5.4.2光合作用的原理和应用课件

第4节光合作用与能量光合作用原理和应用一、导入新课（蓝绿色）叶绿素a（黄绿色）叶绿素b（橙黄色）胡萝卜素叶黄素（黄色）

叶绿素（约占3/4，主要吸收红光和蓝紫光）

类胡萝卜素（约占1/4，主要吸收蓝紫光）绿叶中的色素叶绿体双层膜基质中有许多由囊状结构堆叠而成的基粒光合色素分布在类囊体薄膜上，光合作用的酶分布在类囊体薄膜和基质温故知新二、讲授新课光合作用的概念CO2+H2O叶绿体光能（CH2O）+O2光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将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。二、讲授新课（三）光合作用的原理1、叶绿体如何将光能转化为化学能？2、光合作用如何将化学能储存在糖类等有机物中的？3、光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化碳呢？（三）光合作用的原理1．探究光合作用原理的部分实验（三）光合作用的原理1．探究光合作用原理的部分实验

3、1937年，英国植物学家希尔：化学反应式：像这样，离体叶绿体在适当条件下发生水的光解，产生氧气的化学反应称作希尔反应。（三）光合作用的原理1．探究光合作用原理的部分实验结论：光合作用释放的氧全部来自水。同种植物CO2H2O1941年，鲁宾、卡门实验同位素标记法C18O2H218O18O2O2甲组乙组（三）光合作用的原理1．探究光合作用原理的部分实验

1954年，美国科学家阿尔农发现，在光照下，叶绿体可合成ATP。

1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。（三）光合作用的原理根据是否需要光能，这些化学反应可以概括地分为光反应和暗反应，现在也称为碳反应，两个阶段。2．光合作用的过程光合作用过程的示意图（三）光合作用的原理叶绿体色素H2O水的光解叶绿体色素O2NADPHADP＋PiATP色素光能2．光合作用的过程——光反应（三）光合作用的原理条件：光、色素、酶场所：物质变化水的光解：ATP的合成：叶绿体类囊体薄膜上光能能量转变：ATP中活跃的化学能产物：O2、NADPH、ATPH2ONADPH+O2光ADP＋Pi

+光能ATP酶2．光合作用的过程——光反应（三）光合作用的原理2C3C5NADPHADP+Pi（CH2O）+H2OATP多种酶参加催化酶CO2还原固定酶供能卡尔文循环2．光合作用的过程——暗反应（三）光合作用的原理条件：有光无光都可，需要多种酶场所：叶绿体基质物质变化CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的还原：ATP中活跃的化学能2C3+NADPH（CH2O）+C5酶ATPADP+Pi能量变化：有机物中稳定的化学能产物：（CH2O）

、ADP、Pi2．光合作用的过程——暗反应光反应阶段（叶绿体类囊体薄膜）暗反应阶段（叶绿体基质）ADP+PiNADP+C18O22C3C5（CH218O）多种酶参加催化固定还原ATPNADPH光能叶绿体中的色素18O2水的光解H218O（三）光合作用的原理2．光合作用的过程4、光合作用中元素的转移①H的转移：H2O→NADPH→(CH2O)②C的转移：CO2→C3→（CH2O）③O的转移：CO2→C3→（CH2O）H2O→O2

思考•讨论6CO2+12H2O光能叶绿体C6H12O6+6H2O+6O2光反应和暗反应区别和联系

光反应阶段暗反应阶段（碳反应）场所条件物质变化能量变化联系项目叶绿体类囊体薄膜上叶绿体基质光、色素、酶多种酶2H2O→O2+4NADPHADP+Pi+能量→ATP光能→ATP、NADPH中的化学能ATP、NADPH中的化学能→糖类中的化学能光反应为暗反应提供ATP和NADPH暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+等原料2C3CO2+C5→2C3NADPH(CH2O)+C5ATP过程四、课堂小结叶绿体中的色素H2OO2水的光解NADPH供氢光能ATPADP+Pi供能CO22C3（CH2O）C5多种酶参加催化还原光反应阶段碳反应阶段（类囊体的薄膜）（叶绿体的基质）叶绿体固定三、课堂反馈C1．如图为光合作用示意图。下列说法错误的是（）A．①表示O2，③表示还原型辅酶Ⅱ，④表示CO2B．暗反应中，CO2首先与C5结合生成C3，然后被还原（CH2O）C．黑暗条件下，光反应停止，暗反应将持续不断地进行下去D．增加光照强度或降低CO2浓度，C3的含量都将减少光合作用强度的表示方法：CO2＋H2O

（CH2O）＋O

2

光能叶绿体？四、影响光合作用的因素及实践应用固定CO2的量制造或产生有机物（糖类）量产生O2的量单位时间内光合作用探究光照强弱对光合作用强度的影响（1）自变量：光照强弱（2）因变量：光合作用强度检测方法：（3）无关变量：要求相同且适宜相同时间小圆形叶片浮起的数量控制方法：不同瓦数的台灯或相同瓦数台灯离实验装置的距离温度等，用中间的盛水玻璃柱吸收热量排除干扰探究光照强弱对光合作用强度的影响

叶片含有空气，上浮抽气叶片

；O2充满细胞间隙，叶片

。光合作用实验原理：下沉上浮（2）因变量：光合作用强度检测方法：相同时间小圆形叶片浮起的数量产生O2探究光照强弱对光合作用强度的影响探究•实践二、方法步骤：1.打孔：用直径为0.6cm的打孔器打出圆形小叶片30片探究光照强弱对光合作用强度的影响探究•实践二、方法步骤：2.将圆形小叶片置于注射器内，使叶片内气体逸出探究光照强弱对光合作用强度的影响探究•实践二、方法步骤：3.将处理过圆形小叶片放入清水中，黑暗保存探究光照强弱对光合作用强度的影响探究•实践二、方法步骤：4.取3只小烧杯，分别倒入富含CO2的清水（1%~2%的NaHCO3溶液）探究光照强弱对光合作用强度的影响探究•实践二、方法步骤：5.向3只小烧杯中各放入10片圆形小叶片，分别置于强、中、弱光下

项目

烧杯

小圆形叶片加富含CO2的清水光照强度叶片浮起数量110片20mL强多210片20mL中中310片20mL弱少6.观察并记录结果探究光照强弱对光合作用强度的影响探究•实践二、方法步骤：三、实验结论：在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强。影响光合作用的因素有哪些？CO2的浓度CO2＋H2O

（CH2O）＋O

2

光能叶绿体？H2O光：光照强度、光质、光照时间温度矿质元素（Mg合成叶绿素）四、影响光合作用的因素及实践应用外因：内因：酶的种类、数量色素的含量叶龄不同1.光——光照强度阴生植物是指在弱光条件下比强光条件下生长良好的植物。阳生植物在强光环境中生长发育健壮，在阴蔽和弱光条件下生长发育不良的植物称阳性植物阴生植物阳生植物2.CO2浓度cCO2饱和点CO2补偿点（限制因素：光强、T等）（C、A'：进行光合作用所需CO2的最低浓度）在一定范围内，光合速率随CO2浓度增大而加快当CO2达到一定浓度时，再增加CO2浓度，光合速率也不再增加，甚至减弱（因为细胞呼吸被抑制，有机物堆积），应用2：大田要“正其行,通其风”；增施农家肥，放干冰，使用CO2发生器3.温度大部分陆生植物，光合酶最适温度：27-28℃，呼吸酶最是温度：35℃O温度A光合速率BC温度直接影响酶的活性。（由于暗反应是酶促反应,故温度主要影响暗反应）应用3：温室栽培时，白天可适当提高温度（增加光合作用强度），夜间适当降低温度(降低细胞呼吸强度，减少有机物的消耗，增加作物产量。)4.水分水是光合作用的原料，直接影响光合作用.应用：预防干旱

合理浇灌1.水是光合作用的原料2.水是体内各种化学反应的介质3.水直接影响气孔的开闭,间接影响CO2进入

N：光合酶及ATP的重要组分P：ATP、磷脂的重要组分；K：促进光合产物向贮藏器官运输

Mg：叶绿素的重要组分5.矿质元素离子（无机盐离子）例如：N，P，K，Mg等应用：合理施肥内因：外因：基因决定酶种类数量不同水分（应用：合理灌溉）矿质元素（应用：合理施肥）温度：影响酶的活性应用：适时播种、昼夜温差大“午休”CO2浓度（升高CO2的浓度：通风、混养、使用农家肥、

加干冰……）

光质（光的颜色）光照光照时间：

（应用：延长光照时间：一年两/三熟）光合面积（叶面指数）（应用：合理密植、间苗、剪枝；适当升高光强度，间作套种（提高光能的利用率）不同植物光合作用不同；不同部位（