光合作用的原理和应用2

光合作用的原理和应用光合作用的探究历程问题1：植物为什么会生长？古希腊亚里士多德：认为：根吸收土壤中的养分土壤减少的重量=植物增加的重量五年后

1642年，海尔蒙特实验柳树增重74.47kg土壤减少0.06kg结论：植物增重主要来自水分讨论：实验的不足在哪里呢？没有考虑到空气的影响一段时间后一段时间后1771年普利斯特利实验普利斯特利实验结论：植物可以更新空气。不足：没有考虑到光照的影响。1779年，荷兰的英根豪斯结论1：只有在光下植物才能更新空气。结论2：植物体的绿叶在光下才能更新空气。普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功1782年,拉瓦锡实验光合作用过程需要CO2参与结果结论：

1845年，德国科学家梅耶指出：植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。

光合作用吸收CO2，释放O2，还可能消耗了H2O

。1785年，发现了空气的组成问题2：植物光合作用在什么条件下将光能转化成化学能？转化的化学能储存在什么物质中？1864年,德国植物学家萨克斯实验绿色叶片黑暗处理曝光遮光碘蒸汽不变蓝48小时2小时变蓝结论：1.光合作用的产物是淀粉2.光合作用需要光结论：叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。1880年德国科学家恩吉尔曼现象：分析：在没有空气的黑暗环境中好氧细菌只集中在被光线照射的叶绿体附近。光线照射部位进行光合作用产生了氧气。问题3：植物光合作用的具体场所在哪里？问题4光合作用释放的O2到底是来自H2O，还是CO2呢？1939年美国鲁宾卡门证实:光合作用释放的氧气来于水C18O2O2CO218O2H2OH218O光照下的球藻悬液同位素标记法研究20世纪４0年代,美国科学家卡尔文(M.Calvin)碳的同位素C14(CH2O)+O214CO2+H2O14光能叶绿体问题5：光合作用产生的有机物中的碳，是否来自CO2呢？同位素标记法研究(CH2O)+O216CO2+H2O16光能叶绿体

结论：光合作用产生的有机物中的碳来自CO2。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1.场所：叶绿体2.动力：光3.原料：二氧化碳水4.产物：糖类氧气

通过以上的研究和探索，你知道光合作用的场所、动力、原料、产物是分别是什么吗？CO2+H2O光能叶绿体（CH2O)+O2光合作用：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。

根据所学的化学知识可知，水和二氧化碳反应，应该生成什么产物？碳酸哪什么在植物光合作用的过程中产物不是碳酸而是有机物？这说明光合作用过程中水和二氧化碳是否直接反应？哪光合作用的过程是怎样的？其全过程分为几个阶段？不是直接反应的全过程根据条件的不同分为光反应和暗反应两个阶段二、光合作用的过程叶绿体中的色素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]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6CO2+12H2O光能叶绿体C6H12O6+6H2O+6O2光合作用总反应式条件：光、色素、酶场所：物质变化水的光解：ATP的合成：基粒类囊体膜上H2O

[H]+O2光、酶叶绿体中的色素ADP＋Pi

ATP光、酶叶绿体光能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条件：不需光，需多种酶场所：叶绿体基质中物质变化CO2的固定：CO2＋C5

2C3酶C3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↓CO2还原受阻C3

↑

C5↓停止CO2供应CO2固定停止C3↓C5↑光反应暗反应条件场所发生的反应产物能量变化关系有光、色素光反应、多种酶类囊体薄膜上叶绿体基质中1.水的光解2.ATP的生成1.CO2的固定2.C3的还原[H]、ATP、O2CH2O、ADP、Pi光能ATP中活跃化学能稳定化学能光反应[H]、ATP暗反应ADP、Pi3.光反应和暗反应的比较4、光合作用的实质物质变化：把简单的无机物转变为复杂的有机物能量变化：把光能转变成储存在有机物中的化学能5、光合作用的意义:物质转变和能量转变在自然界中所起的作用物质合成全球自养植物每年可以生产(4～5)×1011吨有机物能量转化每年转化太阳能3×1018千焦环境保护每年释放氧气5.35×1011吨“绿色工厂”“巨型能量转化站”“自动空气净化器”三、光合作用原理的运用植物自身因素环境因素对光合作用的影响1）光照2）温度3）二氧化碳浓度4）水分5）矿质元素AB光照强度0吸收CO2阳生植物阴生植物B：光补偿点C：光饱和点C释放CO21.影响光合作用效率的因素—光照强度A：呼吸强度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表观光合速率（净光合速率）：只算从外界吸收的二氧化碳量，不算植物利用的从自身呼吸作用所放出的二氧化碳量，即在光下人们测得从外界吸收的CO2的量。真正光合速率（总光合速率）：是指植物在光下实际转化的二氧化碳的量，包括植物从外界吸收CO2的量，加上呼吸作用释放的CO2量。真光合速率=表观（净）光合速率+呼吸速率注意：如果题中问的是O2的释放量或CO2的吸收量或有机物的积累量，就按净光合速率来算；如果题中问的是O2的产生量或CO2的固定量或有机物的产生量（即制造量），就按总光合速率来算。AB光照强度0吸收CO2CB：光补偿点C：光饱和点B点含义：光合作用等于呼吸作用，此时没有有机物的积累。光饱和现象。Ａ代表该植物的：呼吸强度BA光照强度0吸收CO2C表观光合作用（净光合作用）呼吸作用真正光合作用（实际光合作用）ａｂｃ请用“表观光合作用、呼吸作用、真正的光合作用”填空：ａ代表（）ｂ代表（）ｃ代表（）

阳生植物阴生植物AB光照强度0吸收CO2阳生植物阴生植物C光补偿点、光饱和点：>一天的时间光合作用效率O光照强度121311光合作用效率与光照强度、时间的关系ABCDE101514C点：午后气温高，植物蒸腾作用太强，气孔关闭，CO2供应不足。又称“午休”现象。1、延长光合作用时间：轮作

2、增加光合作用面积：间种套种、合理密植

合理利用光能光合作用的实际应用光合作用速率CO2浓度规律:在一定的浓度范围内,光合作用速率随CO2的浓度增大而加快，超过一定浓度光合作用速率趋于稳定。2.影响光合作用效率的因素—CO2浓度AA点：CO2饱和点应用：正其行、通其风；增施有机肥；施放干冰等光合作用是在酶的催化下进行的，温度直接影响酶的活性。一般植物在10℃～35℃下正常进行光合作用。

3.影响光合作用的因素——温度应用：增加昼夜温差光合速率温度（℃）1020304050N：光合酶及NADP+和ATP的重要组分P：NADP+和ATP的重要组分；维持叶绿体正常结构和功能K：促进光合产物向贮藏器官（果实和种子）运输Mg：叶绿素的重要组分Fe:激活叶绿素合成有关的酶

4.影响光合作用的因素——矿质营养

5.影响光合作用的因素——叶龄ABCD光合速率叶龄AB段：幼嫩叶BC段：成熟叶CD段：衰老叶

叶面积指数是指单位土地面积上植物的总叶面积，叶面积指数越大，叶片交错重叠程度越大。光合（呼吸）作用呼吸作用光合作用叶面积指数02679

5.影响光合作用的因素——光照面积

在一定范围（0-6）内，随着叶面积指数增大，光合效率随之增大；叶面积指数超过一定范围（6-9）时，随着光照面积增大，呼吸作用面积也增大，光合效率随之下降；当叶面积指数超过一定限度（大于9）是呼吸作用反而大于光合作用，植物负增长。延长光合作用时间增加光合作用面积增加光能利用率提高光合作用效率控制光照强弱控制光质控制温度控制CO2供应控制必需矿质元素供应控制H2O供应提高复种指数（轮作）温室中人工光照合理密植间作套种通风透光在温室中施有机肥，使用CO2发生器阴生植物阳生植物应用——提高农作物产量的措施红光和蓝紫光适时适量施肥合理灌溉增大昼夜温差四、化能合成作用人、动物和植物最大的区别是什么自养生物：能利用简单无机物（CO2和H2O）合成有机物[(CH2O)]的生物.

异养生物:不能利用简单无机物（CO2和H2O）合成有机物[(CH2O)],只能以现成的有机物为营养的生物.2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量能量6CO2+6H2O(CH20)+6O2硝化细菌的化能合成作用2HNO2+O22HNO3+能量

化能合成作用：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的合成作用。生物根据营养方式的分类一：根据同化作用分类生物自养型：兼性厌氧型：酵母菌厌氧型：乳酸菌、破伤风杆菌、蛔虫等需氧型：大多数生物异养型：动物、寄生生物、腐生生物化能自养型：硝化细菌、铁细菌、硫细菌光能自养型：绿色植物、光合细菌、蓝藻等二：根据异化作用分类生物

1、光合作用发生的部位是

。

巩固练习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。８、光反应阶段能量变化是:

。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７、二氧化碳中碳的转移途径是

。

光能

ATP中活跃化学能CO2C3(CH2O)11.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（）A、水分产生的[H]数量不足B、叶绿体利用的光能合成的ATP不足C、空气中CO2量相对增多，而起抑制作用D、暗反应中三碳化合物产生的量太少9、暗反应阶段能量变化是:10、若白天突中断了二氧化碳的供应，则首先积累起来的物质是

。五碳化合物ATP中活跃化学能有机物中稳定化学能D13、在温室中栽培作物，如遇持续的阴雨天气，为了保证作物的产量，对温度的控制应当（）A．降低温室温度，保持昼夜温差B．提高温室温度，保持昼夜温差