5.4光合作用与能量转化第2课时课件高一上学期生物人教版必修1

5.4光合作用和能量转化第二课时自主学习二、光合作用的原理和应用（一）光合作用1.概念：2.主要场所：3.有氧呼吸的化学反应式指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。叶绿体CO2+H2O光能叶绿体（CH2O)+O2糖类叶绿体如何将光能转化为化学能？思考·讨论探索光合作用原理的部分实验19世纪末，科学界普遍认为：资料11928年

科学家发现甲醛对植物有害，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖。资料21937年，英国植物学家希尔发现“希尔反应”。（有H2O，无CO2）光照4Fe3+＋2H2O4Fe2+＋4H+＋O2↑光叶绿体说明水的光解产生氧气C18O2光照射下的小球藻悬液CO2H2OH218O分析鲁宾和卡门做的实验，你能得出什么结论？O218O2

光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于水，并不来源于CO2。希尔的实验能否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水？问不能说明，该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也并没有直接观察到氧元素的转移。光合作用的原料有水和CO2，光合作用释放的O2能否来自CO2？1941年,美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法（同位素标记法），研究了光合作用中氧气的来源。资料31954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。资料4结论：在光照时，叶绿体中生成了ATP。以上实验说明光合作用氧气的产生和糖类的合成不是同一个化学反应，而是分阶段进行的！光合作用分为哪几个阶段？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（碳反应）两个阶段。自主学习阅读书本P103-104，思考并回答以下问题。1.光反应阶段反应的条件、场所、物质变化、能量变化如何？2.暗反应阶段反应的条件、场所、物质变化、能量变化如何？叶绿体色素叶绿体色素H2O水的光解O2NADPHADP＋PiATP色素光能1．光反应条件：光、色素、酶场所：叶绿体类囊体薄膜上物质变化水的光解：2H2O4H++O2酶ATP的合成：ADP＋Pi

+光能ATP酶产物：O2、NADPH、ATP（光反应的ATP只能用于暗反应）能量转变：光能ATP和NADPH中活跃的化学能NADP++4H+NADPH还原型辅酶Ⅱ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：能量变化：ATP、NADPH中活跃的化学能有机物中稳定的化学能产物：（CH2O）

、ADP、Pi、NADP+2．暗反应2C3

（CH2O）+C5酶、ATPNADPH光能H2OCO2还原（CH2O）叶绿体

色素供氢酶供能多种酶参加催化暗反应（叶绿体基质）2C3C5固定ADP+PiATP酶水在光下分解O2NADPHNADP+光反应（叶绿体类囊体薄膜）光合作用过程能量的转移途径：光能ATP、NADPH中活跃化学能(CH2O)中稳定的化学能碳的转移途径：CO2C3（CH2O）光反应和暗反应

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光反应为暗反应提供

；暗反应为光反应提供

等原料。项目叶绿体类囊体薄膜上叶绿体基质光、色素、酶多种酶水的光解：ATP的合成：光能→ATP中活跃的化学能→过程CO2的固定：C3的还原：2H2O→O2+4H+NADP++H+→NADPHADP+Pi+能量→ATPCO2+C5→2C32C3(CH2O)+C5ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能NADPH和ATPADP、Pi、NADP＋小结：拓展提升短时间内条件改变，各物质的变化光能O2H2OATPNADPHNADP+ADP+PiCO2（CH2O）2C3C5条件光照由强到弱，CO2供应不变光照由弱到强，CO2供应不变CO2供应由充足到不足，光照不变CO2供应由不足到充足，光照不变C3含量C5含量NADPH和ATP的含量（CH2O）的合成量增加减少减少减少减少增加增加增加减少增加增加增加增加减少减少减少拓展提升在自然界中，有少数种类的细菌，能够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（自养生物）。

例如：硝化细菌、硫细菌、氢细菌、铁细菌等。2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量2HNO2+O22HNO3+能量CO2+H2O（CH2O）+O2硝化细菌：化能合成作用1.（不定项）如图为光合作用示意图。下列说法正确的是（

）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ABD课堂检测三、光合作用的应用1.光合作用强度：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。2.影响光合作用强度的因素：CO2+H2O叶绿体光能（CH2O）+O2光合速率CO2的浓度H2O光：光照强度、光质、光照时间矿质元素（例如：Mg合成叶绿素）温度3.衡量指标：原料的消耗量（例：CO2的消耗量）产物的生成量（例：有机物的生成量）探究·实践探索光照强度对光合作用强度的影响1.实验原理：叶片含有空气，上浮抽气叶片下沉；光合作用产生O2充满细胞间隙，叶片上浮。2.实验变量：自变量：光照强度因变量：光合作用强度无关变量：如温度、CO2等，要求相同且适宜控制方法：相同瓦数台灯离实验装置的距离检测方法：相同时间小圆形叶片浮起的数量用打孔器打出圆形小叶片用注射器使圆形小叶片内的气体逸出（处理过的叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中）3.实验步骤：控制相同瓦数台灯离实验装置的距离富含CO2的清水甲乙丙叶片浮起数量多叶片浮起数量中叶片浮起数量少强中弱3.观察现象在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强。

4.实验结论：BAC光照强度光合作用强度OCO2的吸收量CO2的释放量呼吸速率光补偿点黑暗有光有光O2CO2A:只进行细胞呼吸O2CO2B:光合作用强度＝细胞呼吸强度光饱和点有光O2CO2O2CO2A-B：细胞呼吸强度>光合作用强度O2CO2O2CO2B-C：细胞呼吸强度<光合作用强度净光合速率总光合速率1.光照强度光合速率与呼吸速率的计算3.（真/总）光合速率：1.呼吸速率：2.净光合速率：绿色植物组织在有光的条件下，光合作用与呼吸作用同时进行，测得的数值表示净光合速率。

绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示呼吸速率。

细胞呼吸消耗的O2量、细胞呼吸释放的CO2量、细胞呼吸消耗的葡萄糖量实际测得的O2释放量、实际测得的CO2吸收量、葡萄糖积累量（增重部分）呼吸速率+净光合速率。

光合作用产生的O2量、光合作用固定的CO2量、光合作用产生的葡萄糖量生产应用CO2的吸收量CO2的释放量0ABCED光照强度阳生植物阴生植物

应用：①阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低。间作套种时应注意农作物的种类搭配；②阴雨天，温室大棚中适当提高光照强度可以增加光合作用强度。2.CO2浓度

在一定范围内随CO2浓度的增加光合作用增强，但当CO2浓度增加到一定范围后，光合作用强度不再增强。（CO2浓度达到一定值时，才能启动光合作用）

图1中A点、图2中的A′点表示光合作用强度=细胞呼吸强度，此浓度为CO2补偿点。图1中的B点与图2中B′点都表示CO2饱和点。

应用：①大田生产时“正其行，通其风”；②增施有机肥；③温室栽培农作物可以投放干冰或与

鸡舍相连。3.温度

随温度的升高而逐渐加强。

酶活性下降（主要是暗反应的酶），光合作用开始下降，50℃左右光合作用停止。

AB段（10℃～35℃）：B点（35℃）以上：应用：冬天，温室栽培可适当提高温度；夏天，温室栽培可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸，保证有机物的积累。低温主要是影响酶活性使光合速率变低，高温主要是因为高温使植物失水过多，影响气孔开闭，减少了CO2进入细胞的量。4.水分水是光合作用的原料，间接影响光合作用。缺水气孔关闭限制二氧化碳进入叶片光合作用受影响5.矿质元素例如：N，P，K，Mg等N：光合酶及ATP的重要组分P：ATP的重要组分K：促进光合产物向贮藏器官运输Mg：叶绿素的重要组分应用：适时、适量施肥。P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因素，随着因素的不断加强，光合速率不断提高。Q点：横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因素，影响因素主要为各曲线所表示的因素。多因子影响光合作用的外界因素a点：温度降低，

减弱，CO2释放减少。b点：开始进行

。bc段：光合作用

细胞呼吸。c点：光合作用

细胞呼吸。ce段：光合作用

细胞呼吸。d点：

过高，部分或全部气孔关闭，出现“午休现象”。e点：光合作用

细胞呼吸。ef段：光合作用

细胞呼吸。fg段：停止

，只进行

。呼吸光合作用小于等于大于温度等于小于光合作用呼吸作用绿色植物24h光合作用的曲线光合速率＜呼吸速率光合速率＜呼吸速率光合速率＞呼吸速率D、H是I和A点相比，玻璃罩内CO2浓度减少，减少的CO2转化成有机物积累在植物体内。如图是密闭玻璃罩内的植物一天中光合速率的变化曲线图。AD段玻璃罩内CO2浓度增加的原因是：DH段玻璃罩内CO2浓度下降的原因是：HI段玻璃罩内CO2浓度增加的原因是：光合速率等于呼吸速率的点是：经过一昼夜的时间，该植物是否生长？为什么？1.图甲表示水