第5章

細胞能量供給和利用第四節(jié)能量之源—光與光合作用

第二課時光合作用原理和應(yīng)用

1/40亞里斯多德：植物體營養(yǎng)物質(zhì)都是從土壤中取得。光合作用探究歷程2/40結(jié)論：水分是植物建造本身原料。1648年海爾蒙特栽培柳樹試驗3/40一段時間后一段時間后1771年普利斯特利實驗4/40普利斯特利試驗結(jié)論：植物能夠更新空氣。5/40英國普里斯特利試驗有時試驗失敗得到相反結(jié)論：綠色植物也能使空氣變污濁。6/40

1779年，荷蘭英格豪斯重復(fù)了普里斯特利試驗500屢次。結(jié)論：只有在陽光照射下才能成功，只有綠葉才能更新污濁空氣。7/401785年，因為發(fā)覺了空氣組成，人們才明確綠葉在光下放出氣體是氧氣，吸收是二氧化碳。光能去哪里了呢？

1845年，德國科學(xué)家梅耶依據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律明確指出，植物在進行光合作用時，把光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲存起來。8/401864年薩克斯試驗光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，貯存于什么物質(zhì)中呢？二分之一遮光二分之一曝光（置于暗處幾小時）思索：為何要在暗處放置幾小時？為何二分之一曝光，二分之一遮光呢？9/40

二分之一遮光另二分之一曝光

脫色

碘蒸氣脫色

碘蒸氣遮光二分之一不變色曝光二分之一呈深藍色

結(jié)論：光合作用中產(chǎn)生了淀粉（糖類）。10/401880年，美國恩格爾曼試驗結(jié)論：氧由葉綠體釋放，葉綠體是光合作用場所。水綿暫時水裝片在沒有空氣環(huán)境里黑暗中光照中帶狀葉綠體螺旋排列11/401939年，美國魯賓和卡門試驗結(jié)論：光合作用釋放氧全部來自參加反應(yīng)水。光合作用釋放O2是來自氣體CO2還是H2O？同位素標(biāo)識法AB12/40

20世紀(jì)40年代，美國卡爾文用14CO2供小球藻進行光合作用，最終探明了CO2中碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機物中碳途徑，稱卡爾文循環(huán)。光合作用產(chǎn)生有機物又是怎樣合成呢？13/40年代科學(xué)家結(jié)論1771普利斯特利植物能夠更新空氣1779英格豪斯只有在光照下只有綠葉才能夠更新空氣1845R.梅耶植物在光合作用時把光能轉(zhuǎn)變成了化學(xué)能儲存起來1864薩克斯綠色葉片光合作用產(chǎn)生淀粉1880恩格爾曼氧由葉綠體釋放出來，葉綠體是光合作用場所1939魯賓卡門光合作用釋放氧來自水20世紀(jì)40代卡爾文光合產(chǎn)物中有機物碳來自CO2光合作用探索歷程14/40原料：產(chǎn)物：條件：場所：CO2、H2O糖類，O2光葉綠體這些內(nèi)容你能一個化學(xué)反應(yīng)式來表示嗎？15/40光合作用總反應(yīng)式CO2+H2O（CH2O）+O2光能葉綠體光合作用過程16/40ATP光能H2OO2HADP+PiCO22C3C5(CH2O)葉綠體中色素強還原劑供氫酶供能各種酶催化固定酶光合作用過程圖解光反應(yīng)階段（基粒）暗反應(yīng)階段（葉綠體基質(zhì)）還原光能活躍化學(xué)能有機物中穩(wěn)定化學(xué)能17/40比較項目光反應(yīng)暗反應(yīng)區(qū)別反應(yīng)條件反應(yīng)場所物質(zhì)改變能量改變聯(lián)系光色素酶[H]ATP各種酶基粒囊狀結(jié)構(gòu)薄膜葉綠體基質(zhì)①水光解H2O→[H]＋O2②ATP生成

ADP＋Pi＋能量→ATP②C3(CO2)還原①CO2固定CO2＋C5→2C3光能→活躍化學(xué)能活躍化學(xué)能→穩(wěn)定化學(xué)能光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供還原劑[H]和ATP，暗反應(yīng)也促進光反應(yīng)進行。C5C3(CH2O)ATP[H]18/40

光合作用是植物體、一切生物生命活動基礎(chǔ)，光反應(yīng)和暗反應(yīng)是一個整體，二者緊密聯(lián)絡(luò)、相互影響、相互促進。19/401.自然界中生物生命活動所需有機物和能量起源是

。光合作用意義

光合作用，實現(xiàn)了物質(zhì)轉(zhuǎn)變和能量轉(zhuǎn)變。是生物界最基本新陳代謝。20/402.大氣中O2含量約21%左右，CO2含量約0.03%左右。為何大氣中O2和CO2含量能維持相對穩(wěn)定呢？自動凈化器21/403.光合作用在地球上生物漫長進化過程中有什么作用？

藍藻類生物光合放氧，使有氧呼吸生物得以發(fā)生和發(fā)展。形成臭氧層，保護地球上水生生物登陸。22/40化能合成作用細菌利用體外環(huán)境中一些無機物氧化時所釋放能量來制造有機物，這種合成作用叫化能合成作用。除了硝化細菌外，自然界還有鐵細菌、硫細菌屬于進行化能合成作用自養(yǎng)生物。23/40光合作用原理利用植物本身原因環(huán)境原因?qū)夂献饔糜绊?）光照2）溫度3）二氧化碳濃度4）水分5）礦質(zhì)元素24/40AB光照強度0吸收CO2陽生植物陰生植物B：光賠償點C：光飽和點應(yīng)依據(jù)植物生活習(xí)性因地制宜地種植植物。C光賠償點、光飽和點：陽生植物陰生植物>釋放CO21.影響光合作用效率原因—光照強度25/40一天時間光合作用效率O光照強度121311光合作用效率與光照強度、時間關(guān)系A(chǔ)BCDE10151426/40輪作：延長光合作用時間間種、合理密植：增加光合作用面積合理利用光能27/40光合作用速率CO2濃度2.二氧化碳供給對光合效率影響規(guī)律:在一定濃度范圍內(nèi),光合作用速率隨CO2濃度增大而加緊，超出一定濃度光合作用速率趨于穩(wěn)定。28/40光合作用是在酶催化下進行，溫度直接影響酶活性。普通植物在10℃～35℃下正常進行光合作用。

3.影響光合作用原因——溫度應(yīng)用：增加晝夜溫差29/40N：光合酶及NADP+和ATP主要組分P：NADP+和ATP主要組分；維持葉綠體正常結(jié)構(gòu)和功效K：促進光合產(chǎn)物向貯藏器官運輸Mg：葉綠素主要組分

4.影響光合作用原因——礦質(zhì)營養(yǎng)30/40延長光合作用時間增加光合作用面積增加光能利用率提升光合作用效率控制光照強弱控制光質(zhì)控制溫度控制CO2供給控制必需礦質(zhì)元素供給控制H2O供給提升復(fù)種指數(shù)（輪作）溫室中人工光照合理密植間作套種通風(fēng)透光在溫室中施有機肥，使用CO2發(fā)生器陰生植物陽生植物應(yīng)用——提升農(nóng)作物產(chǎn)量辦法紅光和藍紫光適時適量施肥合理澆灌保持晝夜溫差31/40（光飽和點）（光賠償點）光照強度ABCO2吸收值CO2釋放值光照強度影響黑暗中呼吸作用強度凈光合速率總光合速率真正(總)光合速率=表觀(凈)光合速率+呼吸速率32/40光照強度AB（光賠償點）（光飽和點）CO2吸收值CO2釋放值光照強度影響溫度，CO2光合作用結(jié)構(gòu)

普通情況下，光照強度到達B點后，限制光合速率主要原因有哪些？33/40102010505-放出吸收O2(mg/dm2h)光照強度

(klx)葉片光合速率與光照強度關(guān)系A(chǔ)BCD1.對植物而言,光照越強越好嗎?2.在此圖上,你能畫出胡椒光合速率大致曲線嗎?C′34/40水稻葉片光合作用速率與空氣中二氧化碳含量關(guān)系1.你認為空氣中CO2含量最可能是在哪兒?2.怎樣提升大田和溫室中CO2含量?

農(nóng)田里農(nóng)作物應(yīng)確保良好通風(fēng)透光，增施有機肥，深施“碳酸氫銨”。溫室中應(yīng)增施農(nóng)家肥料或使用CO2發(fā)生器等。二氧化碳含量光合作用速率035/40二．光合作用原理和應(yīng)用光合作用過程1.光反應(yīng)階段：⑴物質(zhì)改變：H2O變成了﹝H﹞和O2ADP和Pi變成了ATP⑵能量改變：光能轉(zhuǎn)化成ATP中化學(xué)能⑶場所：類囊體薄膜2.暗反應(yīng)階段：⑴物質(zhì)改變：CO2固定C3還原⑵能量改變：ATP中化學(xué)能轉(zhuǎn)化成糖類中化學(xué)能⑶場所：葉綠體基質(zhì)36/401、以下科學(xué)家經(jīng)典研究中，采取了同位素示蹤法是

()①恩格爾曼發(fā)覺光合作用部位②證實植物進行光合作用時光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能③魯賓和卡門證實光合作用釋放O2④CO2固定過程中碳元素轉(zhuǎn)移路徑⑤分泌蛋白合成與運輸——證實細胞器之間協(xié)調(diào)配合

A.①③④B.②④⑤C.①②④⑤D.③④⑤D當(dāng)堂檢測37/402、把經(jīng)過相同時間饑餓處理同種長勢相近植物放在透明玻璃鐘罩內(nèi)

(密封)，鐘罩內(nèi)燒杯中放有不一樣物質(zhì)，以下列圖所表示。探究光合作用是否需要CO2，以及探究CO2濃度對光合速率影響試驗裝置分別是（）