反應(yīng)第十頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日光合作用釋放的O2到底是來(lái)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(biāo)記法研究氧的同位素：18O結(jié)論：光合作用釋放的氧氣來(lái)自水。第十一頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日提出問(wèn)題：光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物又是怎樣合成的呢？研究方法：同位素標(biāo)記法碳的同位素：14C美國(guó)科學(xué)家卡爾文實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)材料：小球藻（一種單細(xì)胞的綠藻）

用14CO2供小球藻進(jìn)行光合作用，然后追蹤檢測(cè)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(jī)物中碳的途徑。卡爾文循環(huán)第十二頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日卡爾文循環(huán)第十三頁(yè)，共六十二頁(yè)，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(guò)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(lái)自

.20世紀(jì)40年代卡爾文光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物中的碳來(lái)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(chǎng)所是葉綠體第十四頁(yè)，共六十二頁(yè)，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(chǔ)存起來(lái)產(chǎn)物：淀粉(CH2O)同位素標(biāo)記法：H218O→18O214CO2→有機(jī)物中的碳第十五頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日第十六頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日第十七頁(yè)，共六十二頁(yè)，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(jī)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(chǎng)所：第十八頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日光合作用的過(guò)程與化能合成作用第十九頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日光合作用的過(guò)程：3、請(qǐng)閱讀課文P103—104頁(yè)有關(guān)光合作用過(guò)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(jìn)行場(chǎng)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(guò)程中的兩個(gè)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(guò)程可以概括地分為

和

兩個(gè)階段。第二十頁(yè)，共六十二頁(yè)，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(yè)，共六十二頁(yè)，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(chǎng)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(yè)，共六十二頁(yè)，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(chǎng)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(jī)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(yè)，共六十二頁(yè)，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(shí)，如果暗反應(yīng)受阻，光反應(yīng)也會(huì)因產(chǎn)物積累而不能正常進(jìn)行。光反應(yīng)[H]、ATP暗反應(yīng)ADP、Pi第二十四頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段進(jìn)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(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能第二十五頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日

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↑

（CH2O）CO2C52C3[H]酶固定還原供氫供能ATP第二十六頁(yè)，共六十二頁(yè)，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(dòng)態(tài)變化條件C3C5NADPH和ATP(CH2O)合成量停止光照CO2供應(yīng)不變?cè)黾酉陆禍p少或沒(méi)有減少或沒(méi)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(méi)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(yùn)輸受阻增加減少增加減少第二十七頁(yè)，共六十二頁(yè)，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(gè)階段。３、光合作用釋放氧氣來(lái)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(chǎng)所______________，

暗反應(yīng)場(chǎng)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(yè)，共六十二頁(yè)，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(lái)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(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能五碳化合物第二十九頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日

下圖是利用小球藻進(jìn)行光合作用時(shí)的實(shí)驗(yàn)示意圖，圖中A物質(zhì)和B物質(zhì)的相對(duì)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(yè)，共六十二頁(yè)，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(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日2、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、五碳化合物

C、ATPD、二氧化碳B第三十二頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日3、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()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(yè)，共六十二頁(yè)，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(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日5.下圖是光合作用過(guò)程圖解，請(qǐng)分析后回答下列問(wèn)題：①圖中B是

，它來(lái)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(lái)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(yè)，共六十二頁(yè)，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(chǎng)所

條件實(shí)質(zhì)CO2、H2OO2、葡萄糖等有機(jī)物O2、葡萄糖等有機(jī)物CO2、H2O等貯藏能量的過(guò)程光能→活躍的化學(xué)能→穩(wěn)定的化學(xué)能釋放能量的過(guò)程穩(wěn)定的化學(xué)能→活躍的化學(xué)能葉綠體線粒體、細(xì)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(jī)物，儲(chǔ)存能量分解有機(jī)物，釋放能量第三十六頁(yè)，共六十二頁(yè)，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(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日自養(yǎng)生物

能利用CO2等無(wú)機(jī)物制造有機(jī)物的生物。異養(yǎng)生物

不能利用CO2制造有機(jī)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)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(wú)機(jī)物制造有機(jī)物。第三十八頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日化能合成作用

少數(shù)種類的細(xì)菌，能利用體外環(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，這種合成作用叫做化能合成作用。實(shí)例：硝化細(xì)菌的化能合成作用化學(xué)能第三十九頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量硝化細(xì)菌2HNO2+O22HNO3+能量硝化細(xì)菌CO2+H2O（CH2O）+O2能量第四十頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日光合作用化能合成作用相同點(diǎn)不同點(diǎn)(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(jī)物利用的是光能利用的是化學(xué)能體外環(huán)境中無(wú)機(jī)物氧化釋放的能量第四十一頁(yè)，共六十二頁(yè)，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(xì)菌如：硝化細(xì)菌第四十二頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日第四十三頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日第四十四頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日光合作用原理的應(yīng)用探究：環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響如何定量表示光合作用的強(qiáng)度？

光合作用的強(qiáng)度可通過(guò)測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)

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

增加農(nóng)作物產(chǎn)量的措施之一第四十五頁(yè)，共六十二頁(yè)，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(duì)光合作用強(qiáng)度的影響實(shí)驗(yàn)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(qiáng)度？

第四十六頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日參考案例：探究光照強(qiáng)弱對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響⑴實(shí)驗(yàn)材料的選擇及處理：同種生長(zhǎng)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(yè)，共六十二頁(yè)，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(wú)關(guān)變量：光照強(qiáng)弱改變臺(tái)燈與燒杯之間的距離光合作用強(qiáng)度（O2的產(chǎn)生量）

同一時(shí)間段內(nèi)各實(shí)驗(yàn)裝置中小圓形葉片浮起的數(shù)量①實(shí)驗(yàn)葉片：同種、生長(zhǎng)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(yè)，共六十二頁(yè)，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(qiáng)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(zhǎng)光照時(shí)間，增大光照強(qiáng)度第四十九頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日新疆的哈密地區(qū)：位于我國(guó)高緯度地區(qū)1、夏季的白天長(zhǎng)2、陽(yáng)光充足，光照強(qiáng)烈光合作用時(shí)間長(zhǎng)，強(qiáng)度大，積累的糖類較多。3、夜間溫度比較低。

細(xì)胞呼吸相對(duì)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(shí)例：第五十頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日哈密瓜第五十一頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日

光合速率(光合強(qiáng)度)：是指一定量的植物（如一定的葉面積）在單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)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(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日1.光照強(qiáng)度A點(diǎn)：AB段：B點(diǎn)：BC段：C點(diǎn)：光照強(qiáng)度為0時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，釋放C02量代表此時(shí)的呼吸強(qiáng)度

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

光補(bǔ)償點(diǎn),此時(shí)細(xì)胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用速率=細(xì)胞呼吸速率

隨光照強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，光合作用不斷增強(qiáng)

光飽和點(diǎn),光照強(qiáng)度達(dá)到一定值時(shí)，光合作用不再增強(qiáng)

凈第五十三頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日AB光照強(qiáng)度0吸收CO2C2C1abcA點(diǎn)：黑暗時(shí)，只進(jìn)行細(xì)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(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日AB段：弱光下，光合作用小