光合作用的原理和应用 (2)

1、捕捕获获光光能能的的色色素素叶绿素叶绿素胡萝卜素胡萝卜素（橙黄色）（橙黄色）叶黄素叶黄素（黄色）（黄色）叶绿素叶绿素a（蓝绿色）（蓝绿色）叶绿素叶绿素b（黄绿色）（黄绿色）类胡萝卜素类胡萝卜素蓝紫光蓝紫光蓝紫光蓝紫光和和红光红光外膜外膜内膜内膜基质基质酶酶DNARNA类囊体类囊体色素色素酶酶基粒基粒 绿色植物通过绿色植物通过叶绿体叶绿体，利用，利用光能光能，把把二氧化碳二氧化碳和和水水转化成储存着能量转化成储存着能量的的有机物有机物，并释放出，并释放出氧气氧气的过程。的过程。光合作用的概念光合作用的概念CO2+H2O光能光能叶绿体叶绿体(CH(CH2 2O)O) +O+O2 2实质：合成有机物

2、，储存能量实质：合成有机物，储存能量结论：植物可以更新空气结论：植物可以更新空气（更新何种空气不知道）（更新何种空气不知道）一一、光合作用的探究历程、光合作用的探究历程17711771年年, , 普利斯特利实验普利斯特利实验讨论：普利斯特利的实验有什么不严讨论：普利斯特利的实验有什么不严谨之处？谨之处？实验一实验一实验二实验二忽视了实验成功的必要条件忽视了实验成功的必要条件光光实验一实验一实验二实验二17791779年，荷兰的英格豪斯年，荷兰的英格豪斯500500次植物更新空气实验次植物更新空气实验结论：植物体的结论：植物体的绿叶绿叶在在光光下下才能更新空气。才能更新空气。（更新何种空气（更新

3、何种空气不知道）不知道）18451845年，梅耶（德）年，梅耶（德）: :根据能量转化与守恒定律明确指出：根据能量转化与守恒定律明确指出：植物在进行光合作用时，植物在进行光合作用时，把光能转把光能转变成化学能储存起来变成化学能储存起来1785年年人们明确绿叶在光下人们明确绿叶在光下放出的是氧气，放出的是氧气，吸收的是二氧化碳吸收的是二氧化碳酒精脱色酒精脱色 4848小时小时光照光照2 2小时小时18641864年年, , 萨克斯实验萨克斯实验1.1.放在暗处几小时的目的？放在暗处几小时的目的？2.2.一半曝光一半遮光的目的？一半曝光一半遮光的目的？消耗已有淀粉消耗已有淀粉对照对照暗暗处处理理碘

4、蒸汽碘蒸汽 4848小时小时光照光照2 2小时小时4.4.实验结果证明了什么？实验结果证明了什么？ 绿色叶片在光合作用中绿色叶片在光合作用中产生了淀粉；产生了淀粉；光光是光合作用的是光合作用的条件条件。18801880年，恩格尔曼（美）年，恩格尔曼（美）隔绝空气隔绝空气黑暗黑暗，用极细光束照射，用极细光束照射完全暴露在光下完全暴露在光下水绵和好氧水绵和好氧细菌的装片细菌的装片1、氧是由、氧是由 释放出来的，释放出来的， 是光合作用的场所。是光合作用的场所。2、光合作用需要、光合作用需要 叶绿体叶绿体叶绿体叶绿体光照光照2020世纪世纪3030年代年代, , 鲁宾和卡门实验鲁宾和卡门实验: :方

5、法方法: : 同位素标记法同位素标记法请利用同位素标记法设计请利用同位素标记法设计实验探究？实验探究？光合作用释放的光合作用释放的O O2 2到底是来自到底是来自H H2 2O O ，还是还是COCO2 2呢？还是两者兼而有之呢？呢？还是两者兼而有之呢？第一组第一组H H2 218180 0C0C02 2H H2 20 0C C1818O O2 2第二组第二组18180 02 20 02 22020世纪世纪3030年代年代, , 鲁宾和卡门实验鲁宾和卡门实验: :方法方法: :同位素标记法同位素标记法三、光合作用的探究历程三、光合作用的探究历程光合作用释放的光合作用释放的O2全部全部来自于来自

6、于H2O小小球球藻藻CO214同位素标记法同位素标记法 1946年，卡尔文的实验年，卡尔文的实验( CH2O)1414COCO2 2中的碳中的碳在光合作用中转化成在光合作用中转化成有机有机物中的碳物中的碳的途径的途径卡尔文循环卡尔文循环 阅读教材阅读教材103-104103-104页页“光合作用的过光合作用的过程程”部分，请大家思考下列问题：部分，请大家思考下列问题： 光反应、暗反应的场所、条件、光反应、暗反应的场所、条件、物质变化和能量变化物质变化和能量变化二二、光合作用的过程、光合作用的过程二、光合作用的过程二、光合作用的过程光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段有光才能进行有光才能进行

7、有光无光都能进行有光无光都能进行ADPPi 光能光能 ATP酶酶条件条件 ：光、光、 色素、色素、酶、酶、H2O场所：场所：物质物质变化变化水的光解：水的光解：ATP的合成：的合成：基粒（类囊体薄膜）上基粒（类囊体薄膜）上H2O H+O2光光色素色素能量转变：能量转变：产物：产物：H、O2、ATP光反应阶段光反应阶段光能光能转变为转变为ATP中中活跃的活跃的化学能化学能2C3 (CH2O)+C5酶酶H、ATP条件条件 ：场所：场所：物质物质变化变化能量转变：能量转变：产物：产物：暗反应阶段暗反应阶段叶绿体的基质中叶绿体的基质中 ATP中活跃的化学能转变为糖类中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳

8、定的化学能。等有机物中稳定的化学能。酶、酶、CO2、H、ATP(CH2O )、 ADP 、 PiCO2的固定：的固定：酶酶CO2C5 2C3C3的还原：的还原：ATP酶酶 ADP+Pi+能量能量1 1、光反应为暗反应中、光反应为暗反应中C3 的还原提供的还原提供HH和和ATPATP；暗反应为光反应合成暗反应为光反应合成ATPATP提供提供原料原料ADPADP和和PiPi。2 2、光反应、光反应ATPATP中活跃的化学能中活跃的化学能转化为转化为暗反应暗反应有机物中稳定的化学能有机物中稳定的化学能。光反应与暗反应的联系光反应与暗反应的联系思考思考 请分析光下的植物突然停止光照后，其请分析光下的植

9、物突然停止光照后，其体内的体内的C5化合物和化合物和C3化合物的含量如何变化化合物的含量如何变化?停止停止光照光照光反应光反应停止停止 请分析光下的植物突然停止请分析光下的植物突然停止CO2的供的供应后应后,其体内的其体内的C5化合物和化合物和C3化合物的含化合物的含量如何变化量如何变化?H ATPC3还原还原受阻受阻C3 C5 CO2 CO2固固定停止定停止C3 C5 五、化能合成作用五、化能合成作用绿色植物：绿色植物：人和动物：人和动物：无机物无机物有机物有机物有机物有机物有机物有机物自养自养生物生物异养异养生物生物2HNO2O2硝化细菌硝化细菌2HNO3能量能量2NH33O2硝化细菌硝化

10、细菌2HNO22H2O能量能量能量能量CO2H2O（CH2O）O2能够利用体外环境中的某些无机物氧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化时所释放的能量来制造有机物的合成作用成作用 例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌五、化能合成作用五、化能合成作用思考：如果其它条件正常，突然停止光照，思考：如果其它条件正常，突然停止光照，C C3 3、C C5 5、ATPATP、HH的含量会怎么变化？的含量会怎么变化？C3 C5、ATP、H 光照：主要影响光反应光照：主要影响光反应在一定的光照强度范围内在一定的光照强度范围内, ,光合速率随光照强度增加光合速率随光照强度增加而加快（因为光反应产生而加快（因为光反应产生的的HH和和ATPATP增多增多) )1 1、光照强度、光照强度五、影响光合作用的因素五、影响光合作用的因素CBA有有机机物物量量0光照强度光照强度COCO2 2浓度：浓度：适当提高空气中适当提高空气中COCO2 2浓度，促进暗反应进行浓度，促进暗反应进行思考：夏天正午气孔关闭时思考：夏天正午气孔关闭时C C3 3、C C5 5、ATPATP、HH的含量会怎么变化？的含量会怎么变化？思考：如果其它条件正常，突然停止思考：如果其