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1、二 光合作用的原理和应用,阳光下最重要的魔术,光能,叶绿体,CO2+H2O,（CH2O）+O2,五年后,柳树增重 74.47 kg土壤减少 0.06 kg,水分是建造植物体的原料,一.光合作用的探究历程：,推论：,未考虑植物从空气中得到什么。,2、1771年，(英)普利斯特利的实验,结论:,植物可以更新空气,光照下，一段时间后,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？,1普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功,2植物体只有绿叶才能更新空气。,3、1779年，(荷兰)英格豪斯的实验,结论:,未考虑问题人们不知道植物吸收和释放的 是什么气体。,1785年发现
2、了空气的组成，人们才知道绿叶放出的是O2，吸收的是CO2。,未考虑问题 这一过程中，光能哪里去了？,4、1845，梅耶根据能量转换和守恒定律指出，植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来。,未考虑问题把光能转换成化学能贮存于 什么物质中呢？,5、1864年，（德）萨克斯的实验,结论：,碘液,植物通过光合作用可制造淀粉。,进行对照,消耗掉叶片中的营养物质（淀粉）,为什么部分遮光、部分曝光？,为什么在暗处放置几小时？,6、1880年，恩格尔曼的实验,没有空气黑暗,极 细 光 束,完 全 光 照,结论：叶绿体是绿色植物光合作用场所,并产生氧气。,1.光合作用的原料、产物、场所和条件是什么？其化学
3、反应式是？,原料 CO2和H2O；产物 糖类和O2；,场所叶绿体；条件光和酶；,光合作用的反应式是：,CO2+H2O,（CH2O）+O2,2.光合作用释放的O2到底是来自H2O，还是CO2呢?还是两者兼而有之？,一种元素的各种同位素都有相同的化学性质有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素,这种化合物跟通常的化合物一样参与所有化学反应，却带有“放射性标记”，用仪器可以探测出来这种方法叫做同位素标记法,14C 12C 35S 32S 18O 16O,1939，美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）,CO2+H2O,（CH2O）+O2,光合作用释放的O2到底是来自H2O，还是CO2呢?应标记哪一种元素？
4、,H2180,C02,1939，美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）,H20,C18O2,第一组,第二组,02,1802,结论：,光合作用释放的O2全部来自于H2O,如何设计？,20世纪40年代卡尔文实验用同位素C14标记CO2 为14CO2同位素标记法研究,光合作用是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，并释放出氧气的过程。,回眸光合作用探究历程,回眸光合作用探究历程,植物可以更新空气,英国普利斯特利,荷兰 英格豪斯,只有在光照下植物可以更新空气,德国梅耶,德国萨克斯,德国恩格尔曼,美国卡尔文,美国鲁宾和卡门,氧由叶绿体释放出来叶绿体是光合作用的场所,光合作用
5、释放的氧来自水,光合产物中有机物的碳来自CO2,绿色叶片光合作用产生淀粉,植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来,(1)请对光合作用需要CO2的实验设计进一步完善。,反馈练习,(2)如图某植物经过暗处理后，其上的叶片再由光照射一段时间，然后脱色并用碘处理，结果有锡箔覆盖的位置不变蓝，而不被锡箔覆盖的部位呈蓝色。该实验证明（）光合作用需要二氧化碳光合作用需要光光合作用需要叶绿体光合作用放出氧光合作用合成淀粉,C,CO2+H2O*（CH2O)+O2*,光能,叶绿体,1.光合作用化学反应式：,3.光合作用过程,（1）光合作用分哪几个阶段？分类依据是什么？,（2）每个阶段反应的条件、场所、物质变
6、化、能量变化如何？,三、光合作用的过程：,课前小测,画出光合作用的过程,色素分子,可见光,G,H,D,E,A,B,C,多种酶,酶,M,F,吸收,光解,能,固定,还原,N,K,H2O,O2,H,ADP+Pi,ATP,C5,2C3,(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,1.光反应和暗反应的区别,回归课本,知识整合,基粒(类囊体的薄膜上),叶绿体基质中,需光,色素和酶,需多种酶、ATP、H,光能转变为活泼的化学能，储存在ATP中,ATP中活泼的化学能转化为糖类等有机物中稳定的化学能,光反应和暗反应是一个整体,二者紧密联系,缺一不可。,光
7、反应,暗反应,ATP,H,ADP,Pi,2.光反应阶段与暗反应阶段的联系,物质上把CO2和H2O转变成以糖类为主的有机物,能量上把光能转变成有机物中的化学能,4.光合作用 的实质,合成代谢,叶肉细胞,分解代谢,所有活细胞,叶绿体,线粒体、细胞质基质,光、色素、酶,酶,无机物转变成有机物,分解有机物同时释放能量,光能-活跃化学能-稳定化能,有机物能量释放出，部分转移到ATP中,光合作用为呼吸作用提供了有机物和O2呼吸作用为光合作用提供了CO2,影响光合作用的因素,(一)光照强度,(二)二氧化碳的供应,(三)温度,(五)矿质元素浓度,(四)水,B,C,光照强度,0,植物吸收CO2量,B：,C：,释
8、放CO2量,光合作用消耗的CO2=呼吸作用释放的CO2量,光照强度增加到一定强度后，植物的光合作用强度不再增加,光补偿点,光饱和点,A,A：,只有呼吸作用,（一）光照强度,光照强度,0,A,光合作用强度,（一）光照强度,C,B,光照强度,光合速率,0,CO2释放,A,净光合作用,真正光合作用,呼吸作用,真正光合作用=,净光合作用+呼吸作用,(植物制造有机物）,(植物积累有机物）,O2,光合作用实际产O2量=,实测的O2释放量+呼吸作用耗O2量,光合作用实际CO2消耗量=,实测的CO2消耗量+呼吸作用CO2释放量,光合作用生产的葡萄糖=,呼吸作用消耗的+积累(实测)的葡萄糖,CO2,下图表示的是
9、光照强度与光合作用强度之间关系的曲线，该曲线是通过实测一片叶子在不同光照强度条件下的CO2吸收和释放的情况。能代表细胞中发生的情况与曲线中B点相符的一项是,C,（二）CO2的浓度,A,B,C,CO2的含量,有机物积累,1.作物需要良好的通风，使大量空气通过叶面，使光合作用正常进行。齐民要术记载：“正其行，通其风”。,应用,2.温室可采用二氧化碳发生器或多施用农家肥的方法。,（三）温度,适当提高昼夜温差保证有机物的积累,（四）矿质元素的供应,（1）N：是各种酶以及ATP的重要组成成分。（2）P：是叶绿体膜和ATP的重要组成成分。（3）Mg：叶绿素的重要组成成分。,（五）水,水是光合作用的原料，当
10、植物体内水分供应不足，或因植物的蒸腾作用过于旺盛，植物根系水分供应不上时，植物叶片上的气孔就会关闭，以减少水分的散失。气孔关闭，外界空气中的CO2就不能进入叶片内部，固定不到CO2就不能形成C3，暗反应受阻，光合作用下降。这是在炎热的夏季中午光合作用下降的主要原因。,5.光合作用原理的应用,（1）影响光合作用的因素,光照、CO2、温度、水、N、Mg等元素,（2）提高农作物光合作用强度的措施,1、适当提高光照强度、延长光照时间,3、适当提高CO2浓度,4、白天适当提高温度，晚上适当降温,5、适当增加植物体内的含水量,6、适当增加N、Mg等元素的含量,2、合理密植,实验探究：环境因素对光合作用强度
11、的影响,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,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,6.化能合成作用,植物光合作用产生的有机物的量等于有机物的积累量吗？二氧化碳释放量等于呼吸作用的产量？氧气释放量等于光合作用的产量？有机物的积累量光合作用的产量呼吸作用消耗量二氧化碳释放量呼吸作用的产量光合作用消耗量氧气释放量光合作用的产量呼吸作用消耗量,B,C,光照强度,0,净光合作用,A,真正光合作用,黑暗中呼吸作用所释放的CO2量,B：,C：,光补偿点,光饱和点,A：,只有呼吸作用,D,植物吸收CO2量,释放CO2量,真正光合作用呼吸作用,净光合作用=,光 反 应,条件：,光、酶、色素,过程：,场所：,类囊体的薄膜上,暗 反 应,场所：,条件：,过程：,叶绿体基质,酶,多种酶参加催化,（一）光,1.光质,2.光照时间,3.光照强度,
