光合作用原理的应用

1、第第3 3课时课时 光合作用原理的应用光合作用原理的应用1、有氧呼吸过程线粒体细胞质基质C6H12O6 酶少量能量4H2丙酮酸(C3H4O3) 第一阶段细胞质基质酶6H2O 6CO2 少量能量20H6O2 6O2 大量能量酶12H2O 第二阶段:线粒体基质第三阶段:线粒体内膜线粒体线粒体 C C6 6H H1212O O6 6+ +6H6H2 2O+O+ 6O6O2 2 6CO 6CO2 2+ + 1212H H2 2O +O +能量能量（2870KJ)2870KJ) 酶酶有氧呼吸小结有氧呼吸小结（3838molmolATPATP）热能热能（1709kJ1709kJ）(1161kJ) ATP2

2、、无氧呼吸过程细胞质基质C6H12O6 酶少量能量4H2丙酮酸(2C3H4O3) 第一阶段细胞质基质酶酶(C2H5OH)2酒精+ 2CO2 (C3H6O3)2乳酸第二阶段细胞质基质C C6 6H H1212O O6 6酶酶2 C2 C3 3H H6 6O O3 3( (乳酸乳酸) ) + + 少量能量少量能量C C6 6H H1212O O6 62 C2 C2 2H H5 5OH(OH(酒精酒精) )+ 2CO+ 2CO2 2 + + 少量能量少量能量酶酶61.08kJATP热能散失3.光合作用的过程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co22c3H2O水在光下分解水在光下分

3、解C5ATPADP+Pi酶酶供能供能H供氢供氢O2 固固 定定还还 原原基质中多种基质中多种酶参加催化酶参加催化(CH2O)+H2O蛋白质蛋白质,脂肪脂肪酶酶色素色素2H2O 4 H + O2+Pi+光能光能ATP酶酶ADP水的光解：水的光解：ATP的合成的合成 ：暗反应暗反应 2C3 + H (CH2O) + C5 CO2 + C5 2C3总结：总结：COCO2 2的固定的固定: :C C3 3的还原：的还原： 光反应光反应1 1、光合作用过程的正确顺序是（）、光合作用过程的正确顺序是（）二氧化碳的固定二氧化碳的固定 氧气的释放氧气的释放 叶绿素吸收光叶绿素吸收光能水的光解三碳化合物被还原能

4、水的光解三碳化合物被还原A.A. B. B. C.C. D. D.2 2、在暗反应中，固定二氧化碳的物质是（）、在暗反应中，固定二氧化碳的物质是（）A.A.三碳化合物三碳化合物B.B.五碳化合物五碳化合物 C.C. D.OD.O2 23 3、与光合作用光反应有关的是（、与光合作用光反应有关的是（ ）H H2 2O O ATP ATP ADP ADP COCO2 2A.A. B. B. C. C. D. D.A A5.5.某科学家用含有某科学家用含有1414C C的的COCO2 2来追踪光合作用中的来追踪光合作用中的C C原子，原子，1414C C的转移途径是（的转移途径是（ ） A A、COC

5、O2 2 叶绿体叶绿体 ATPATP B B、COCO2 2 叶绿素叶绿素 ATPATP C C、COCO2 2 乙醇乙醇 糖类糖类 D D、COCO2 2 三碳化合物三碳化合物 糖类糖类D D4.4.将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的C02C02条件下。条件下。如果将环境中如果将环境中C02C02含量突然降至极低水平，此时叶肉细含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的胞内的C3C3化合物、化合物、C5C5化合物和化合物和ATPATP含量的变化情况依次含量的变化情况依次是是( )( )A. A. 上升；下降；上升上升；下降；上升 B. B. 下降；上升；下降

6、下降；上升；下降 C. C. 下降；上升；上升下降；上升；上升 D. D. 上升；下降；下降上升；下降；下降C C光照由强到弱，光照由强到弱，COCO2 2供应不变供应不变光照由弱到强，光照由弱到强，COCO2 2供应不变供应不变光照不变，光照不变，COCO2 2由不足到充足由不足到充足光照不变，光照不变，COCO2 2由充足到不足由充足到不足( (一一) )光照强度光照强度( (二二) )二氧化碳的供应二氧化碳的供应( (三三) )温度温度( (五五) )矿质元素浓度矿质元素浓度( (四四) )水水实验探究：环境因素对光合作用强度的影响实验探究：环境因素对光合作用强度的影响B BC C光照强

7、度光照强度0 0植物吸收植物吸收COCO2 2量量B B：C C：释放释放COCO2 2量量光合作用消耗的光合作用消耗的COCO2 2= =呼吸作用释放的呼吸作用释放的COCO2 2量量光照强度增加到一定强度后，光照强度增加到一定强度后，植物的光合作用强度不再增加植物的光合作用强度不再增加光补偿点光补偿点光饱和点光饱和点A AA A：只有呼吸作用只有呼吸作用（一）光照强度（一）光照强度C CB B光照强度光照强度光合速率光合速率吸吸收收 CO2CO2COCO2 2释释放放净光净光合作合作用用 真真正正光光合合作作用用 呼吸作用呼吸作用 真正光合作用真正光合作用= = 净光合作用净光合作用 +

8、+呼吸作用呼吸作用( (植物制造有机物）植物制造有机物）( (植物积累有机物）植物积累有机物）A点：黑暗时，点：黑暗时， 只进行细胞呼吸只进行细胞呼吸CO2O2AB段：弱光下，段：弱光下，光合作用光合作用小于小于细胞呼吸细胞呼吸O2CO2CO2O2B点：光补偿点，点：光补偿点，光合作用光合作用等于等于细胞呼吸细胞呼吸O2CO2BC1段：强光下，段：强光下，光合作用光合作用大于大于细胞呼吸细胞呼吸O2CO2CO2O2O2O2光合作用实际产光合作用实际产O O2 2量量= = 实测的实测的O O2 2释放量释放量+ +呼吸作用耗呼吸作用耗O O2 2量量光合作用实际光合作用实际COCO2 2消耗量

9、消耗量= = 实测的实测的COCO2 2消耗量消耗量+ +呼呼吸作用吸作用COCO2 2释放量释放量光合作用生产的葡萄糖光合作用生产的葡萄糖= =呼吸作用消耗的呼吸作用消耗的+ + 积累积累( (实测实测) )的葡萄糖的葡萄糖CO2CO2光强度光强度AB（光补偿点）（光补偿点）（光饱和点）（光饱和点）CO2的吸收量的吸收量CO2的释放量的释放量光照强度的影响光照强度的影响温度，温度，CO2 一般情况下，光强度达到一般情况下，光强度达到B点后，限制光合速率点后，限制光合速率的主要原因有哪些？的主要原因有哪些？（二）（二）COCO2 2的浓度的浓度COCO2 2的含量的含量有机有机物积物积累累1.

10、1.作物需要良好的通风，使大量空气通过叶面，作物需要良好的通风，使大量空气通过叶面，使光合作用正常进行。使光合作用正常进行。 齐民要术齐民要术记载：记载：“正其行，通其风正其行，通其风”。应用应用2.2.温室可采用二氧化碳发生器或多施用温室可采用二氧化碳发生器或多施用农家肥的方法。农家肥的方法。（三）温度（三）温度3030温度温度光光合合速速率率0 01010202040405050适当提高昼夜温差保证有机物的积累适当提高昼夜温差保证有机物的积累（四）矿质元素的供应（四）矿质元素的供应（1 1）N N：是各种：是各种酶酶以及以及ATPATP的重要组成成分。的重要组成成分。（2 2）P P：是叶

11、绿体膜和：是叶绿体膜和ATPATP的重要组成成分。的重要组成成分。（3 3）MgMg：叶绿素叶绿素的重要组成成分。的重要组成成分。（五）水（五）水水是光合作用的原料，当植物体内水分供应不足，或水是光合作用的原料，当植物体内水分供应不足，或因植物的蒸腾作用过于旺盛，因植物的蒸腾作用过于旺盛，植物根系水分供应不上植物根系水分供应不上时，植物叶片上的气孔就会关闭，时，植物叶片上的气孔就会关闭，以减少水分的散失。以减少水分的散失。气孔关闭，外界空气中的气孔关闭，外界空气中的COCO2 2就不能进入叶片内部，固就不能进入叶片内部，固定不到定不到COCO2 2就不能形成就不能形成C C3 3，暗反应受阻，

12、光合作用下降。，暗反应受阻，光合作用下降。这是在炎热的夏季中午光合作用下降的主要原因。这是在炎热的夏季中午光合作用下降的主要原因。日变化：日变化：在一天中由于光照和温度在发生变化，在一天中在一天中由于光照和温度在发生变化，在一天中的光合速率也在发生变化。如图（的光合速率也在发生变化。如图（5 5）。该图夏天的一个）。该图夏天的一个晴天。晴天。放出放出CO2的量的量BADCFEHGI吸收吸收CO2的量的量图（图（5）12：006：0018：00时间时间放出放出COCO2 2的量的量B BA AD DC CF FE EH HG GI I吸收吸收CO2的量的量图（图（5 5）1212：00006 6

13、：00001818：0000时间时间1 1、ABAB段：段：2 2、BCBC段：段：3 3、C C点：点：植物在晚上只进行呼吸作用，放出植物在晚上只进行呼吸作用，放出COCO2 2最多。最多。表示放出的表示放出的COCO2 2多于吸收的多于吸收的COCO2 2，即呼吸作用，即呼吸作用大于光合作用。大于光合作用。光合作用吸收的光合作用吸收的COCO2 2等于呼吸作用放出的等于呼吸作用放出的COCO2 2。4 4、CDCD段：段：5 5、DEDE段段：光照增强光合作用增强，光合作用吸收的光照增强光合作用增强，光合作用吸收的COCO2 2大于呼吸作用放出的大于呼吸作用放出的COCO2 2。温度升高，

14、蒸腾作用增强，气孔关闭，温度升高，蒸腾作用增强，气孔关闭，COCO2 2供供应不足，而影响暗反应的速率。在应不足，而影响暗反应的速率。在E E点出现最点出现最严重的严重的“午休午休”现象现象。6 6、EFEF段：段：7 7、FHFH段：段：放出放出CO2的量的量BADCFEHGI吸收吸收CO2的量的量图（图（5）12：006：0018：00时间时间温度逐渐降低，光合速率逐渐恢复。温度逐渐降低，光合速率逐渐恢复。随着光照减弱，光合作用逐渐下降。随着光照减弱，光合作用逐渐下降。应用：南方夏季日照强，作物应用：南方夏季日照强，作物“午休午休”会更会更普遍一些，在生产上应适时灌溉或选用抗旱普遍一些，在

15、生产上应适时灌溉或选用抗旱品种，以缓和品种，以缓和“午休午休”现象，增强光合能力。现象，增强光合能力。 5.5.光合作用原理的应用光合作用原理的应用（1 1）影响光合作用的因素）影响光合作用的因素光照、光照、COCO2 2、温度、水、温度、水、 N N、MgMg等元素等元素（2 2）提高农作物光合作用强度的措施）提高农作物光合作用强度的措施1 1、适当提高光照强度、延长光照时间、适当提高光照强度、延长光照时间3 3、适当提高、适当提高COCO2 2浓度浓度4 4、白天适当提高温度，晚上适当降温、白天适当提高温度，晚上适当降温5 5、适当增加植物体内的含水量、适当增加植物体内的含水量6 6、适当

16、增加、适当增加N N、MgMg等元素的含量等元素的含量2 2、合理密植、合理密植能够利用体外环境中的能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放某些无机物氧化时所释放的能量的能量来制造有机物的合成作用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例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌6.6.化能合成作用化能合成作用2NH2NH3 3+3O+3O2 2 2HNO 2HNO2 2+2H+2H2 2O+O+能量能量硝化细菌硝化细菌2HNO2HNO2 2+O+O2 2 2HNO 2HNO3 3+ +能量能量硝化细硝化细 菌菌 6CO6CO2 2+6H+6H2 2O 2CO

17、 2C6 6H H1212O O6 6+ 6O+ 6O2 2能量能量自养生物：自养生物：能够直接把从外界环境能够直接把从外界环境摄取的无摄取的无机物转变成为自身的组成物质机物转变成为自身的组成物质，并储存了能，并储存了能量的一类生物量的一类生物 异养生物：异养生物：不能直接利用无机物制成有机物不能直接利用无机物制成有机物，只能把从外界只能把从外界摄取的现成的有机物摄取的现成的有机物转变成自转变成自身的组成物质，并储存了能量的一类生物身的组成物质，并储存了能量的一类生物 色素分子色素分子可见光可见光C52C3ADP+PiATP2H2OO24H多种酶多种酶酶酶（CH2O）、H2OCO2吸收吸收光解

18、光解能能固定固定还原还原酶酶光反应光反应暗反应暗反应 光合作用的过程光合作用的过程糖类、氨基酸糖类、氨基酸,脂肪脂肪若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用: :甲甲: :一直光照一直光照1010分钟分钟; ;乙乙: :光照光照5 5秒秒, ,黑暗黑暗5 5秒秒, ,持续持续2020分钟分钟, ,则光合作用制造的有机物则光合作用制造的有机物: :甲小于乙甲小于乙( (暗反应时间长暗反应时间长) )0204060801001205点7点9点11点13点15点17点 3.3.上图是在盛夏的某一晴天，一昼夜中某植物上图是在盛夏的某一晴天，一昼夜中某植物对对CO

19、CO2 2的吸收和释放状况的示意图。亲据图回答问题：的吸收和释放状况的示意图。亲据图回答问题：1 1、图中、图中15171517段段段段COCO2 2吸收量逐渐减少是因为吸收量逐渐减少是因为，以至光反应产生，以至光反应产生的的和和逐渐减少，从而逐渐减少，从而影响了暗反应影响了暗反应，使，使化化合物数量减少，影响了合物数量减少，影响了COCO2 2固定。固定。光照强度逐步减弱光照强度逐步减弱ATPATP还原氢还原氢C C3 3的还原的还原五碳五碳1.1.叶绿体中的色素所吸收的光能，用于叶绿体中的色素所吸收的光能，用于_ _ 和和_;_;形成的形成的_和和_ _ 提供给暗反应。提供给暗反应。2.2

20、.光合作用的实质是：把光合作用的实质是：把_和和_转变转变为有机物，把为有机物，把_转变成转变成_,_,贮藏在有贮藏在有机物中。机物中。3.3.在光合作用中，葡萄糖是在在光合作用中，葡萄糖是在_中形成中形成的，氧气是在的，氧气是在_中形成的，中形成的，ATPATP是在是在_中形成的，中形成的，COCO2 2是在是在_固定的。固定的。水的光解水的光解形成形成ATPATPHHATPATPCOCO2 2H H2 2O O光能光能化学能化学能暗反应暗反应光反应光反应光反应光反应暗反应暗反应4 4在光照等适宜条件下，将培养在在光照等适宜条件下，将培养在CO2CO2浓度为浓度为1%1%环境中的某植物迅速转

21、移到环境中的某植物迅速转移到CO2CO2浓度为浓度为0.003%0.003%的环境中，其叶片暗反应中的环境中，其叶片暗反应中C3C3和和C5C5化合化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图。回答问题：物微摩尔浓度的变化趋势如下图。回答问题：(1)(1)图中物质图中物质A A是是_(C3_(C3化合物、化合物、C5C5化合物化合物) )。(2)(2)在在CO2CO2浓度为浓度为1%1%的环境中，物质的环境中，物质B B的浓度比的浓度比A A的低，的低，原因是原因是_，将，将CO2CO2浓度从浓度从1%1%迅速降迅速降低到低到0.003%0.003%后，物质后，物质B B浓度升高的原因是浓度升高的原因是_

22、。(3)(3)若使该植物继续处于若使该植物继续处于CO2CO2浓度为浓度为0.003%0.003%的环境中，的环境中，暗反应中暗反应中C3C3和和C5C5化合物浓度达到稳定时，物质化合物浓度达到稳定时，物质A A的浓的浓度将比度将比B B的的_(_(低、高低、高) )。(4)CO2(4)CO2浓度为浓度为0.003%0.003%时，该植物光合速率最大时所需时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比要的光照强度比CO2CO2浓度为浓度为1%1%时的时的_(_(高、低高、低) )，其原因是其原因是_。解析解析(1)CO(1)CO2 2浓度降低时，浓度降低时，C C3 3化合物产生减少而消耗化合物产

23、生减少而消耗继续，故继续，故C C3 3化合物的浓度降低，所以物质化合物的浓度降低，所以物质A A代表的是代表的是C C3 3化合物。化合物。(2)(2)在正常情况下，在正常情况下，1 mol CO1 mol CO2 2与与1 mol C1 mol C5 5化化合物结合形成合物结合形成2 mol C2 mol C3 3化合物，即化合物，即C C3 3化合物的浓度是化合物的浓度是C C5 5化合物浓度的化合物浓度的2 2倍。倍。COCO2 2浓度迅速下降到浓度迅速下降到0.003%0.003%后，后，C C5 5化合物的产生量不变而消耗量减少，故化合物的产生量不变而消耗量减少，故C C5 5化合

24、物的浓化合物的浓度升高。度升高。(3)CO(3)CO2 2浓度继续处于浓度继续处于0.003%0.003%时，因光反应产时，因光反应产物物HH和和ATPATP的积累而抑制光反应过程，足量的的积累而抑制光反应过程，足量的HH和和ATPATP引起暗反应中引起暗反应中C C5 5化合物的浓度又逐渐降低，而化合物的浓度又逐渐降低，而C C3 3化化合物的浓度逐渐升高，在达到相对稳定时，合物的浓度逐渐升高，在达到相对稳定时，C C3 3化合物化合物的浓度仍是的浓度仍是C C5 5化合物浓度的化合物浓度的2 2倍。倍。(4)CO(4)CO2 2浓度较低时，暗反应减弱，需要的浓度较低时，暗反应减弱，需要的H

25、H和和ATPATP量减少，故量减少，故COCO2 2浓度为浓度为0.003%0.003%时，在较低的光照强度时，在较低的光照强度时就能达到最大光合速率。时就能达到最大光合速率。答案答案(1)C(1)C3 3化合物化合物(2)(2)暗反应速率在该环暗反应速率在该环境中已达到稳定，即境中已达到稳定，即C C3 3和和C C5 5化合物的含量稳定，化合物的含量稳定，根据暗反应的特点，此时根据暗反应的特点，此时C C3 3化合物的分子数化合物的分子数是是C C5 5化合物的化合物的2 2倍当倍当COCO2 2浓度突然降低时，浓度突然降低时，C C5 5化合物的合成速率不变，消耗速率却减慢，化合物的合成

26、速率不变，消耗速率却减慢，导致导致C C5 5化合物积累化合物积累(3)(3)高高(4)(4)低低COCO2 2浓度浓度低时，暗反应的强度低，所需的低时，暗反应的强度低，所需的ATPATP和和HH少少下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：图中图中A A是是_,B_,B是是_,_,它来自于它来自于_的分解。的分解。图中图中C C是是_，它被传递到叶绿体的，它被传递到叶绿体的_部位，用部位，用于于_ 。图中图中D D是是_，在叶绿体中合成，在叶绿体中合成D D所需的能量来自所需的能量来自_图中图中G_,FG_,F是是_,J_,J是是_图中的图中的H H表示表示_， H H为为I I提供提供_光光H2OBACDE+