1、光合作用光合作用的探究历程年代科学家结论1642海尔蒙特1771普利斯特利1779英格豪斯17851845R.梅耶1864萨克斯1880恩格尔曼1939鲁宾，卡门20世纪40年代卡尔文水分是建造植物体的唯一原料植物可以更新空气在光照下植物绿叶可以更新空气植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来绿色叶片光合作用产生淀粉氧由叶绿体释放出来。叶绿体是光合作用的场所光合作用释放的氧来自水。光合产物中有机物的碳来自CO2明确光照下放出O2，吸收CO2光反应暗反应根据是否需要光能，光合作用的过程可分为两个阶段：光合作用的过程场所:条件:物质变化:能量变化:光 反 应光 反 应场所:条件:物质变化:能量
2、变化:光 反 应光 反 应场所:条件:物质变化:能量变化:光 反 应ATP的合成:ADP+PiATP水的光解:H2OO2+H 光能活跃的化学能类囊体的薄膜光、酶、色素CO2暗反应能量变化:场所:条件:物质变化:暗反应能量变化:场所:条件:物质变化:叶绿体基质有或无光、酶CO2的固定:C3 的还原:ATP的分解:活跃化学能稳定化学能(ATP中)(有机物里)CO2叶绿体中的色素分子光能C52C3ADP+PiATPH2OO2H(CH2O)+H2OCO2吸收光解能固定还原光反应阶段（类囊体薄膜）暗反应阶段（叶绿体基质）光反应和暗反应的比较场所条件物质变化能量变化光反应暗反应联系类囊体薄膜叶绿体基质光、
3、色素、酶有/无光，多种酶水的光解ATP的合成CO2的固定C3的还原光能ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能1、光反应为暗反应提供还原剂H和能量（ATP）；2、暗反应为光反应补充消耗掉的ADP和Pi。ATP的水解CO2浓度不变光反应C3C5ATP和HC6H12O6光照增强光照减弱光照强度或CO2浓度变化对光合作用的影响光照强度不变暗反应C3C5ATP和HC6H12O6CO2浓度增强CO2浓度减弱增强增强增加增加增加增加增加增加增加增加减弱减少减少减弱减少减少减少减少减少减少习题：图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示改变光照后，与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细
4、胞内的变化曲线。根据图回答：(1)图1中A表示的物质是_，它由_产生，其作用主要是_。(2)图1中ATP形成所需的能量最终来自于_。若用放射性同位素标记14CO2，则14C最终进入的物质是_。H水在光下分解用于C3的还原(CH2O)太阳光能(3)图2中曲线a表示的化合物是_，在无光照时，其含量迅速上升的原因是：_(4)曲线b表示的化合物是_，在无光照时，其含量下降的原因是：_C3CO2的固定仍在进行，C3的还原受阻。C5C5与CO2结合形成C3，且C3不能被还原为C5绿色植物通过叶绿体,利用光能,把CO2和H2O转化成有机物(储存着能量),并释放O2的过程。光合作用：物质转化：光能化学能CO2
5、+H2O （CH2O）+O2能量转化：光合作用实 质光合作用的概念和实质CO2+H2O(CH2O)+O2光能叶绿体(稳定化学能)光合作用原料 产物 场所 条件 光合作用的公式6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O光能叶绿体要生成1摩尔的葡萄糖，需要多少的二氧化碳和水？叶绿体CO2、H2O糖类、氧气、水有光、多种酶光合作用的意义有机物制造的“绿色工厂”；将太阳能转化为化学能的“巨型能量转换站”；维持氧和二氧化碳含量稳定的“自动空气净化器”。促进了生物的进化。总之，从物质转变和能量转变的过程来看，光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。巩固练习1.叶绿体中的色素所吸收的光能，用于
6、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ATPHATPCO2H2O光能化学能暗反应光反应光反应暗反应4.对某植株做如下处理：（甲）持续光照10分钟；（乙）光照5秒，再暗处理5秒，连续交替20分钟若其他条件不变，则在甲、乙两种情况下，植株所制造的有机物总量是：（）A、甲乙 B、甲乙 C、甲=乙 D、无法确定5.下列关于光反应和暗反应的叙述中，正确的一项是（）A、光反应和暗反应都能生成ATP B、光反应属于能量代谢，暗反应属于物质代谢 C、光
7、反应需要光，暗反应在有光条件下也能进行 D、光反应的产物O2、H、ATP是暗反应所必需的C6.生长于较弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，其光合作用速度并未随之增强，主要因素可能是（）A、光照强度不够，影响光反应进行 B、温度影响酶的活性 C、呼吸作用受到抑制 D、暗反应影响了光反应A7.当单细胞绿藻置于25及适宜的光照条件下培养请回答：（1）当CO2浓度突然降至极低水平时，发现五碳化合物突然上升，这是因为缺少时，五碳化合物不能形成。（2）如果降低CO2的同时，停止光照，则葡萄糖的合成速度下降，这是因为暗反应所需的_供应不足，使不能合成六碳化合物。CO2三碳化合物H、ATP三碳化合物环境因
8、素对光合作用影响的分析问题引领:1.光合作用强度会随光照强度的增强或CO2浓度的增强而一直增强吗?为什么?2.在实际生产中,如何应用各种因素来提高农作物产量?讨论：影响光合作用的因素有哪些？1、光照强度、光照时间、光的成分2、温度3、CO2浓度4、水份5、肥料（矿质元素）6、叶龄、光合面积1、光照对光合作用的影响（1）光照强弱光照减弱:光合作用速度减慢；光照增强:光合作用逐步增强，但增加到一定强度，光合作用速度则不再增强。（3）波长的影响红光下最强，蓝光、紫光其次，绿光最差。（2）光照时间1、光照强度图中A点含义：；B点含义：；C点表示：；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
9、，称为光补偿点光合作用强度不再随光照强度增强而增强，称为光饱和点应用：阴雨天适当补充光照；阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，注意间作套种时农作物的种类搭配、林带树种的配置。2、CO2浓度A点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。AB段表示在一定范围内，光合速率随二氧化碳浓度的增加而增大，但当二氧化碳浓度增加到一定数值后，光合作用速率不再增加。B点表示CO2饱和点。应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合作用速度。3、温度温度是通过影响与光合作用有关的酶的活性而影响光合作用速率的。应用：冬天，温室栽培可适当提高温度；夏天，则可适当降低温度。白天调到光合
10、作用最适温度，以提高光合作用速率；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸，增加有机物的积累。B点：是最适温度，光合作用最强。4、水及矿质元素N、Mg、Fe等是叶绿素合成的必需元素，若这些元素缺乏，会影响叶绿素的合成从而影响光合作用；水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，水还会影响气孔的开闭，从而影响CO2进入植物体。应用：合理施肥；预防干旱，合理灌溉。必需矿质元素的供应 哪些必需元素会影响光合作用？哪些必需元素会影响光合作用？（11）NN：是各种：是各种酶酶以及以及NADPNADP+和和ATPATP的重要组成成分。的重要组成成分。（22）PP：是：是叶绿体膜叶绿体膜、NADPNADP
11、+和和ATPATP的重要组成成分。的重要组成成分。（33）KK：在：在合成糖类合成糖类，以及将其，以及将其运输运输到块根、块茎到块根、块茎和种子等器官过程中起作用。和种子等器官过程中起作用。（4）Mg：叶绿素的重要组成成分。4、水光合速率ADCBE710时光合作用强度不断增强，这是因为在一定温度和二氧化碳供应充足的情况下，光合作用的强度是随着光照加强而增强的。1417时光合作用强度不断下降的原因，是因为此时光照强度不断减弱。C点：在12时左右光合作用强度明显减弱，是因为此时温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭，二氧化碳供应减少，导致光合作用强度明显减弱。5、光合面积OA：随叶面积指数的不断增大
12、，光合作用实际量不断增大。A点：为光合作用面积的饱和点。随叶面积指数的增大，光合作用不再增加，原因是叶片相互遮挡。OB：干物质量随叶面积增加而增加。BC：由于A点以后，光合作用不再增加，但叶片的呼吸量随叶面积指数的增大而增加，所以干物质量降低。应用：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长，合理密植。随堂练习1.(2011年安徽师大模拟)如图表示3株脱淀粉(经充分“饥饿”处理)的长势相同的同种植物放在透光的不同钟罩内,以下关于本实验的目的最准确的叙述是()A.证明光合作用的必需条件是CO2B.证明光合速率随CO2浓度增高而增大C.证明过多的CO2阻碍光合作用D.证明NaOH溶液能促进光合作用B
13、解析:该实验的自变量为二氧化碳的浓度,因变量为植物光合速率。2.(2011年广东龙湖阶段测试)我国青藏高原农区小麦产量高,新疆、甘肃产的瓜果特别甜,其主要原因是()A.昼夜温差大,太阳辐射强B.CO2浓度高C.雨量充沛D.气温偏低,水分蒸发少随堂练习A解析：我国青藏高原地区海拔高，太阳辐射强，白天可以形成更多的糖类等光合产物；同时由于昼夜温差大，夜晚温度低，呼吸消耗的有机物减少，因此瓜果特别甜。随堂练习3.(双选题)将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室CO2浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度(以CO2吸收速率表示)，测定结果如图。下列相关叙述，正确的是()A.如果光照强度适
14、当降低，a点右移，b点左移B.如果光照强度适当降低，a点左移，b点右移C.如果光照强度适当增强，a点右移，b点右移D.如果光照强度适当增强，a点左移，b点右移AD7.上图是在盛夏的某一晴天，一昼夜中某植物对CO2的吸收和释放状况的示意图。根据图回答问题：1）图中DE段CO2吸收量逐渐减少是因为，以致光反应产生的和逐渐减少，从而影响了暗反应强度，使_ 化合物数量减少，影响了CO2固定。2）图中曲线中间C处光合作用强度暂时降低，可能是（）A、光照过强，暗反应跟不上，前后脱节，影响整体效果B、温度较高，提高了呼吸作用酶的活性，消耗了较多的有机物C、温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了CO2原料的供
15、应D、光照过强，气温过高，植物缺水严重而影响光合作用的进行光照强度逐步减弱ATPHC3的还原五碳CABCDE光合作用与呼吸作用的联系光合作用与呼吸作用的联系光照强度AB净光合速率总光合速率真正(总)光合速率=表观(净)光合速率+呼吸速率CO2的吸收量CO2的释放量呼吸速率C1.光合速率光合作用与呼吸作用的联系2.光合速率表示方法单位时间内光合作用产生糖类的量单位时间内光合作用产生CO2的量单位时间内光合作用释放O2的量3.计算光合作用产氧量=氧气释放量+细胞呼吸耗氧量光合作用固定CO2量=CO2吸收量+细胞呼吸释放CO2量光合作用葡萄糖产生量=葡萄糖积累量（增重部分）+细胞呼吸消耗葡萄糖量 某
16、些细菌 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：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+12H2O C6H12O6+6O2+6H2O能量化能合成作用原料产物营养方式利用的能量生物体光合作用化能合成作用相同相同自养 氧化无机物时,所释放的能量太阳能绿色植物少数种类的细菌光合作用与化能合成作用比较据获取有机物的方式不同，生物分为：自养生物异养生物光能自养生物化能自养生物（绿色植物）（少数细菌）（动物、人）谢谢！五年后柳树增重柳树增重 74.47 kgkg土壤减少土
17、壤减少 0.06 kgkg水分是建造植物体的唯一原料推测：1642年，海尔蒙特4、滴加碘液1864 德国 萨克斯：【方法步骤】遮光曝光1、黑暗 24h酒精3、放在酒精中隔水加热水2、一半遮光，一半曝光CO2 C18O218O2O2小球藻（一）小球藻（二）1940美国：鲁宾和卡门光合作用释放的O2全部来自参加反应的水。实验证明：H218OH2O叶绿体中的色素分子光能C52C3ADP+PiATPH2OO2H(CH2O)+H2OCO2吸收光解能固定还原1782年，瑞士的森尼别用化学分析证明CO2也是必须的1817年，两位法国科学家从绿叶中分离出一种与光合作用有关的物质，把它称为叶绿素1864年，萨克
18、斯发现只有在光照下，叶绿体中的淀粉粒才会增大，从而指出光合作用有O2和有机物生成（一）、光合作用的研究历史光叶绿体nCO2+H2O (CH2O)n+O21939年，希尔从磨碎的叶绿体中提取叶绿体，并加入铁离子，光照后放出大量的O2，从而证明了光合作用中O2来自于参加反应的水（一）、光合作用的研究历史1945年，卡尔文用示踪同位素技术，经十多年推论出从CO2生成有机物的各种中间步骤，确立了CO2的循环途径，并于1961年获得了诺贝尔奖讨论：光合作用有何意义？CO2O2光合作用的探究历程以前，人们一直以为：一粒小小的种子能够长为参天大树，完全依靠于土壤。光合作用的探究历程纵观整个探究历程，你认为光合作用是一个怎样的过程？CO2H2O+有机物+O2（贮存能量）叶绿体光