光合作用的原理和应用PPT.ppt

光与光合作用 光合作用的原理和应用 光合作用的概念 指绿色植物通过叶绿体 利用光能 把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物 并且释放出氧气的过程 光合作用的实质 合成有机物 储存能量 光合作用的探究历程 观点 植物体由 土壤汁 构成 即植物生长发育所需的物质完全来自土壤 问题 植物生长所需的物质来自何处 亚里士多德 Aristotle 一 1648年海尔蒙特栽培柳树实验 结论 植物的物质积累不是来自于土壤 而是完全来源于水 问题讨论与质疑 你认为他的结论正确吗 二 1771年普里斯特利的实验 结论 绿色植物可以更新空气 重复普利斯特利的的实验有时成功 有时失败 可能的原因是什么 三 1779年荷兰的科学家英格豪斯 结论 植物体只有在光下才能更新污浊的空气 甲 乙 2 英格豪斯知道植物更新了空气中的什么成分吗 为什么 问题讨论 1 他在实验中控制的单一变量是什么 1785年 空气的组成成分 绿叶在光下吸收了CO2 释放了O2 1845年 梅耶 德 能量转化和守恒定律 植物在进行光合作用时 把光能转化成化学能储存起来 3 在这一过程中 光能哪里去了 光能转化为化学能储存在什么物质中 四 1864年德国的植物学家萨克斯采用碘液检测淀粉 绿色叶片 黑暗处理 遮光曝光 碘蒸汽 不变蓝变蓝 结论 绿色叶片在光合作用下产生了淀粉 问题讨论 为什么要把绿叶在暗处放置一昼夜 叶片部分遮光 部分曝光 目的是什么 这个实验得出什么结论 结论 植物在光下产生了淀粉 光合作用在哪里进行 没有氧气的黑暗环境 没有氧气的有光环境 极细的光束 五 1880年 恩格尔曼的水绵实验 100页 实验证明 氧是由叶绿体释放出来的 叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所 光合作用释放的氧气到底来自CO2还是H2O 预测1 若第一组为O2 第二组为18O2 则全部来自H2O 第一组 第二组 绿色植物 如小球藻 六 美国鲁宾和卡门实验 同位素标记法 预测2 若第一组为18O2 第二组为O2 则全部来自CO2 预测3 若两组既有18O2 也有O2 则来自两者 结论 光合作用释放的氧气全部来自水 第一组 第二组 光合作用产生的有机物又是怎样合成的 卡尔文美国 用14C标记14CO2 供小球藻进行光合作用 探明了CO2中的C在光合作用中转化成有机物中C的途径 这一途径称为卡尔文循环 光合作用的过程 光反应 暗反应 划分依据 反应过程是否需要光能 光反应在白天可以进行吗 夜间呢 暗反应在白天可以进行吗 夜间呢 有光才能反应 有光 无光都能反应 H2O 类囊体膜 酶 光反应阶段 光 色素 酶 叶绿体内的类囊体薄膜上 水的光解 还原剂 ATP的合成 光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中 场所 条件 物质变化 能量变化 进入叶绿体基质 参与暗反应 供暗反应使用 CO2 五碳化合物C5 CO2的固定 三碳化合物2C3 C3的还原 叶绿体基质多种酶 糖类 卡尔文循环 暗反应阶段 CO2的固定 C3的还原 叶绿体的基质中 H ATP 酶 场所 条件 物质变化 能量变化 CO2 五碳化合物C5 CO2的固定 三碳化合物2C3 叶绿体基质多种酶 糖类 H 比较光反应 暗反应 光反应阶段 暗反应阶段 条件 场所 物质变化 能量变化 光 色素 酶 不需光 酶 H ATP 叶绿体类囊体膜 叶绿体基质中 水的光解 ATP的生成 CO2的固定 C3的还原 ATP中活跃化学能 光能 ATP中活跃化学能 有机物中稳定化学能 光反应是暗反应的基础 为暗反应提供 H 和ATP 暗反应为光反应提供ADP和Pi 色素分子 可见光 C5 2C3 ADP Pi ATP 2H2O O2 4 H 多种酶 酶 CH2O CO2 吸收 光解 能 固定 还原 酶 光反应 暗反应 光合作用总过程 光反应 水的光解 ATP的合成 暗反应 总结 原料和产物的对应关系 CH2O C H O CO2 CO2 H2O O2 H2O 能量的转移途径 碳的转移途径 光能 ATP中活跃的化学能 CH2O 中稳定的化学能 CO2 C3 CH2O 下图是光合作用过程图解 请分析后回答下列问题 图中A是 B是 它来自于 的分解 图中C是 它被传递到叶绿体的 部位 用于 图中D是 在叶绿体中合成D所需的能量来自 图中G F是 J是 图中的H表示 H为I提供 2 水 H 基质 用作还原剂 还原C3 ATP 色素吸收的光能 光反应 H 和ATP 色素 C5化合物 C3化合物 糖类 光合作用原理的应用 1 光合作用发生的部位是 抢答题 光合作用分为和两个阶段 光合作用释放氧气来自于物质 光合作用中的 形成于反应阶段 光反应为暗反应提供和物质 叶绿体 光反应场所 暗反应场所是 光反应 暗反应 水 光 ATP 类囊体薄膜 叶绿体基质 抢答题 光反应阶段能量变化是 9 暗反应阶段能量变化是 10 若白天突然中断了二氧化碳的供应 则首先积累起来的物质是 二氧化碳中碳的转移途径是 五碳化合物 光反应与暗反应是否一个在光下进行 一个在暗处进行 夜晚植物能进行光反应 暗反应吗 为什么 白天放在无CO2的密闭玻璃罩内的植物能长期进行光反应 暗反应吗 为什么 光反应与暗反应是一个整体 二者紧密联系 缺一不可 积极思维 光反应和暗反应之间的联系 光反应是暗反应的基础 为暗反应提供 H 和ATP 光反应停止 暗反应也随即终止 暗反应是光反应的继续 暗反应水解ATP生成ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料 同时 如果暗反应受阻 光反应也会因产物积累而不能正常进行 光反应和暗反应的关系 光反应停止时 如黑暗条件下 暗反应会停止吗 会 因为暗反应所需的 H 和ATP的来源被阻断 暗反应无法持续进行就会停止 暗反应停止时 无CO2或气孔关闭 暗反应会停止吗 会 因为光反应产生的 H 和ATP的没有被暗反应消耗 根据化学平衡原理 相当于光反应产物浓度升高 化学平衡向反方向进行 即光反应停止 光合作用的实质 物质变化 把简单的无机物转变为复杂的有机物 能量变化 把光能转变成储存在有机物中的化学能 光合作用的意义 光合作用强度 指植物在单位时间通过光合作用制造糖类 或同化二氧化碳 的数量 同化二氧化碳 即把二氧化碳合成有机物和贮存能量的过程 影响光合作用强度的因素 CO2的浓度 光照强弱 温度的高低 光的成分 矿质元素 水分等 1 适当提高CO2的浓度 温室大棚 2 增加光照时间和光照强度 3 白天适当增加温度 夜间适当降低温度 4 农作物间距合理 选择适当的光源等 5 合理施肥 提供必要的矿物质元素 6 合理灌溉 提供适当水分 增加农作物产量的几点做法 能够直接把从外界环境摄取的无机物转变成为自身的组成物质 并储存了能量的一类生物 不能直接利用无机物制成有机物 只能把从外界摄取的现成的有机物转变成自身的组成物质 并储存了能量的一类生物 如 绿色植物 蓝藻 硝化细菌 铁细菌 硫细菌等 如 人 动物 真菌 如蘑菇 多数的细菌 乳酸菌 大肠杆菌 等 自养生物 异养生物 化能合成作用 能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用 例如 硝化细菌 硫细菌 铁细菌等少数种类的细菌 化能合成作用 想一想 光合作用和化能合成作用有何异 同点 相同点 把简单的无机物合成储存能量的有机物 不同点 能源不同光合作用的能源是光能 化能合成作用的能源是无机物氧化释放的化学能 绿色植物的光合作用与呼吸作用的比较 含叶绿体的细胞 叶绿体 线粒体 主要场所 细胞质基质 光 色素 酶 氧气 酶等 无机物有机物 活细胞 有机物分解 CO2 H2O 糖类 O2 糖类 O2 CO2 H2O等 绿色植物的光合作用与呼吸作用的比较 光合作用的产物为细胞呼吸提供了物质基础 有机物和氧气 细胞呼吸产生的二氧化碳可被光合作用所利用 贮藏能量的过程光能 活跃的化学能 稳定的化学能 释放能量的过程稳定的化学