光合作用的原理和应用

关于光合作用的原理和应用第1页，共40页，2023年，2月20日，星期三双层膜结构基质基粒片层基粒酶色素知识回顾第2页，共40页，2023年，2月20日，星期三一、光合作用的探究历程实验1、海尔蒙特（比利时）实验1648实验2、普利斯特利（英）实验1771实验3、英格豪斯（荷兰）实验1779（见课本）实验4、萨克斯（德）实验1864实验5、恩格尔曼（美）实验1880实验6、鲁宾和卡门（美）实验1939实验7、卡尔文（美）实验1939总结第3页，共40页，2023年，2月20日，星期三将柳树苗栽种到木桶里，内有已知干重的土壤，加桶盖，只用纯净的雨水浇灌，五年后，柳树的质量增加了76.7kg，而土壤减少0.0567kg。海尔蒙特的结论是：植物的物质积累来源于水。柳树真的只需要水就能长大吗？你认为海尔蒙特忽视了哪个重要因素？第4页，共40页，2023年，2月20日，星期三普利斯特利（英）实验1771

结论：绿色植物可以更新空气第5页，共40页，2023年，2月20日，星期三1779年，荷兰科学家英格豪斯的实验：普利斯特利的实验只有在光照下才能成功；植物体只有绿叶才能更新污浊的空气。1785年，人们明确绿叶在光下放出的是氧气，吸收的是二氧化碳；1845年，梅耶指出，植物在进行光合作用时，把光能转变成化学能储存起来。第6页，共40页，2023年，2月20日，星期三一半曝光，一半遮光在暗处放置几小的叶片萨克斯（德）实验1864

暗处理光照酒精脱色碘蒸汽处理第7页，共40页，2023年，2月20日，星期三问题1：萨克斯的实验目的是什么？问题2：为什么对植物进行一昼夜的暗处理？问题3：为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢？验证光合作用的产物为了将叶片中原有的淀粉运走耗尽进行对照第8页，共40页，2023年，2月20日，星期三问题1：萨克斯的实验目的是什么？问题2：为什么对植物进行一昼夜的暗处理？问题3：为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢？验证光合作用的产物为了将叶片中原有的淀粉运走耗尽进行对照第9页，共40页，2023年，2月20日，星期三恩格尔曼实验恩格尔曼的实验说明了什么问题？第10页，共40页，2023年，2月20日，星期三

极细光束黑暗中光照下结论：O2是由叶绿体产生的，叶绿体是光合作用的场所。光合作用需要光照。第11页，共40页，2023年，2月20日，星期三20世纪30年代，鲁宾和卡门（美）的同位素标记实验：这个实验可以得出什么结论？光合作用产生的O2来自于H2O。第12页，共40页，2023年，2月20日，星期三美国卡尔文用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C的去向，称为卡尔文循环。第13页，共40页，2023年，2月20日，星期三年代科学家结论1771普利斯特利植物可以更新空气1779英格豪斯只有在光照下只有绿叶才可以更新空气1845R.梅耶植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来1864萨克斯绿色叶片光合作用产生淀粉1880恩格尔曼氧由叶绿体释放出来，叶绿体是光合作用的场所1939鲁宾卡门光合作用释放的氧来自水20世纪40代卡尔文光合产物中有机物的碳来自CO2光合作用探索历程总结：第14页，共40页，2023年，2月20日，星期三小结:萨克斯的实验说明光合作用的产物有（),光合作用的条件需要()；鲁宾和卡门的实验说明了光合作用的产物氧气中的氧全部来自原料中的（)；恩格尔曼的实验说明了光合作用的场所是()，光合作用放出（）。

第15页，共40页，2023年，2月20日，星期三通过以上的研究和探索，分析光合作用的原料、产物、场所和条件分别是什么？第16页，共40页，2023年，2月20日，星期三场所：叶绿体条件：光能原料：二氧化碳、水产物：糖类（CH2O)、氧气二、光合作用总反应式：CO2+H2*

O光能叶绿体（CH2O)+*O2三、光合作用的定义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。第17页，共40页，2023年，2月20日，星期三

第18页，共40页，2023年，2月20日，星期三H2O

①水的光解O2[H]ADP+Pi酶②ATPco2C5光反应2c3①固定供氢酶酶供能②还原(CH2O)[糖类、脂肪、蛋白质]多种酶参加催化暗反应能量转化:光能ATP活跃化学能稳定化学能元素转移O元素:H2＊O

＊O2C元素:＊C

O2＊C3＊（CH2O）光能第19页，共40页，2023年，2月20日，星期三条件：光、色素、酶场所：反应水的光解：ATP的合成：基粒类囊体薄膜上H2O[H]+O2光、叶绿体中的色素ADP＋Pi＋光能ATP酶光能1.光反应阶段吸收、传递和转换光能能量转变：ATP中活跃的化学能产物：[H]、O2、ATP第20页，共40页，2023年，2月20日，星期三条件：不需光，需多种酶场所：叶绿体基质中过程CO2的固定：CO2＋C52C3酶三碳化合物的还原：ATP中活跃的化学能2.暗反应阶段C3+[H](CH2O)+C5酶ATPADP+Pi能量转变：有机物中稳定的化学能产物：（CH2O）、ADP、Pi第21页，共40页，2023年，2月20日，星期三H2OO2[H]ADP+PiATPCO22C3C5(CH2O)糖类蛋白质脂肪光合作用的过程第22页，共40页，2023年，2月20日，星期三

整个光合作用过程中的物质变化和能量变化分别是什么？物质变化：无机物能量变化：光能转变转变光合作用的实质：有机物糖类等有机物中的化学能

第23页，共40页，2023年，2月20日，星期三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↑第24页，共40页，2023年，2月20日，星期三项目光反应暗反应反应场所反应条件物质变化能量变化联系叶绿体的类囊体膜上叶绿体的基质上

光、色素、酶ATP、[H]、

酶、CO2光能ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能有机物中稳定化学能光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应产生ADP和Pi为光反应提供原料小结：光合作用光反应和暗反应的比较水的光解；ATP的合成CO2的固定；三碳化合物的还原第25页，共40页，2023年，2月20日，星期三五、影响光合作用的因素及在生产实践中的应用（1）光对光合作用的影响光照时间长，光合作用时间长，有利于植物的生长发育。③光照时间植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加而增加，但光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增加②光照强度叶绿体中色素的吸收光波主要在红光和蓝紫光。①光的波长第26页，共40页，2023年，2月20日，星期三生产上应适时灌溉，保证植物生长所需要的水分。当植物叶片缺水时，气孔会关闭，减少水分的散失，同时影响CO2进入叶内，暗反应受阻，光合作用下降。（4）水分的供应生产上使田间通风良好，供应充足的CO2在一定范围内，植物光合作用强度随着CO2浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度不再增加。（3）CO2浓度生产上白天升温，增强光合作用，晚上降低室温，抑制呼吸作用，以积累有机物。温度低，光合速率低。随着温度升高，光合速率加快，温度过高时会影响酶的活性，光合速率降低。（2）温度第27页，共40页，2023年，2月20日，星期三化能合成作用自养生物以光为能源，以CO2和H2O（无机物）为原料合成糖类（有机物），糖类中储存着由光能转换来的能量。例如绿色植物。异养生物只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。例如人、动物、真菌及大多数的细菌。化能合成作用利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。少数的细菌，如硝化细菌、铁细菌、硫细菌。光能自养生物化能自养生物所需的能量来源不同（光能、化学能）第28页，共40页，2023年，2月20日，星期三化能合成作用2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量2HNO2+O22HNO3+能量

能量硝化细菌的化能合成作用6CO2+6H2O(CH2O)+6O2第29页，共40页，2023年，2月20日，星期三1.叶绿体中的色素所吸收的光能，用于_______和____________;形成的________和__________提供给暗反应。2.光合作用的实质是：把______和_______转变为有机物，把_______转变成_______,贮藏在有机物中。3.在光合作用中，葡萄糖是在________中形成的，氧气是在_________中形成的，ATP是在_______中形成的，CO2是在_______固定的。水的光解形成ATP[H]ATPCO2H2O光能化学能暗反应光反应光反应暗反应练一练第30页，共40页，2023年，2月20日，星期三1、在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉的是（）

A、[H]B、C5化合物C、ATPD、CO2B2、与光合作用光反应有关的是（）①H2O②ATP③ADP④CO2A.①②③B.②③④C.①②④D.①③④A3、将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的C02条件下。如果将环境中C02含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况依次是A.上升；下降；上升B.下降；上升；下降C.下降；上升；上升D.上升；下降；下降C第31页，共40页，2023年，2月20日，星期三4、光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是（）A.叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应B.叶绿体类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应D.叶绿体基质中进行暗反应,不进行光反应D5、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．③④C．①②D．④③B第32页，共40页，2023年，2月20日，星期三6、光合作用过程的正确顺序是（）①二氧化碳的固定②氧气的释放③叶绿素吸收光能④水的光解⑤三碳化合物被还原A.④③②⑤①B.④②③⑤①C.③②④①⑤D.③④②①⑤7、在暗反应中，固定二氧化碳的物质是（）Ａ．三碳化合物Ｂ．五碳化合物Ｃ．［Ｈ］Ｄ．氧气ＤＢ第33页，共40页，2023年，2月20日，星期三8、在光照充足的环境里，将黑藻放入含有18O的水中，过一段时间后，分析18O放射性标记，最先（）A、在植物体内的葡萄糖中发现B、在植物体内的淀粉中发现C、在植物体内的淀粉、脂肪、蛋白质中均可发现D、在植物体周围的空气中发现D第34页，共40页，2023年，2月20日，星期三9、某科学家用含有14C的CO2来追踪光合作用中的C原子，14C的转移途径是（）A、CO2叶绿体ATPB、CO2叶绿素ATPC、CO2乙醇糖类D、CO2三碳化合物糖类D10、在光合作用过程中，能量的转移途径是A、光能ATP叶绿素葡萄糖B、光能叶绿素ATP葡萄糖C、光能叶绿素CO2葡萄糖D、光能ATPCO2葡萄糖B第35页，共40页，2023年，2月20日，星期三11、下列各生物中属于自养型的原核生物是（）A海带B衣藻C硝化细菌D大肠杆菌12、下列措施中不会提高温室蔬菜产量的是（）A增大氧气浓度B增大二氧化碳浓度C增强光照强度D调节室温13、对某植物做如下处理（甲）持续光照10MIN，（乙）光照5S后再黑暗处理5S，连续交替进行20MIN，若其他条件不变，则在甲乙两种情况下植物所制造的有机物总量是（）A甲多于乙B甲少于乙C甲和乙相等D无法确定

ABC第3