二光合作用的原理和应用

福安二中阮建英第5章细胞的能量供应和利用二、光合作用的原理和应用1.出示阳光下最大的魔术图片1988年，又一项有关光合作用的研究成果获得了诺贝尔奖。得奖的评语中称“光合作用是地球上最重要的化学反应”创设情境：为什么说“光合作用是阳光下最大的魔术”呢？让我们再来看一组数据：①地球表面上的绿色植物每年通过光合作用大约制造4400亿吨有机物；②地球表面上的绿色植物每年通过光合作用储存的能量约为7.11×1018kJ，这个数字大约相当于240000个三门峡水电站所发出的电力，相当于人类在工业生产、日常生活和食物营养上所需要的能量的100倍。1648海尔蒙特1771年普利斯特利1941美国鲁宾1880恩格尔曼1864萨克斯1940卡尔文光合作用的探究历程5年后17世纪40年代，赫尔蒙特(J.B.vanHelmont，荷兰)柳树增重74.47kg土壤减少0.06kg植物增重主要来自水分不足：没有考虑到空气对光合作用的影响。三、光合作用的探究历程光合作用的探究历程结论：植物可以更新空气实验组对照组探究一：普利斯特利的实验1771年英国科学家普利斯特利探究一：普利斯特利的实验植物可以影响空气成分吗？植物可以影响空气成分。植物能产生动物呼吸和蜡烛燃烧所需要的气体。植物可以更新空气(吸收CO2,产生O2)。设计实验结果分析得出结论小鼠和点燃的蜡烛光照，密闭玻璃罩小鼠死亡，蜡烛也熄灭绿色植物小鼠存活，蜡烛仍燃烧提出问题作出假设实施实验荷兰的英格豪斯的实验英格豪斯的实验他的实验结论是什么？为什么有的人能够成功，而有的人却不能？光合作用探究历程1785年，明确绿叶在光下放出的是氧气，吸收的是二氧化碳；1845年，梅耶指出，植物在进行光合作用时，把光能转变成化学能储存起来1864年萨克斯实验探究二：萨克斯的实验探究二：萨克斯的实验植物光合作用的产物除氧之外还有什么？植物光合作用的产物还有淀粉。曝光一侧的叶片经过碘液处理后变成蓝色,而遮光一侧的叶片经过碘液处理后不变蓝。设计实验结果分析得出结论提出问题作出假设植物在光合作用中产生了淀粉。酒精脱色碘液处理实施实验恩格尔曼实验1880年，恩格尔曼实验光合作用的场所是叶绿体,产物是氧气.绿藻绿藻H218OH2OC18O2CO2H2OH218OO218O2（一）（二）鲁宾和卡门实验探究三：鲁宾、卡门的实验探究三：鲁宾、卡门的实验光合作用产生的氧是来自于水还是二氧化碳?光合作用产生的氧是来自于水（或者是二氧化碳）A气体无放射性，B气体具有放射性；而且等体积二者的质量比为8︰9。光合作用产生的氧气来自于水，而不是来自于二氧化碳。提出问题设计实验结果分析得出结论作出假设实施实验光合作用产生的有机物又是怎样合成的呢？20世纪40年代，美国科学家卡尔文利用放射性同位素14C标记的14CO2做实验研究这一问题。最终探明CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳的途径，这一途径称为卡尔文循环。1961年诺贝尔化学奖得主CO2+H2O*(CH2O)+O2*学生思考与讨论：英格豪斯实验——动力：光萨克斯实验——产物：淀粉恩格尔曼实验——叶绿体是光合作用的场所原料——H2O和CO2结合经典实验,思考光合作用的条件、场所、原料、产物是什么?能不能用一个反应式来表示?光能叶绿体多重策略，突破难点叶绿体中的色素2C3C5H2OO2[H]ATPADP+PiC6H12O6多种酶参加催化酶CO2水的光解光反应暗反应①水的光解②ATP的形成①CO2的固定②三碳化合物的还原酶列表比较光合作用的两个阶段联系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。福安二中阮建英光合作用原理的应用影响光合作用强度的因素？CO2的浓度，光照的长短与强弱；光的成分；温度的高低、必需矿物质元素、水分等。福安二中阮建英温度对光合作用和呼吸作用的影响CO2浓度对光合作用的影响CO2浓度福安二中阮建英（三）光合作用原理的应用1.控制光照强度和延长光照时间，合理密植2.控制温度（增大昼夜温差）3.增加农作物环境中CO2的浓度增施有机肥料或NH4HCO3、大棚内圈养一些小型动物、种植一些食用菌等。温度通过影响酶的活性影响暗反应来影响光合作用速率提高农作物的光和产量主要通过影响光反应来影响光合作用福安二中阮建英（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福安二中阮建英生物的代谢类型区别：能量来源不同光合作用化能合成作用类型共同点：将无机物合成有机物，并储存能量生物：绿色植物、光合细菌；硝化细菌、铁细菌、硫细菌等异养型动物和人类；营腐生、寄生生活的细菌和真菌等。自养型同化作用的代谢型福安二中阮建英异化作用的代谢型需氧型厌氧型兼性厌氧型进行有氧呼吸，也能进行暂时的、部分的无氧呼吸只能进行无氧呼吸，氧气的存在抑制其呼吸作用（如乳酸菌、破伤风杆菌）既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸（如酵母菌）福安二中阮建英①图中A点含义：；②B点含义：；③C点表示：；④若甲曲线代表阳生植物，则乙曲线代表植物。光照强度为0，只进行呼吸作用光合作用与呼吸作用强度相等，称为光补偿点光合作用强度不再随光照强度增强而增强，称为光饱和点阴生福安二中阮建英图中A点表示：。CO2浓度达到植物所需的最大值，光合速率不再上升福安二中阮建英①光合作用是在的催化下进行的，温度直接影响；②B点表示：；③BC段表示：；酶的活性酶此温度条件下，光合速率最高超过最适温度，光合速率随温度升高而下降福安二中阮建英若白天光照充足，下列哪种条件对农作物增产有利A.昼夜恒温25℃B.白天温度25℃，夜间温度15℃C.昼夜恒温15℃D.白天温度30℃，夜间温度15℃D用下述容积相同的玻璃罩分别罩住大小、生长状况相同的天竺葵，光照相同的时间后，罩内O2最少的是[]A．绿色罩B．红色罩C．蓝色罩D．紫色罩A下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是（）A、增大O2浓度B、增大CO2浓度C、增强光照D、调节室温A福安二中阮建英化能合成作用自养生物以光为能源，以CO2和H2O（无机物）为原料合成糖类（有机物），糖类中储存着由光能转换来的能量。例如绿色植物。异养生物只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。例如人、动物、真菌及大多数的细菌。化能合成作用利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。少数的细菌，如硝化细菌。光能自养生物化能自养生物所需的能量来源不同（光能、化学能）福安二中阮建英1.叶绿体中的色素所吸收的光能，用于_______和____________;形成的________和__________提供给暗反应。2.光合作用的实质是：把______和_______转变为有机物，把_______转变成_______,贮藏在有机物中。3.在光合作用中，葡萄糖是在________中形成的，氧气是在_________中形成的，ATP是在_______中形成的，CO2是在_______固定的。水的光解形成ATP[H]ATPCO2H2O光能化学能暗反应光反应光反应暗反应福安二中阮建英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化合物糖类福安二中阮建英1、在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉的是（）A、[H]B、C5化合物C、ATPD、CO2B2、与光合作用光反应有关的是（）①H2O②ATP③ADP④CO2A.①②③B.②③④C.①②④D.①③④A3、将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的C02条件下。如果将环境中C02含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况依次是A.上升；下降；上升B.下降；上升；下降C.下降；上升；上升D.上升；下降；下降C福安二中阮建英4、光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是（）A.叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应B.叶绿体类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应D.叶绿体基质中进行暗反应,不进行光反应D5、光合作用过程中，产生ADP和消耗ADP的部位在叶绿体中依次为()①外膜②内膜③基质④类囊体膜A．③②B．③④C．①②D．④③B福安二中阮建英6、光合作用过程的正确顺序是（）①二氧化碳的固定②氧气的释放③叶绿素吸收光能④水的光解⑤三碳化合物被还原A.④③②⑤①B.④②③⑤①C.③②④①⑤D.③④②①⑤7、在暗反应中，固定二氧化碳的物质是（）Ａ．三碳化合物Ｂ．五碳化合物Ｃ．［Ｈ］Ｄ．氧气ＤＢ福安二中阮建英8、在光照充足的环境里，将黑藻放入含有18O的水中，过一段时间后，分析18O放射性标记，最先（）A、在植物体内的葡萄糖中发现B、在植物体内的淀粉中发现C、在植物体内的淀粉、脂肪、蛋白质中均可发现D、在植物体周围的空气中发现D福安二中阮建英9、某科学家用含有14C的CO2来追踪光合作用中的C原子，14C的转移途径是（）A、CO2叶绿体ATPB、CO2叶绿素ATPC、CO2乙醇糖类D、CO2三碳化合物糖类D10、在光合作用过程中，能量的转移途径是A、光能ATP叶绿素葡萄糖B、光能叶绿素ATP葡萄糖C、光能叶绿素CO2葡萄糖D、光能ATPCO2葡萄糖B板书设计(一)光合作用的探究历程海尔蒙特实验——植物增重来自水普里斯特利——植物可以更新空气英格豪斯实验——动力：光梅耶——光能转化成化学能恩格尔曼实验——叶绿体是光合作用的场所萨克斯实验——产物：淀粉(实验组)鲁宾和卡门实验——O2中的O来源于H2O卡尔文——卡尔文循环(二)光合作用的过程能量变化：光能→ATP中活跃化学能水的光解ATP的合成物质变化1.光反应能量变化：ATP中活跃化学能→有机物中稳定化学能的固定的还原物质变化2.暗反应