光合作用的原理和应用

(共78张PPT)
光合作用的原理和应用
1.场所：叶绿体
2.动力：光
3.原料：二氧化碳 水
4.产物：糖类 氧气
通过上节课的研究和探索，你知道 光合作用的场所、动力、原料、产物是分别是什么吗？
光合作用总反应式：
CO2 + H2 * O
光能
叶绿体
（CH2O)+ * O2
复习：光合作用的场所、动力、原料、产物：
概念：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。
根据所学的化学知识可知，水和二氧化碳反应，应该生成什么产物？
碳酸
哪什么在植物光合作用的过程中产物不是碳酸而是有机物？这说明光合作用过程中水和二氧化碳是否直接反应？
哪光合作用的过程是怎样的？其全过程分为几个阶段？
不是直接反应的
全过程根据条件的不同分为光反应和暗反应两个阶段
叶绿体的结构
叶绿体的结构
外膜
叶绿体的结构
外膜
内膜
叶绿体的结构
基质
外膜
内膜
叶绿体的结构
基粒
基质
外膜
内膜
叶绿体的结构
囊状结构
（类囊体）
基粒
基质
外膜
内膜
光合作用的过程
光反应阶段
光反应阶段
条件：
场所：
物质变化
能量转变：
产物：
光反应阶段
条件：
光、色素、酶
场所：
物质变化
能量转变：
产物：
光反应阶段
条件：
光、色素、酶
场所：
物质变化
基粒（类囊体膜）上
能量转变：
产物：
光反应阶段
条件：
光、色素、酶
场所：
物质变化
基粒（类囊体膜）上
H2O [H]+O2
光、酶
色素
能量转变：
产物：
光反应阶段
条件：
光、色素、酶
场所：
物质变化
水的光解：
基粒（类囊体膜）上
H2O [H]+O2
光、酶
色素
能量转变：
产物：
光反应阶段
条件：
光、色素、酶
场所：
物质变化
水的光解：
基粒（类囊体膜）上
H2O [H]+O2
光、酶
色素
ADP＋Pi ＋光能 ATP
酶
能量转变：
产物：
光反应阶段
条件：
光、色素、酶
场所：
物质变化
水的光解：
ATP的合成：
基粒（类囊体膜）上
H2O [H]+O2
光、酶
色素
ADP＋Pi ＋光能 ATP
酶
能量转变：
产物：
光反应阶段
条件：
光、色素、酶
场所：
物质变化
水的光解：
ATP的合成：
基粒（类囊体膜）上
H2O [H]+O2
光、酶
色素
ADP＋Pi ＋光能 ATP
酶
能量转变：
产物：
[H]、O2、ATP
光反应阶段
条件：
光、色素、酶
场所：
物质变化
水的光解：
ATP的合成：
基粒（类囊体膜）上
H2O [H]+O2
光、酶
色素
ADP＋Pi ＋光能 ATP
酶
能量转变：
产物：
[H]、O2、ATP
光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中
暗反应阶段
暗反应阶段
条件：
场所：
物质变化
能量转变：
产物：
暗反应阶段
条件：
场所：
物质变化
能量转变：
产物：
酶
暗反应阶段
条件：
场所：
物质变化
能量转变：
产物：
叶绿体的基质中
酶
暗反应阶段
条件：
场所：
物质变化
能量转变：
产物：
叶绿体的基质中
酶
酶
CO2＋C5 2C3
暗反应阶段
条件：
场所：
物质变化
能量转变：
产物：
叶绿体的基质中
酶
CO2的固定：
酶
CO2＋C5 2C3
暗反应阶段
条件：
场所：
物质变化
能量转变：
产物：
叶绿体的基质中
酶
CO2的固定：
酶
CO2＋C5 2C3
2C3 (CH2O)+C5
酶
[H]、ATP
暗反应阶段
条件：
场所：
物质变化
能量转变：
产物：
叶绿体的基质中
酶
CO2的固定：
酶
CO2＋C5 2C3
C3的还原：
2C3 (CH2O)+C5
酶
[H]、ATP
暗反应阶段
条件：
场所：
物质变化
能量转变：
产物：
叶绿体的基质中
酶
(CH2O )、 ADP 、 Pi
CO2的固定：
酶
CO2＋C5 2C3
C3的还原：
2C3 (CH2O)+C5
酶
[H]、ATP
暗反应阶段
条件：
场所：
物质变化
能量转变：
产物：
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。
酶
(CH2O )、 ADP 、 Pi
CO2的固定：
酶
CO2＋C5 2C3
C3的还原：
2C3 (CH2O)+C5
酶
[H]、ATP
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
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
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
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
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
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] ↓
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↓
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↓
C3还原 受阻
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↓
C3还原 受阻
C3 ↑
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↓
C3还原 受阻
C3 ↑
C5 ↓
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↓
C3还原 受阻
C3 ↑
C5 ↓
CO2 ↓
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↓
C3还原 受阻
C3 ↑
C5 ↓
CO2 ↓
CO2固 定停止
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↓
C3还原 受阻
C3 ↑
C5 ↓
CO2 ↓
CO2固 定停止
C3 ↓
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↓
C3还原 受阻
C3 ↑
C5 ↓
CO2 ↓
CO2固 定停止
C3 ↓
C5 ↑
1．光反应是暗反应的基础，光反应为暗反应的进行提供[H]和ATP。
1．光反应是暗反应的基础，光反应为暗反应的进行提供[H]和ATP。
2．暗反应是光反应的继续，暗反应水解ATP生成ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料。
光合作用的实质
光合作用的实质
物质变化：
光合作用的实质
物质变化：
　　无机物合成有机物
光合作用的实质
物质变化：
　　无机物合成有机物
能量变化：
光合作用的实质
物质变化：
　　无机物合成有机物
能量变化：
　　光能转变为化学能
光合作用的意义
1.为生物生存提供了物质来源和能量来源；
光合作用的意义
1.为生物生存提供了物质来源和能量来源；
2.维持了大气中O2和CO2的相对稳定；
光合作用的意义
1.为生物生存提供了物质来源和能量来源；
2.维持了大气中O2和CO2的相对稳定；
3.对生物的进化有直接意义。
光合作用的意义
1.为生物生存提供了物质来源和能量来源；
2.维持了大气中O2和CO2的相对稳定；
3.对生物的进化有直接意义。
(1)使还原性大气→氧化性大气
光合作用的意义
1.为生物生存提供了物质来源和能量来源；
2.维持了大气中O2和CO2的相对稳定；
3.对生物的进化有直接意义。
(1)使还原性大气→氧化性大气
(2)使有氧呼吸生物得以发生和发展
光合作用的意义
1.为生物生存提供了物质来源和能量来源；
2.维持了大气中O2和CO2的相对稳定；
3.对生物的进化有直接意义。
(1)使还原性大气→氧化性大气
(2)使有氧呼吸生物得以发生和发展
(3)形成臭氧层，过滤紫外线，使水生生物登陆成为可能
光合作用的意义
　　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(有机物)，并储存了能量的一类生物。如：绿色植物、少数细菌。
　　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(有机物)，并储存了能量的一类生物。如：绿色植物、少数细菌。
　　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。如：人、动物、真菌及大多数细菌。
化能合成作用
化能合成作用
2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量
硝化细菌
化能合成作用
2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量
硝化细菌
2HNO2+O2 2HNO3+能量
硝化细菌
化能合成作用
2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量
硝化细菌
2HNO2+O2 2HNO3+能量
硝化细菌
化能合成作用
2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量
硝化细菌
6CO2+12H2O C6H12O6+ 6O2+6H2O
能量
酶
2HNO2+O2 2HNO3+能量
硝化细菌
化能合成作用
　　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。
2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量
硝化细菌
6CO2+12H2O C6H12O6+ 6O2+6H2O
能量
酶
2HNO2+O2 2HNO3+能量
硝化细菌
化能合成作用
　　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+3O2 2HNO2+2H2O+能量
硝化细菌
6CO2+12H2O C6H12O6+ 6O2+6H2O
能量
酶
2HNO2+O2 2HNO3+能量
硝化细菌
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、ATP D、CO2
B
2、与光合作用光反应有关的是（ ）
①H2O ②ATP ③ADP ④CO2
A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③④
A
3、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
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
D
5、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．③② B．③④
C．①② D．④③
B
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.④③②⑤① B.④②③⑤①
C. ③②④①⑤ D.③④②①⑤
7、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　
Ｄ
Ｂ
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
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 ATP
B、CO2 叶绿素 ATP
C、CO2 乙醇 糖类
D、CO2 三碳化合物 糖类
D
10、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 ATP CO2 葡萄糖
B
二、光合作用的实际应用
1、光照
光
合
作
用
速
率
CO2浓度
2.二氧化碳的供应对光合效率的影响
规律:
在一定的浓度范围内,光合作用速率随CO2的浓度增大而加快，超过一定浓度光合作用速率趋于稳定。
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
应用：
增加昼夜温差
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
延长光合作用时间
增加光合作用面积
增加光能利用率
提高光合作用效率
控制光照强弱
控制光质
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）
温室中人工光照
合理密植
间作套种
通风透光
在温室中施有机肥，
使用CO2发生器
阴生植物
阳生植物
应用——提高农作物产量的措施
红光和蓝紫光
适时适量施肥
合理灌溉
保持昼夜温差
光合作用与细胞呼吸的联系
A
B
C
D
CO2
O2
CO2
O2
光合作用与细胞呼吸的联系
A
B
E
G
CO2
O2
CO2
O2