光合作用1

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1、二、光合作用的原理和应用二、光合作用的原理和应用1、光合作用的探究历程（光合作用的探究历程（P101102）结论：水分是结论：水分是植物建造自身植物建造自身的原料。的原料。17 17世纪海尔蒙特栽培的柳世纪海尔蒙特栽培的柳树实验树实验海尔蒙特的实验结论完全正确吗？海尔蒙特的实验结论完全正确吗？从植物生活环境角度分析从植物生活环境角度分析植物生长需要的物质来源，植物生长需要的物质来源，还应该考虑什么因素？还应该考虑什么因素？结论：植物可以更新空气结论：植物可以更新空气有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结果，所以有人认为植物也能使空气变污浊？这果，所以有

2、人认为植物也能使空气变污浊？这是为什么呢？是为什么呢？普利斯特利（普利斯特利（1771）荷兰的英格豪斯（荷兰的英格豪斯（17791779年）年） 结论：结论：普利斯特利的实验只有普利斯特利的实验只有在在阳光照射阳光照射下才能成功；植物下才能成功；植物体只有绿叶才能体只有绿叶才能更新空气更新空气。 到到1785年，发现了空气的组年，发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出成，人们才明确绿叶在光下放出的是的是O2，吸收的是吸收的是CO2。光合作用除生成气体光合作用除生成气体更新空气外，还有其他物质更新空气外，还有其他物质生成吗？光能到哪里去了呢？生成吗？光能到哪里去了呢？德国萨克斯实验（德国萨克

3、斯实验（18641864年）年）黑暗处理黑暗处理一昼夜一昼夜让一张叶片一半让一张叶片一半曝光一半遮光曝光一半遮光结论：绿叶在光下制造淀粉。结论：绿叶在光下制造淀粉。用碘蒸气处理这片叶，用碘蒸气处理这片叶，发现曝光的一半呈深发现曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半则蓝色，遮光的一半则没有颜色变化。没有颜色变化。光合作用的场所在哪呢？光合作用的场所在哪呢？18801880年，美国恩格尔曼的实验年，美国恩格尔曼的实验结论：氧由叶绿体释放，叶绿体是光合作用的场所。结论：氧由叶绿体释放，叶绿体是光合作用的场所。水绵的临时水装片水绵的临时水装片在没有空气的环境里在没有空气的环境里黑暗中黑暗中 光照中光照中带状叶

4、绿体螺旋排列带状叶绿体螺旋排列光合作用释放的光合作用释放的O2来自来自CO2还是还是H2O？第一组第一组结论：光合作用产生的结论：光合作用产生的O2来自于来自于H2O。H2180C02H20C18O2第二组第二组180202美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）光合作用产生的有机物又是怎样合成的？光合作用产生的有机物又是怎样合成的？美国卡尔文美国卡尔文用用1414C C标记标记1414CO2CO2，供小球，供小球藻进行光合作用，探明了藻进行光合作用，探明了COCO2 2中的中的C C的去向，称为卡的去向，称为卡尔文循环。尔文循环。原料：原料：产物：产物：条件：条件

5、：场所：场所：CO2、H2O糖类，糖类，O2光光叶绿体叶绿体通过以上实验总结光合作用的原料，产物，场所，通过以上实验总结光合作用的原料，产物，场所，条件分别是什么？你能用一个化学反应是表示出来吗？条件分别是什么？你能用一个化学反应是表示出来吗？糖类糖类CO2+H2O(CH2O)+O2光能光能叶绿体叶绿体2 2、光合作用过程光合作用过程光反应光反应暗反应暗反应划分依据划分依据: :反应过程反应过程是否需要光能是否需要光能光反应在白天可以进行吗？夜间呢？光反应在白天可以进行吗？夜间呢？暗反应在白天可以进行吗？夜间呢？暗反应在白天可以进行吗？夜间呢？有光才能反应有光才能反应有光、无光都能反应有光、无

6、光都能反应H H2 2O O类囊体膜类囊体膜酶酶Pi ADPATP光反应阶段光反应阶段光、色素、酶光、色素、酶叶绿体内的叶绿体内的类囊体薄膜类囊体薄膜上上水的光解：水的光解：H2O H + O2光能光能（还原剂）（还原剂）ATP的合成：的合成：ADPPi 能量能量（光能光能） ATP酶酶光能光能转变为活跃的转变为活跃的化学能化学能贮存在贮存在ATP中中H场所：场所：条件：条件：能量变化能量变化物质变化物质变化进入叶绿进入叶绿体基质，体基质，参与暗反参与暗反应应供暗反供暗反应使用应使用酶酶CO2 2 五碳化合物五碳化合物 C5 CO2的的固定固定三碳化合物三碳化合物 2C3C C3 3的的还原还

7、原叶绿体基质叶绿体基质多种酶多种酶H H2 2O O类囊体膜类囊体膜酶酶Pi ADPATPH糖类糖类卡尔文循环卡尔文循环暗反应阶段暗反应阶段CO2的固定：的固定：CO2C5 2C3酶酶C3的还原：的还原：ADP+Pi叶绿体的叶绿体的基质基质中中 ATP中中活跃活跃的的化学能化学能转变为转变为糖类糖类等等 有机物中有机物中稳定稳定的的化学能化学能H 、ATP、酶、酶场所：场所：条件：条件：能量变化能量变化物质变化物质变化CO2 2 五碳化合物五碳化合物 C5 CO2的的固定固定三碳化合物三碳化合物 2C3叶绿体基质叶绿体基质多种酶多种酶糖类糖类ATPHATP2C3+H（CH2O）+C5酶酶 联系

8、联系比较光反应、暗反应比较光反应、暗反应光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段条件条件场所场所物质变化物质变化能量变化能量变化光光、色素、酶、色素、酶不需光、酶、不需光、酶、H、ATP叶绿体叶绿体类囊体膜类囊体膜叶绿体叶绿体基质基质中中水的光解；水的光解； ATP的生成的生成CO2的固定；的固定； C3的还原的还原 ATP中活中活 跃化学能跃化学能光能光能ATP中活中活 跃化学能跃化学能有机物中稳有机物中稳定化学能定化学能光反应是暗反应的基础，为暗反应提供光反应是暗反应的基础，为暗反应提供HH和和ATPATP，暗反应为光反应提供，暗反应为光反应提供ADPADP和和Pi Pi 。 CO2+H2

9、O （CH2O）+O2光能光能叶绿体叶绿体无机物（无机物（CO2,H2O)有机物（有机物（C6H12O6)物质变化：物质变化：能量变化：能量变化：光能光能有机物中的化学能有机物中的化学能3、光合作用的实质光合作用的实质光合作用制造 有机物，为植物自 身和动物以及人类 提供食物（粮食、 饲料等）。绿色植 物是合成有机物的巨大工厂，地球上每年通过光合作用生产的有机物大约有45千亿吨。绿色工厂绿色工厂能量转换器能量转换器水水生生植植物物的的光光合合作作用用生生的光光陆陆植物物合合作作用用生物体残骸生物体残骸有机体呼吸有机体呼吸微生物分解微生物分解自动空气净化器自动空气净化器5、光合作用原理的应用光合

10、作用原理的应用（1 1）影响光合作用的因素）影响光合作用的因素光照、光照、COCO2 2、温度、水、矿质元素等、温度、水、矿质元素等（2 2）提高农作物光合作用强度的措施）提高农作物光合作用强度的措施1 1、适当提高光照强度、延长光照时间、适当提高光照强度、延长光照时间3 3、适当提高、适当提高COCO2 2浓度浓度4 4、适当提高温度、适当提高温度5 5、适当增加植物体内的含水量：合理灌、适当增加植物体内的含水量：合理灌溉溉6 6、适当增加矿质元素的含量：合理施肥、适当增加矿质元素的含量：合理施肥2 2、合理密植、合理密植化能合成作用化能合成作用自养生物自养生物异养生物异养生物 只能利用环境

11、中只能利用环境中现成的有机物现成的有机物来维持自身的生来维持自身的生命活动。例如命活动。例如人、动物、真菌及大多数的细菌人、动物、真菌及大多数的细菌。1、光能自养生物光能自养生物 以以光光为能源，以为能源，以CO2和和H2O（无机物无机物）为原料合成）为原料合成糖类（糖类（有机物有机物），糖类中储存着由光能转换来的能量。），糖类中储存着由光能转换来的能量。例如例如绿色植物绿色植物。2、化能自养生物化能自养生物 利用环境中某些利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量无机物氧化时所释放的能量来来制造有机物。少数的制造有机物。少数的细菌，如硝化细菌细菌，如硝化细菌、铁细菌铁细菌、硫细菌硫细菌。光合作用

12、光合作用化能合成作用化能合成作用2NH2NH3 3+3O+3O2 2 2HNO 2HNO2 2+2H+2H2 2O+O+能量能量硝化细菌硝化细菌2HNO2HNO2 2+O+O2 2 2HNO 2HNO3 3+ +能量能量硝化细菌硝化细菌6CO6CO2 2+6H+6H2 2O 2CO 2C6 6H H1212O O6 6+ 6O+ 6O2 2能量能量硝化细菌化能合成作用硝化细菌化能合成作用该实验设计有何巧妙之处？该实验设计有何巧妙之处？4.4.进行局部光照和曝光的对比实验，从而明确进行局部光照和曝光的对比实验，从而明确 实验结果完全是由光照引起的。实验结果完全是由光照引起的。1.1.选用水绵作实验材料，其叶绿体螺旋状，便选用水绵作实验材料，其叶绿体螺旋状，便 于观察和分析研究。于观察和分析研究。3.3.临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中， 排除了环境中光线和氧气的影响。排除了环境中光线和氧气的影响。2.2.选用极细的光束照射，并且用好氧细菌进行选用极细的光束照射，并且用好氧细菌进行 检测，能准确判断释放氧气的部位。检测，能准确判断释放氧气的部位。