光合作用的原理和应用

1、和硕中学和硕中学 刘燕刘燕二、二、1、光合作用的探究历程2、光合作用的场所、动力、原料、产物4、光合作用总反应式5、光合作用的过程6、光合作用的实质7、光合作用的意义8、光合作用原理的运用9、化能合成作用3、光合作用的概念 硝化细菌、铁细菌、硫细菌概念概念6C O2 + 12 H2O C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 练习练习举例：举例：视频视频一段时间后一段时间后一段时间后一段时间后1771年普利斯特利实验年普利斯特利实验 101第二段第二段普利斯特利实验普利斯特利实验结论：结论：植物可以更新空气植物可以更新空气17791779年荷兰的英格豪斯，年荷兰的英格豪斯，101101第三段第

2、三段结论：结论： 黑 暗 光 下 思考思考 ：普利斯特利的实验只有在：普利斯特利的实验只有在什什么条件么条件下才能成功？下才能成功？只有在光下植物只有在光下植物才能更新空气才能更新空气阳光照射阳光照射17821782年年, ,拉瓦锡实验拉瓦锡实验光合作用过程需要光合作用过程需要CO2参与参与结论：结论：思考：思考：1785年有什么研究成果？年有什么研究成果？101第三段第三段结果结果101第四段第四段 1845年，德国科学家梅耶年，德国科学家梅耶指出提出了什么观点？指出提出了什么观点？ 科学家又提出问题：科学家又提出问题： 光能转换成化学能，贮存于什么物质中呢？光能转换成化学能，贮存于什么物质

3、中呢？ 光合作用吸收光合作用吸收CO2 ，释放，释放O2 ，那么最终的，那么最终的产物应该是什么呢？产物应该是什么呢？1864年德国植物学家萨克斯实验，102第1段天竺葵天竺葵绿色叶绿色叶片片黑暗黑暗处理处理曝光曝光遮光遮光碘蒸汽碘蒸汽不变蓝不变蓝 48小时小时2小时小时变蓝变蓝 3、绿叶在光合作用中产生了淀粉、绿叶在光合作用中产生了淀粉,光合作用光合作用 需要光需要光.1、让叶片中的营养物质（、让叶片中的营养物质（淀粉）淀粉）消耗掉消耗掉 3 3这个实验说明了什么问题？这个实验说明了什么问题？2 2、部分遮光、部分曝光，是为了进行对照、部分遮光、部分曝光，是为了进行对照 水 绵 水绵是常见的

4、水绵是常见的淡水藻类淡水藻类 每条水绵由许多个结构每条水绵由许多个结构相同的相同的长筒状细胞长筒状细胞连接连接而成。而成。 水绵很明显的特点是：水绵很明显的特点是：叶绿体呈带状叶绿体呈带状，螺旋螺旋排排列在细胞里。列在细胞里。 1880年，恩格尔曼实验年，恩格尔曼实验 100资料分资料分析析黑暗无空气的环境中黑暗无空气的环境中光照下光照下现象：现象：好氧细菌只集中在被光好氧细菌只集中在被光线照射的线照射的叶绿体叶绿体附近。附近。思考思考：为什么好氧细菌集中为什么好氧细菌集中在有光的部位？在有光的部位？现象：现象：细菌分布在所有受光部位细菌分布在所有受光部位 极极 细细 光光 束束思考：思考：1

5、为什么选用水绵做为实验材料？为什么选用水绵做为实验材料？ 2为什么选用黑暗并且没有空气的环境？为什么选用黑暗并且没有空气的环境？ 3为什么先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全曝露为什么先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全曝露 在光下？在光下？ 因为水绵不仅有细而长的因为水绵不仅有细而长的带状叶绿体带状叶绿体，而且，而且螺旋分布螺旋分布于于细胞中，便于进行观察和分析研究。细胞中，便于进行观察和分析研究。 为了为了排除实验前环境中光线和氧的影响排除实验前环境中光线和氧的影响，确保实验准确性。，确保实验准确性。 能能准确判断准确判断水绵细胞中水绵细胞中释放氧的部位释放氧的部位；而后用完全曝光；而

6、后用完全曝光的水绵与之做的水绵与之做对照对照，从而证明了实验结果完全是光照引，从而证明了实验结果完全是光照引起的，并且氧是由叶绿体释放出来的。起的，并且氧是由叶绿体释放出来的。 4、思考讨论、思考讨论1氧由叶绿体放出，叶绿体是绿色氧由叶绿体放出，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。植物进行光合作用的场所。 光合作用释放的光合作用释放的O2到底是来自到底是来自H2O ，还是还是CO2呢？呢？ 科学家又提出问题了科学家又提出问题了1939年美国鲁宾、卡门年美国鲁宾、卡门 102页第三段页第三段C18O2O2 CO218O2H2O H218O光照下的光照下的小球藻悬液小球藻悬液1、 氧气中的氧是与水

7、的一样，还是与二氧化碳氧气中的氧是与水的一样，还是与二氧化碳一样？一样？2、此实验能得到什么结论？、此实验能得到什么结论？思考：思考：2020世纪世纪0 0年代美国科学家卡尔文，年代美国科学家卡尔文，102102页第页第4 4段段CO2碳的同位素碳的同位素 C14CO214( CH2 O)糖类糖类14CO214 光合作用产生的有机物中的碳光合作用产生的有机物中的碳 ，是否来自是否来自CO2呢？呢？ 同位素标记法研究同位素标记法研究实验事实：碳的转移途径如下实验事实：碳的转移途径如下思考：思考：1 1、此实验能得到什么结论？、此实验能得到什么结论？ 2 2、103103页页思考讨论思考讨论2.2

8、.年代年代科学家科学家结论结论17711771普利斯特利普利斯特利17791779英格豪斯英格豪斯18451845R.R.梅耶梅耶18641864萨克斯萨克斯18801880恩格尔曼恩格尔曼19391939鲁宾鲁宾 卡门卡门2020世纪世纪4040代代卡尔文卡尔文光合作用探索历程光合作用探索历程植物可以更新空气植物可以更新空气只有只有在光照下在光照下只有绿叶只有绿叶才可以更新空气才可以更新空气植物在光合作用时植物在光合作用时把光能把光能转变成了化学能转变成了化学能储存起来储存起来绿色叶片光合作用绿色叶片光合作用产生淀粉产生淀粉氧氧由叶绿体释放出来，由叶绿体释放出来，叶叶绿体绿体是光合作用的场所

9、是光合作用的场所光合作用释放的光合作用释放的氧氧来自来自水水光合产物中有机物的光合产物中有机物的碳碳来自来自CO2板书板书1.场所：场所：叶绿体叶绿体2.动力：动力：光光3.原料：原料：二氧化碳二氧化碳 水水4.产物：产物：糖类糖类 氧气氧气 通过以上的研究和探索，你知道通过以上的研究和探索，你知道 光合作光合作用的用的 场所、动力、原料、产物是分别是什么吗？场所、动力、原料、产物是分别是什么吗？板书板书我们补充的光合作用的反应式与有氧我们补充的光合作用的反应式与有氧呼吸的反应式有什么关系？呼吸的反应式有什么关系？ 根据所学的化学知识可知，水和二氧化碳根据所学的化学知识可知，水和二氧化碳反应，

10、应该生成什么产物？反应，应该生成什么产物？碳酸碳酸植物光合作用的过程中产物不是碳酸而是植物光合作用的过程中产物不是碳酸而是有机物有机物,这说明光合作用过程中水和二氧化这说明光合作用过程中水和二氧化碳是否直接反应？碳是否直接反应？不是直接反应的不是直接反应的 叶绿体叶绿体中的色中的色素素H2O水的光解水的光解O2H ADP+Pi 酶酶ATPco2C5光反应光反应2c3固固定定供氢供氢酶酶供能供能还还原原(CH2O) 糖类糖类 H H2 2O O多种酶多种酶参加催化参加催化暗反应暗反应能量变化能量变化:光能光能ATP活跃化学能活跃化学能有机物稳定化学能有机物稳定化学能元素转移元素转移O元素元素:H

11、2O O2C元素元素:C O2C3CH2O光合作用的过程光合作用的过程 103页页光能光能条件条件 ：光、光、色素、色素、 酶酶场所：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膜上基粒类囊体膜上H2O H+O2光、酶光、酶叶绿体中的色素叶绿体中的色素ADPPi ATP光、酶光、酶光能光能光反应阶段光反应阶段吸收、传递和转吸收、传递和转换光能换光能能量变化：能量变化：ATP中活跃的化学能中活跃的化学能产物：产物：H、O2、ATP条件：条件： 不需光，需多种酶不需光，需多种酶场所：场所：叶绿体基质中叶绿体基质中物质物质变化变化CO2的固定：的固定： CO2C5 2C3酶酶C

12、3的还原的还原和和C5 的再的再生生ATP中活跃中活跃的化学能的化学能暗反应阶段暗反应阶段C3+H (CH2O)+C5+H2O酶酶ATPADP+Pi能量变化：能量变化：有机物中稳有机物中稳定的化学能定的化学能产物：产物：CH2O 、 ADP 、 Pi、H2O光反应光反应暗反应暗反应条件条件场所场所物质变化物质变化产物产物能量变化能量变化关系关系有光、色素、酶有光、色素、酶不需光、多种酶不需光、多种酶类囊体膜上类囊体膜上叶绿体基质中叶绿体基质中水的光解、水的光解、ATP的生成的生成CO2的固定、的固定、C3的的还原、还原、C5的再生的再生H、ATP、O2CH2O、ADP、Pi、H2O光能光能AT

13、P中活跃化学能中活跃化学能稳定化学能稳定化学能光反应光反应H、ATP暗反应暗反应ADP、Pi光反应和暗反应的比较光反应和暗反应的比较练习练习光合作用的实质光合作用的实质物质变化：物质变化：把简单的无机物转把简单的无机物转变为复杂的有机物变为复杂的有机物能量变化：能量变化：把光能转变成储存把光能转变成储存在有机物中的化学在有机物中的化学能能板书板书板书板书生产有机物生产有机物将太阳能转化成化学能将太阳能转化成化学能释放氧气释放氧气光合作用的意义光合作用的意义板书板书板书板书光合作用原理的运用光合作用原理的运用哪些环境因素对光合作用有影响？哪些环境因素对光合作用有影响？1）光照）光照2）温度）温度

14、3）二氧化碳浓度）二氧化碳浓度4）水分）水分5）矿质元素）矿质元素合理密植，使用农家合理密植，使用农家肥，碳酸氢铵肥料等肥，碳酸氢铵肥料等合理灌溉合理灌溉合理施肥合理施肥保持昼夜温差保持昼夜温差复种、间种、合理密植。根据植物复种、间种、合理密植。根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。的生活习性因地制宜地种植植物。适当增加光照强度。适当增加光照强度。板书板书板书板书影响光合作用强度的因素光照强度光合作用强度思考：思考：1、光照强度与光合作用强度有何光照强度与光合作用强度有何关系？关系？2、怎样做才能提高光合作用强度？、怎样做才能提高光合作用强度？3、利用这一点农业生产上应该怎样做、利用这一点农业

15、生产上应该怎样做?光光合合作作用用速速率率CO2浓度浓度二氧化碳的供应对光合效率的影响思考：思考：1、二氧化碳与光合作用之间的关系？、二氧化碳与光合作用之间的关系？ 2、怎样做才能提高光合作用强度？、怎样做才能提高光合作用强度？ 3、利用、利用这种关系农业生产上应该如何做？这种关系农业生产上应该如何做？思考：思考：1 1、温度与光合作用有何关系？、温度与光合作用有何关系？2 2、怎样做才能提高光合作用强度？怎样做才能提高光合作用强度？3 3、根据、根据这个关系农业生产上应该如何做？这个关系农业生产上应该如何做？ 影响光合作用的因素影响光合作用的因素温度温度NN：P P：叶绿体的膜：叶绿体的膜K

16、 K：MgMg： 影响光合作用的因素影响光合作用的因素矿质营养矿质营养思考：思考：矿质元素缺乏会影响光合作矿质元素缺乏会影响光合作用吗？施肥过多会如何？用吗？施肥过多会如何？化能合成作用人、动物和植物最大的区人、动物和植物最大的区别是什么？别是什么？植物是自养生物，动物是植物是自养生物，动物是 异养生物。异养生物。 2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量能量 2HNO2+O2 2HNO3+能量能量 能量6CO2+6H2O (CH20)+6O2硝化细菌的化能合成作用硝化细菌的化能合成作用1、NH3是无机物还是有机物？是无机物还是有机物？2、NH3氧化释放的能量是什么能？氧化释放的能量是什么

17、能？3、硝化细菌是自养生物吗？、硝化细菌是自养生物吗？板书板书化能合成作用和光合作用的区别化能合成作用和光合作用的区别相同相同不同点不同点化能合成化能合成作用作用光合作用光合作用都能把无都能把无机物合成机物合成有机物有机物以无机物氧化放出以无机物氧化放出的化学能为能源的化学能为能源以光能为能源以光能为能源板书板书板书板书 1、光合作用发生的部位是、光合作用发生的部位是。 、光合作用分为、光合作用分为和和两个阶段。两个阶段。、光合作用释放氧气来自于、光合作用释放氧气来自于物质。物质。、光合作用中的形成于、光合作用中的形成于反应阶段。反应阶段。、光反应为暗反应提供、光反应为暗反应提供和和物质。物质

18、。、光反应阶段能量变化是、光反应阶段能量变化是。9、暗反应阶段能量变化是、暗反应阶段能量变化是、光反应场所、光反应场所暗反应场所是暗反应场所是。7、二氧化碳中碳的转移途径是、二氧化碳中碳的转移途径是。co2c3(CH2O)10、CO2、H2O是何时参与反应的？是何时参与反应的？O2、H2O、CH2O是是何时生成的？何时生成的？ C、O的转移途径如何？光反应和暗反应的转移途径如何？光反应和暗反应有何关系？有何关系？板书板书12. 光照增强，光合作用增强。但夏季的中午却又因叶表光照增强，光合作用增强。但夏季的中午却又因叶表面气孔关闭而使光合作用减弱。这是由于（面气孔关闭而使光合作用减弱。这是由于（ ） A、水分产生的、水分产生的H数量不足数量不足 B、叶绿体利用的光能合成的、叶绿体利用的光能合成的ATP不足不足 C、空气中、空气中CO2量相对增多，而起抑制量相对增多，而起抑制 作用作用 D、暗反应中三碳化合物产生的量太少、暗反应中三碳化合物产生的量太少13. 下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是（下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是（ ） A、增大、增大O2浓度浓度 B、增大、增大CO2浓度浓度 C、增强光照、增强光照 D