光合作用的原理和應(yīng)用

考點(diǎn)二光合作用的探索歷程及過程第10講光合作用為什么綠色植物在有光和無光的情況下長(zhǎng)勢(shì)不同？

光合作用的探究歷程普利斯特利實(shí)驗(yàn)1771年1234結(jié)論:植物可以更新空氣。蠟燭燃燒時(shí)間更短蠟燭燃燒時(shí)間變長(zhǎng)英格豪斯實(shí)驗(yàn)1779年結(jié)論：普利斯特利實(shí)驗(yàn)只有在

才能成功植物體只有

能更新渾濁的空氣光照條件下綠葉光能到哪里去了？1845年：梅耶根據(jù)

指出：植物進(jìn)行光合作用時(shí)，把光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能

儲(chǔ)存起來。____

____+____→綠葉→_____H2OCO2光照O2能量轉(zhuǎn)化與守恒定律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)48小時(shí)2小時(shí)變藍(lán)結(jié)論：1.光合作用的產(chǎn)物是淀粉2.光合作用需要光目的恩格爾曼實(shí)驗(yàn)1880年結(jié)論：

是植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。葉綠體

選材好。

設(shè)計(jì)妙。水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察；沒有空氣的黑暗環(huán)境排除了氧氣和光的干擾；恩格爾曼實(shí)驗(yàn)1880年用好氧細(xì)菌可確定釋放氧多的部位。用極細(xì)的光束照射，葉綠體上可分為光照和黑暗的部位，相對(duì)于一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)。結(jié)論：葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。1880年美國(guó)科學(xué)家恩格爾曼現(xiàn)象：分析：在沒有空氣的黑暗環(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。恩格爾曼用透過三棱鏡的光照射水綿臨時(shí)裝片，驚奇地發(fā)現(xiàn)大量的好氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)光區(qū)域。從這一實(shí)驗(yàn)?zāi)隳艿贸鍪裁唇Y(jié)論？好氧型細(xì)菌水綿物理學(xué)與生物學(xué)發(fā)展？同位素標(biāo)記法：科學(xué)家通過追蹤放射性同位素標(biāo)記化合物，可弄清化學(xué)反應(yīng)詳細(xì)過程的方法。放射性同位素標(biāo)記的化合物，化學(xué)性質(zhì)不會(huì)改變。同位素：質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同的同一類原子的總稱。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究：光合作用釋放的氧到底來自H2O，還是來自CO2呢？H2OCO2氧的同位素

O18H2O18CO218魯賓卡門實(shí)驗(yàn)1941光合作用釋放的O2到底是來自H2O

，還是CO2呢？同位素標(biāo)記法研究1941年美國(guó)魯賓卡門證實(shí):光合作用釋放的氧氣來于水C18O2O2CO218O2H2OH218O光照下的球藻懸液結(jié)論：光合作用釋放出的O2來自______。水魯賓卡門實(shí)驗(yàn)1939卡爾文實(shí)驗(yàn)20世紀(jì)40年代實(shí)驗(yàn)方法：___________卡爾文循環(huán)：同位素標(biāo)記法

碳CO2CO2中碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中的碳的途徑。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：光合產(chǎn)物中有機(jī)物的

來自

。分析：結(jié)論：A裝置內(nèi)存在CO2

，：B裝置中沒有CO2存在。

CO2是光合作用的原料之一。光合作用需要CO2實(shí)驗(yàn)更正裝置年代科學(xué)家結(jié)論1771普利斯特利1779英格豪斯1845R.梅耶1864薩克斯1880恩格爾曼1939魯賓卡門20世紀(jì)40代卡爾文光合作用探索歷程簡(jiǎn)表年代科學(xué)家結(jié)論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，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自水20世紀(jì)40代卡爾文光合產(chǎn)物中有機(jī)物的碳來自CO2光合作用探索歷程簡(jiǎn)表光合作用模型：光照↓

H2O+CO2→葉綠體→O2＋淀粉化學(xué)反應(yīng)式：光能

H2O＋CO2O2＋(CH2O)葉綠體光合作用是指綠色植物通過葉綠體、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，并且釋放氧氣的過程。光合作用概念綜合光合作用的探究歷程，推導(dǎo)出光合作用的最終模型。下圖是利用小球藻進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)的示意圖。圖中A物質(zhì)和B物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量的比是（）A.1:2B.8:9C.2:1D.9:8?BAB光合作用的過程（一）葉綠體的結(jié)構(gòu)基粒(類囊體)外膜內(nèi)膜色素與光合作用有關(guān)的酶與光合作用有關(guān)的酶回顧：葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能基質(zhì)外膜內(nèi)膜葉綠體是光合作用的場(chǎng)所外膜基質(zhì)

類囊體基粒酶（類囊體的薄膜和基質(zhì)）色素（類囊體的薄膜）知識(shí)回顧:葉綠體的結(jié)構(gòu)、功能、成分內(nèi)膜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：ADP＋Pi＋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：能量變化物質(zhì)變化進(jìn)入葉綠體基質(zhì)，參與暗反應(yīng)供暗反應(yīng)使用暗反應(yīng)階段CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的還原：ATPADP+Pi葉綠體的基質(zhì)中

ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能2C3

(CH2O)酶、[H]

[H]、ATP、酶場(chǎng)所：條件：物質(zhì)變化能量變化：CO2

C5

CO2的固定2C3葉綠體基質(zhì)多種酶(CH2O)ATP[H]C3的還原

H2O

①水的光解O2[H]ADP+Pi

酶②ATPco2C5光反應(yīng)2c3①固定供氫酶酶供能②還原(CH2O)多種酶參加催化暗反應(yīng)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:H2＊O

＊O2C元素:＊C

O2＊C3＊（CH2O）光能2C3光合作用過程的圖解H2O光能[H]

葉綠體中的色素O2水在光下分解

多種酶參加催化供能供氫酶光反應(yīng)階段(CH2O)ADP+PiATPCO2C5還原酶暗反應(yīng)階段光能ATP中活躍的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能

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光能葉綠體深化拓展[H]和ATPC3C5（CH2O）光照變?nèi)?，CO2供應(yīng)不變光照變強(qiáng)，CO2供應(yīng)不變光照不變，減少CO2供應(yīng)光照不變，CO2變充足減少上升下降合成量減少增多下降上升合成量增加相對(duì)增多下降上升合成量減少相對(duì)減少上升下降合成量增多光合作用過程圖解溫度pH強(qiáng)度頻率澆水Mg2+施肥空氣中的濃度哪些外界條件會(huì)影響光合作用的進(jìn)行

CO2+H2O*光能葉綠體（CH2O）+O2*原料條件產(chǎn)物怎樣才能提高光合作用效率？增加CO2濃度

增加水分

增強(qiáng)光照

礦質(zhì)元素不同條件各種物質(zhì)合成量的動(dòng)態(tài)變化條件C3C5[H]和ATP(CH2O)合成量停止光照CO2供