二、光合作用的原理和应用

返回光合作用氧来源的探究年代科学家结论1664海尔蒙特水分是植物建造自身的原料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光合作用的过程叶绿体中的色素2C3C5H2OO2[H]ATPADP+PiC6H12O6多种酶参加催化酶CO2水的光解光反应暗反应酶光反应暗反应有光才能反应有光、无光都能反应三、光合作用的过程H2O类囊体膜酶Pi＋ADPATP光反应阶段光、色素、酶叶绿体的类囊体薄膜上水的光解：2H2O4[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＋ADPATPH]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]光反应阶段暗反应阶段进行部位条件物质变化能量变化联系叶绿体基粒中叶绿体基质中光、色素和酶ATP、NADPH多种酶催化光能—电能—活跃的化学能（ATP、NADPH中）活跃的化学能——稳定的化学能光反应为暗反应提供[H]和ATP暗反应为光反应提供ADP和Pi,促进光反应的进行水的光解H2O→2[H]+1/2O2合成ATPADP+Pi→ATP光酶光能CO2的固定CO2+C5→2C3三碳的还原2C3→→CH2O酶酶ATP[H]光反应和暗反应的比较色素分子可见光GHDEABC多种酶酶MF吸收光解能固定还原NKH2OO2[H]ADP+PiATPC52C3(CH2O)CO2光反应阶段暗反应阶段叶绿体类囊体的薄膜上叶绿体基质中二光合作用的过程光合作用和呼吸作用中的化学计算光合作用反应式：6CO2＋12H2O→C6H12O6＋6O2＋6H2O呼吸作用反应式：有氧：C6H12O6＋6O2＋6H2O→6CO2＋12H2O无氧：C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2(植物)6CO2+12H2O*C6H12O6+6H2O+6O2*光能叶绿体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↓还原受阻C3↑C5↓CO2↓固定停止C3↓C5↑（CH2O）减少[H]↑ATP↑（CH2O）减少条件C3C5[H]、ATP（CH2O）停止光照CO2供应不变突然光照CO2供应不变光照不变停止CO2供应光照不变CO2供应增加影响光合作用的因素及其在生产实践上的应用影响光合作用的环境因素：①光②二氧化碳的浓度③温度④水⑤矿质元素等在一定范围内，光照越强，光合作用速率随光照强度的增强而加快；超过一定范围，再增加光照强度，光合作用速率不再加快⑴光照强度:CO2吸收量CO2释放量光照强度1、光abcCO2吸收量CO2释放量光照强度呼吸速率光饱和点光补偿点净光合速率总光合速率真正（总）光合速率=净光合速率+呼吸速率bcaAB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•应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。C光补偿点、光饱和点：阳生植物阴生植物生产上的应用：1、适当提高光照强度（阴生、阳生植物的光强不同）2、增加光合作用面积3、延长光合作用时间温室中人工光照合理密植间作套种轮作2、温度光合作用是在酶的催化下进行的,温度直接影响酶的活性在一定范围内，光合作用速率随温度升高而加快；B点是提高光合速率的最适温度；超过B点以后，光合速率随温度的升高而下降，原因是温度过高会使酶活性下降应用：1、适时播种2、温室栽培农作物时：1）冬天，可适当提高温度；夏天，可适当降低温度。2）增大昼夜温差（白天适当提高温度，晚上适当降低温度）3、二氧化碳浓度：在一定范围内，光合作用速率随二氧化碳浓度增大而加快；但达到一定浓度时，再增加二氧化碳浓度，光合作用速率也不再增加，甚至减弱（细胞呼吸抑制）A点：CO2补偿点B点：CO2饱和点CO2浓度应用：农作物增产措施（2）温室栽培，晴天适当增加CO2浓度①施有机肥（农家肥）②施用NH4HCO3肥料（1）合理密植使农田通风良好“正其行，通其风”光合速率0CO2浓度AB③CO2发生器CO2浓度自养生物：能够直接把从外界环境摄取的无机物转变成为自身的组成物质，并储存了能量的一类生物。四、化能合成作用异养生物：不能直接利用无机物制成有机物，只能把从外界摄取的现成的有机物转变成自身的组成物质，并储存了能量的一类生物。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2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量硝化细菌2HNO2+O22HNO3+能量硝化细菌6CO2+6H2O2C6H12O6+6O2能量光合作用和呼吸作用中的化学计算光合作用反应式：6CO2＋12H2O→C6H12O6＋6O2＋6H2O呼吸作用反应式：有氧：C6H12O6＋6O2＋6H2O→6CO2＋12H2O无氧：C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2(植物)实测CO2吸收量＝光合作用CO2吸收量-呼吸作用CO2释放量实测O2释放量＝光合作用O2释放量-呼吸作用O2消耗量•表示方法：真正（实际）光合速率（强度）：用O2产生量、CO2固定量、有机物产生（制造）量表示净光合速率：用O2释放量、CO2吸收量、有机物积累量表示•测定方法：呼吸速率：将植物置于黑暗中，测定实验容器中CO2增加量、O2减少量或有机物减少量。净光合速率：将植物置于光下，测定实验容器中O2增加量、CO2减少量或有机物增加量（四）化能合成作用自然界中的某些细菌，能够利用环境中的某些无机物氧化分解时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用称化能合成作用。2NH3+3O2硝化细菌2HNO2+2H2O+能量2HNO2+O2硝化细菌2HNO3+能量CO2+H2O硝化细菌（CH2O）+O2（4）影响光合作用的因素：外界因素1）光照强度2）CO23）温度4）矿质营养5）水分6）光合速率的日变化内部因素1）不同部位2）不同生育期AB光照强度0吸收mg/dm2·hCO2阳生植物阴生植物B：光补偿点C：光饱和点C