光合作用的原理和应用PPT

亚里斯多德：植物体营养物质都是从土壤中获得。光合作用的探究历程结论：水分是植物建造自身的原料。1648年海尔蒙特栽培的柳树实验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。英国普里斯特利的实验有时实验失败得到相反结论：绿色植物也能使空气变污浊。1779年，荷兰英格豪斯重复了普里斯特利的实验500多次。结论：只有在阳光照射下才能成功，只有绿叶才能更新污浊的空气。1785年，由于发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳。光能去哪里了呢？1845年，德国科学家梅耶根据能量转化与守恒定律明确指出，植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。1864年萨克斯的实验光能转化成化学能，贮存于什么物质中呢？一半遮光一半曝光（置于暗处几小时）思考：为什么要在暗处放置几小时？为什么一半曝光，一半遮光呢？一半遮光另一半曝光脱色碘蒸气脱色碘蒸气遮光的一半不变色曝光的一半呈深蓝色结论：光合作用中产生了淀粉（糖类）。1880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。水绵的临时水装片在没有空气的环境里黑暗中光照中带状叶绿体螺旋排列1939年，美国鲁宾和卡门的实验结论：光合作用释放的氧全部来自参加反应的水。光合作用释放的O2是来自气体CO2还是H2O？同位素标记法AB20世纪40年代，美国卡尔文用14CO2供小球藻进行光合作用，最终探明了CO2中碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径(14CO2—14C3—14CH2O)，称卡尔文循环。光合作用产生的有机物又是怎样合成的呢？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光合作用探索历程光合作用的概念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。光合作用的实质合成有机物，储存能量原料：产物：条件：场所：CO2、H2O糖类，O2光叶绿体光合作用光合作用的总反应式CO2+H2O（CH2O）+O2光能叶绿体光反应暗反应划分依据:反应过程是否需要光能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？有光才能反应有光、无光都能反应H2O类囊体膜酶Pi＋ADPATP光反应阶段光、色素、酶叶绿体内的类囊体薄膜上水的光解：H2O[H]+O2光能（还原剂）ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能）ATP酶光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中[H]场所：条件：物质变化能量变化进入叶绿体基质，参与暗反应供暗反应使用CO2五碳化合物C5CO2的固定三碳化合物2C3C3的还原叶绿体基质多种酶H2O类囊体膜酶Pi＋ADPATP[H]糖类卡尔文循环暗反应阶段CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的还原：ATP[H]、ADP+Pi叶绿体的基质中ATP中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能2C3(CH2O)+C5＋H2O酶糖类[H]、ATP、酶场所：条件：物质变化能量变化CO2五碳化合物C5CO2的固定三碳化合物2C3叶绿体基质多种酶糖类ATP[H]联系比较光反应、暗反应光反应阶段暗反应阶段条件场所物质变化能量变化光、色素、酶（不需光）酶、[H]、ATP叶绿体类囊体膜叶绿体基质中水的光解；ATP的生成CO2的固定；C3的还原ATP中活跃化学能光能ATP中活跃化学能有机物中稳定化学能光反应是暗反应的基础，为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi。CO2+H2O（CH2O)+O2光能叶绿体色素分子可见光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[H]多种酶酶(CH2O)CO2吸收光解能固定还原酶光反应暗反应光合作用总过程：光反应H2O→2[H]+1/2O2+Pi+光能ATP酶ADP水的光解：ATP的合成：暗反应CO2的还原：2C3+[H](CH2O)+C5酶ATPCO2的固定：CO2+C5→2C3酶总结：原料和产物的对应关系：（CH2O）CHOCO2CO2H2OO2H2O能量的转移途径：碳的转移途径：光能ATP中活跃的化学能(CH2O)中稳定的化学能CO2C3（CH2O）光合作用是植物体一切生物生命活动的基础，光反应和暗反应是一个整体，二者紧密联系、相互影响、相互促进。下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：①图中A是______,B是_______,它来自于______的分解。②图中C是_______，它被传递到叶绿体的______部位，用于____________________。③图中D是____，在叶绿体中合成D所需的能量来自______④图中G________,F是__________,J是_____________⑤图中的H表示_______，H为I提供__________光H2OBACDE+PiFGCO2JHIＯ2水[H]基质用作还原剂，还原C3ATP色素吸收的光能光反应[H]和ATP色素C5化合物C3化合物糖类绿色植物的光合作用与呼吸作用的比较：光合作用有氧呼吸在哪些细胞进行反应场所反应条件物质转化能量转变联系含叶绿体的细胞叶绿体线粒体（主要场所）光、色素、酶氧气、酶无机物有机物活细胞光能转变为化学能储存在有机物中将有机物中的能量释放出来，一部分转移到ATP中光合作用的产物为细胞呼吸提供了物质基础——有机物和氧气；细胞呼吸产生的二氧化碳可被光合作用所利用分解有机物光能转换为生命动力的过程光能光反应ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能各项生命活动ATP中活跃的化学能利用细胞呼吸光合作用暗反应直接的能量来源：ATP最终的能量来源：太阳的光能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的合成作用例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌化能合成作用2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量硝化细菌2HNO2+O22HNO3+能量硝化细菌6CO2+6H2O2C6H12O6+6O2能量1.自然界中生物生命活动所需有机物和能量的来源是。光合作用的意义光合作用，实现了物质转变和能量转变。是生物界最基本的新陈代谢。2.大气中O2含量约21%左右，CO2含量约0.03%左右。为什么大气中的O2和CO2含量能维持相对稳定呢？自动净化器3.光合作用在地球上生物的漫长进化过程中有什么作用？蓝藻类生物光合放氧，使有氧呼吸的生物得以发生和发展。形成臭氧层，保护地球上的水生生物登陆。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1.影响光合作用效率的因素—光照强度光照强度释放CO2吸收CO2ABC阳生植物阴生植物B：光补偿点C：光饱和点光补偿点、光饱和点：阳生植物大于阴生植物A：呼吸速率C光合作用不再继续增大的原因？2.影响光合作用效率的因素—CO2CO2浓度释放CO2吸收CO2ABCB：CO2补偿点C：CO2饱和点A：呼吸速率C光合作用不再继续增大的原因？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N：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运输Mg：叶绿素的重要组分4.影响光合作用的因素——矿质营养控制光照强弱控制温度控制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）应用——提高农作物产量的措施适时适量施肥合理灌溉保持昼夜温差增加光能利用率提高光合作用效率延长光合作用时间增加光合作用面积合理密植间作套种阴生植物阳生植物通风透光在温室中施有机肥使用CO2发生器光合作用强度光合作用强度指的是植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。表示方法：用一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量的表示。实际（真）光合作用强度是植物在光照下实际消耗二氧化碳的量，但植物在进行光合作用时也进行呼吸作用，会同时放出二氧化碳。在光照下测得的CO2的吸收量为表面（净）光合作用强度。（光饱和点）（光补偿点）光照强度ABCO2的吸收值CO2的释放值光照强度的影响黑暗中呼吸作用强度净光合速率总光合速率真正(总)光合速率=表观(净)光合速率+呼吸速率光合作用消耗总CO2=从外界吸收的CO2+呼吸产生的CO2