光合作用的原理和应用全

光合作用的原理和应用全第一页，共六十二页，2022年，8月28日光合作用的定义

光合作用是指

通过

，利用

，把

和

转化成

，并且释放出

的过程。绿色植物叶绿体光能二氧化碳水储存着能量的有机物氧气第二页，共六十二页，2022年，8月28日结论：植物的物质积累不是来自于土壤，而是完全来源于水。开始时5年后实验前后的差值柳树的质量2.3kg76.7kg干土的质量90.8kg90.7kg+74.4kg－0.1kg17世纪比利时海尔蒙特柳苗栽培实验第三页，共六十二页，2022年，8月28日

直到18世纪中期，人们一直以为只有土壤中的水分是植物建造自身的原料，而没有考虑植物能否从空气中得到什么。第四页，共六十二页，2022年，8月28日1.普利斯特利（英）实验1771

结论：绿色植物可以更新空气普利斯特利没有发现光在植物更新空气中的作用。第五页，共六十二页，2022年，8月28日①普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功。②植物体只有绿叶才能更新空气。2、英格豪斯实验（1779年）

此时，人们尚不了解植物吸收和放出的究竟是什么气体。1785年，由于发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳第六页，共六十二页，2022年，8月28日提出问题：光能哪里去了？1845年，德国科学家梅耶根据能量转化与守恒定律明确指出：植物进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。光能转换成化学能，贮存于什么物质中呢？提出问题：即植物在吸收水分和二氧化碳、释放氧气的过程中，还产生了什么物质呢？第七页，共六十二页，2022年，8月28日一半曝光，一半遮光在暗处放置几小的叶片萨克斯（德）实验1864

暗处理光照碘蒸汽处理目的：消耗掉叶片中的营养物质结论：光合作用的产物除氧气外还有淀粉酒精脱色第八页，共六十二页，2022年，8月28日

光合作用的原料有水和二氧化碳，光合作用释放的氧气到底来自二氧化碳还是水。提出问题：

随着技术的进步，人们对同位素有了更多了解，这为解决氧气来自水还是二氧化碳提供了研究手段。同位素标记法可用于追踪物质的运行和变化规律用同位素标记的化合物，化学性质不会改变第九页，共六十二页，2022年，8月28日同位素标记法：

科学家通过追踪

的化合物，可以弄清

的详细过程。这种方法叫做同位素标记法。同位素标记化学反应第十页，共六十二页，2022年，8月28日光合作用释放的O2到底是来自H2O

，还是CO2呢？H2OC18O2CO2光照下的小球藻悬液H218OO218O21939年鲁宾、卡门同位素标记法研究氧的同位素：18O结论：光合作用释放的氧气来自水。第十一页，共六十二页，2022年，8月28日提出问题：光合作用产生的有机物又是怎样合成的呢？研究方法：同位素标记法碳的同位素：14C美国科学家卡尔文实验：实验材料：小球藻（一种单细胞的绿藻）

用14CO2供小球藻进行光合作用，然后追踪检测其放射性，最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。卡尔文循环第十二页，共六十二页，2022年，8月28日卡尔文循环第十三页，共六十二页，2022年，8月28日年代科学家结论1771年普利斯特利植物可以

.1779年英格豪斯只有在

只有

才可以更新空气1845年梅耶光合作用把

转化成

.1864年萨克斯绿叶通过光合作用产生

.1939年鲁宾和卡门光合作用释放的氧气是来自

.20世纪40年代卡尔文光合作用产生的有机物中的碳来自

.更新空气光照下绿叶光能化学能淀粉水CO21880年恩格尔曼：光合作用的场所是叶绿体第十四页，共六十二页，2022年，8月28日植物可以更新空气条件：光、绿叶吸收CO2，放出O2光能转换成化学能储存起来产物：淀粉(CH2O)同位素标记法：H218O→18O214CO2→有机物中的碳第十五页，共六十二页，2022年，8月28日第十六页，共六十二页，2022年，8月28日第十七页，共六十二页，2022年，8月28日光合作用：原料：CO2

和H2O叶绿体光能产物：有机物和氧气光合作用反应式：CO2+H2O(CH2O)+O2光能叶绿体＊＊＊＊条件：色素和酶场所：第十八页，共六十二页，2022年，8月28日光合作用的过程与化能合成作用第十九页，共六十二页，2022年，8月28日光合作用的过程：3、请阅读课文P103—104页有关光合作用过程的内容，思考：(1)光反应阶段和暗反应阶段在所需条件、进行场所、物质变化、能量转换方面的区别；(2)填表比较光合作用过程中的两个阶段光反应暗反应1、写出光合作用的总反应式：2、根据是否需要光，光合作用的过程可以概括地分为

和

两个阶段。第二十页，共六十二页，2022年，8月28日叶绿体色素2H2O水的光解叶绿体色素O2[H]ADP＋Pi酶ATP2C3多种酶参加催化供氢供能还原CH2O暗反应光反应CO2C5固定色素光能第二十一页，共六十二页，2022年，8月28日1.光反应阶段酶光、色素、叶绿体内的类囊体膜上水的光解：H2O[H]+O2光能酶（还原剂）ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能）ATP酶条件：场所：物质变化：能量变化：光能转变为ATP中活跃的化学能光反应色素ADP+PiATP2H2OO2酶吸收光解光能4[H]第二十二页，共六十二页，2022年，8月28日2.暗反应阶段CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的还原：ATP[H]、ADP+Pi叶绿体的基质中多种酶、条件：场所：物质变化：能量变化：

ATP中活跃的化学能转变为糖类等

有机物中稳定的化学能2C3酶[H]、ATP暗反应2C3CH2OC5多种酶固定还原CO2ADP+PiATP酶能[H]暗反应糖类(CH2O)第二十三页，共六十二页，2022年，8月28日3.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[H]、ATP暗反应ADP、Pi第二十四页，共六十二页，2022年，8月28日光反应阶段暗反应阶段进行部位条件物质变化能量变化联系叶绿体类囊体薄膜上

叶绿体基质中光、色素和酶不需光、多种酶、ATP、[H]光反应为暗反应提供还原剂[H]和能量ATP暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料水的光解2H2O→4[H]+O2合成ATP

ADP+Pi

→ATP光

酶光能CO2的固定CO2+C5→2C3C3的还原2C3(CH2O)

酶

酶ATP[H]4.光反应阶段和暗反应阶段的比较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第二十五页，共六十二页，2022年，8月28日

请分析光下的植物突然停止光照后，其体内的C5化合物和C3化合物的含量如何变化？停止光照光反应停止请分析光下的植物突然停止CO2的供应后，其体内的C5化合物和C3化合物的含量如何变化？[H]

↓

ATP↓还原受阻C3

↑C5↓CO2↓固定停止C3↓C5↑

（CH2O）CO2C52C3[H]酶固定还原供氢供能ATP第二十六页，共六十二页，2022年，8月28日叶绿体处不同条件下，C3、C5、NADPH、ATP以及(CH2O)合成量的动态变化条件C3C5NADPH和ATP(CH2O)合成量停止光照CO2供应不变增加下降减少或没有减少或没有突然光照CO2供应不变减少增加增加增加光照不变停止CO2供应减少增加增加减少或没有光照不变CO2供应增加增加减少减少增加光照、CO2供应不变、(CH2O)运输受阻增加减少增加减少第二十七页，共六十二页，2022年，8月28日

1、光合作用发生的部位是

。

抢答题２、光合作用分为

和

两个阶段。３、光合作用释放氧气来自于

物质。４、光合作用中的ＡＴＰ形成于

反应阶段。

５、光反应为暗反应提供

和

物质。

叶绿体６、光反应场所______________，

暗反应场所是_______________。光反应暗反应水光［Ｈ］ATP类囊体薄膜叶绿体基质第二十八页，共六十二页，2022年，8月28日

抢答题８、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

。７、二氧化碳中碳的转移途径是

。co2c3(CH2O)光能活跃化学能ATP中ATP中活跃化学能有机物中稳定化学能五碳化合物第二十九页，共六十二页，2022年，8月28日

下图是利用小球藻进行光合作用时的实验示意图，图中A物质和B物质的相对分子质量比是（）A．1∶2 B．2∶1 C．8∶9 D．9∶8C

一展身手第三十页，共六十二页，2022年，8月28日1、光合作用中光反应阶段为暗反应阶段提供了（）

A．O2和C3化合物

B．叶绿体色素

C．H20和O2

D．[H]和ATPD举一反三第三十一页，共六十二页，2022年，8月28日2、在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉的是（）

A、[H]B、五碳化合物

C、ATPD、二氧化碳B第三十二页，共六十二页，2022年，8月28日3、光合作用过程中，产生ADP和消耗ADP的部位在叶绿体中依次为()①外膜②内膜③基质④类囊体膜

A．③②B．③④

C．①②D．④③B第三十三页，共六十二页，2022年，8月28日4、叶绿体中色素的作用是()A.固定二氧化碳

B.还原二氧化碳

C.形成葡萄糖

D.吸收、传递、转化光能D第三十四页，共六十二页，2022年，8月28日5.下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：①图中B是

，它来自于

的分解。②图中C是——，它被传递到叶绿体的——部位，用于——。③图中D是——，在叶绿体中合成D所需的能量来自——

④图中的H表示——，H为I提供——光H2OBACDE+PiFGCO2JHIＯ2水[H]基质C3的还原ATP色素吸收的光能光反应[H]和ATP第三十五页，共六十二页，2022年，8月28日光合作用与呼吸作用的区别：光合作用呼吸作用原料产物能量转换发生场所

条件实质CO2、H2OO2、葡萄糖等有机物O2、葡萄糖等有机物CO2、H2O等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能→活跃的化学能叶绿体线粒体、细胞质基质光照下才可发生光下、暗处都可发生合成有机物，储存能量分解有机物，释放能量第三十六页，共六十二页，2022年，8月28日化能合成作用自养生物异养生物自养生物与异养生物的本质区别化能合成作用光合作用与化能合成作用的比较自养生物的类型第三十七页，共六十二页，2022年，8月28日自养生物

能利用CO2等无机物制造有机物的生物。异养生物

不能利用CO2制造有机物，只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动的生物。自养生物与异养生物的本质区别

能否利用CO2等无机物制造有机物。第三十八页，共六十二页，2022年，8月28日化能合成作用

少数种类的细菌，能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，这种合成作用叫做化能合成作用。实例：硝化细菌的化能合成作用化学能第三十九页，共六十二页，2022年，8月28日2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量硝化细菌2HNO2+O22HNO3+能量硝化细菌CO2+H2O（CH2O）+O2能量第四十页，共六十二页，2022年，8月28日光合作用化能合成作用相同点不同点(利用的能量不同)光合作用和化能合成作用的异同把二氧化碳和水合成有机物利用的是光能利用的是化学能体外环境中无机物氧化释放的能量第四十一页，共六十二页，2022年，8月28日自养生物的类型光能自养型生物化能自养型微生物绿色植物光合细菌如：硝化细菌第四十二页，共六十二页，2022年，8月28日第四十三页，共六十二页，2022年，8月28日第四十四页，共六十二页，2022年，8月28日光合作用原理的应用探究：环境因素对光合作用强度的影响如何定量表示光合作用的强度？

光合作用的强度可通过测定一定时间内

的数量来定量的表示。原料的消耗或产物生成CO2消耗量O2或有机物的生成量提高光合作用的强度

增加农作物产量的措施之一第四十五页，共六十二页，2022年，8月28日影响光合作用的因素有哪些？光照、CO2、温度、水、矿质元素等探究：环境因素对光合作用强度的影响实验原理：内因：酶、色素等外因：

CO2+2H2O*光能叶绿体(CH2O)+H2O+O2*原料条件产物

光照

矿质元素

温度CO2浓度

水分怎样才能提高光合作用强度？

第四十六页，共六十二页，2022年，8月28日参考案例：探究光照强弱对光合作用强度的影响⑴实验材料的选择及处理：同种生长旺盛的绿叶打孔器小圆形叶片30片让叶片内部气体逸出（方法）放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用大小相同，避开大的叶脉第四十七页，共六十二页，2022年，8月28日⑵分析变量：自变量：

控制方法：

因变量：

观察方法：

无关变量：光照强弱改变台灯与烧杯之间的距离光合作用强度（O2的产生量）

同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量①实验叶片：同种、生长状况相同、小圆形叶片大小相同、等量…②烧杯中清水：等量，有足够的CO2第四十八页，共六十二页，2022年，8月28日【增加农作物产量的措施

——提高光合作用的强度】1、光照的控制2、控制温度的高低：3、适当提高环境中

的浓度CO2晴天：白天适当提高温度，夜间适当降低温度，增大昼夜温差。延长光照时间，增大光照强度第四十九页，共六十二页，2022年，8月28日新疆的哈密地区：位于我国高纬度地区1、夏季的白天长2、阳光充足，光照强烈光合作用时间长，强度大，积累的糖类较多。3、夜间温度比较低。

细胞呼吸相对比较弱，消耗的糖类物质比较少。昼夜温差较大,积存的糖类比较多实例：第五十页，共六十二页，2022年，8月28日哈密瓜第五十一页，共六十二页，2022年，8月28日

光合速率(光合强度)：是指一定量的植物（如一定的叶面积）在单位时间内进行多少光合作用（如产生多少O2、消耗多少CO2、合成多少淀粉）表观（净）光合速率、真正（总）光合速率表观光合速率=真正光合速率—呼吸速率影响光合速率的环境因素O2的产生量（真）CO2的消耗量（真）光合作用C6H12O6产生量（真）

＝O2的释放量（净）＋呼吸作用的耗O2量＝CO2吸收量（净）＋呼吸作用CO2的产生量＝光合作用C6H12O6积累量（净）＋呼吸作用C6H12O6消耗量第五十二页，共六十二页，2022年，8月28日1.光照强度A点：AB段：B点：BC段：C点：光照强度为0时只进行细胞呼吸，释放C02量代表此时的呼吸强度

随光照强度增强，光合作用逐渐增强，C02的释放量逐渐减少,因一部分用于光合作用

光补偿点,此时细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用速率=细胞呼吸速率

随光照强度不断增强，光合作用不断增强

光饱和点,光照强度达到一定值时，光合作用不再增强

净第五十三页，共六十二页，2022年，8月28日AB光照强度0吸收CO2C2C1abcA点：黑暗时，只进行细胞呼吸区别植物体的吸收或释放与叶绿体的吸收和释放CO2O2第五十四页，共六十二页，2022年，8月28日AB段：弱光下，光合作用小