第4节-光合作用与能量转化-光合作用的原理和应用(2019年新教材人教版)ppt课件.pptx

经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用第第4 4节节 光合作用光合作用与能量转化与能量转化2019.102019.10经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 光合作用是指绿色植物光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把通过叶绿体，利用光能，把COCO2 2和和H H2 2O O转转化成储存能量的有机物，并释放出化成储存能量的有机物，并释放出O O2 2的过程。的过程。二、光合作用的原理和应用二、光合作用的原理和应用COCO2 2H H2 2O O （CHCH2 2O O）O O2 2光能光能叶绿体叶绿体经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用（一）光合作用的原理（一）光合作用的原理 叶绿体叶绿体如何将光能转化为化学能？又是如何将如何将光能转化为化学能？又是如何将化学能储存化学能储存在糖类在糖类等有机物中的，光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化等有机物中的，光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化碳呢？我们先来分析科学家做过的一些实验。碳呢？我们先来分析科学家做过的一些实验。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用探索光合作用原理的部分实验探索光合作用原理的部分实验 19 19世纪末，科学界普遍认为，在光合作用中，世纪末，科学界普遍认为，在光合作用中，C0C02 2分子分子的的C C和和O O被被分开分开，O O2 2被被释放释放、C C与与H H2 20 0结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。19281928年，科学家年，科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖。发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖。1937 1937年，英国植物学家希尔（年，英国植物学家希尔（R.HillR.Hill）发现，在离体叶绿体的悬浮发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有有H H2 20 0，没有没有C0C02 2），在光照下可以），在光照下可以释放出氧气。像这样，离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧释放出氧气。像这样，离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应称作希尔反应。气的化学反应称作希尔反应。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 1941 1941年，美国科学家鲁宾年，美国科学家鲁宾(S.Ruben)(S.Ruben)和卡门（和卡门（M.KamenM.Kamen)用用同位素示同位素示踪踪的方法，研究光合作用中氧气的来源。他们的方法，研究光合作用中氧气的来源。他们用用1616O O的同位素的同位素1818O O分别分别标记标记H H2 20 0和和C0C02 2，使它们分别，使它们分别变成变成H H2 218180 0和和C C18180 02 2。然后，进行了两组实验：第一组然后，进行了两组实验：第一组给植物给植物提供提供H H2 20 0和和C C18180 02 2，第二组给同种植物第二组给同种植物提供提供H H2 218180 0和和C0C02 2。在其他条件都在其他条件都相同的情况下，第一组释放的氧气都是相同的情况下，第一组释放的氧气都是0 02 2，第二组释放的，第二组释放的都是都是18180 0。第第二二组组H H2 218180 0C0C02 2H H2 20 0C C1818O O2 2第第一一组组18180 02 20 02 2小球藻小球藻(一种单一种单细胞的绿藻细胞的绿藻)经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 19541954年年，美国科学家，美国科学家美国美国科学家阿尔农科学家阿尔农(D.Arnon(D.Arnon)发现，在光照下，发现，在光照下，叶绿体可合成叶绿体可合成ATPATP。19571957年年，他发现这一过程总是与水的光解相，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。伴随。讨论讨论 1 1希尔希尔的实验说明水的光解产生的实验说明水的光解产生氧气，是否氧气，是否说明植物光合作用产说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自生的氧气中的氧元素全部都来自水？水？2 2希尔的实验是否说明水的光解与希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应糖的合成不是同一个化学反应？3 3分析鲁宾和卡门做的实验，你能得出什么结论？分析鲁宾和卡门做的实验，你能得出什么结论？4 4尝试尝试用示意图来表示用示意图来表示ATPATP的合成与希尔反应的的合成与希尔反应的关系。关系。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 上述上述实验表明，光合作用释放的氧气中的氧元素来自水，氧气的产实验表明，光合作用释放的氧气中的氧元素来自水，氧气的产生和糖类的合成不是同一个化学反应，而是分阶段进行的。实际上，光生和糖类的合成不是同一个化学反应，而是分阶段进行的。实际上，光合作用的过程十分复杂，它包括一系列化学反应。根据是否需要光能，合作用的过程十分复杂，它包括一系列化学反应。根据是否需要光能，这些化学反应可以概括地分为这些化学反应可以概括地分为光反应和暗反应（现在光反应和暗反应（现在也称为碳也称为碳反应反应)两两个阶段。个阶段。光反应阶段光反应阶段 光合作用光合作用第一个阶段的化学反应，必须有光才能进行，第一个阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫作这个阶段叫作光反应阶段。光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。光反应阶段。光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。暗反应阶段暗反应阶段 光合作用第二光合作用第二个阶段中的化学反应，有没有光都能进个阶段中的化学反应，有没有光都能进行，这个阶段叫作暗反应行，这个阶段叫作暗反应阶段，也称作卡尔文循环。阶段，也称作卡尔文循环。暗反应阶段的化学暗反应阶段的化学反应是在叶绿体的基质中进行的。在这一阶段反应是在叶绿体的基质中进行的。在这一阶段，COCO2 2被被利用，经过一系列利用，经过一系列的反应后生成糖类。的反应后生成糖类。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用19611961年，梅尔温年，梅尔温卡尔文卡尔文(美美)因研究植物的光合作用获得诺贝尔化因研究植物的光合作用获得诺贝尔化学奖。学奖。C0 C02 2是如何转变成糖类的呢？是如何转变成糖类的呢？2020世纪世纪4040年代，美年代，美国科学家卡尔文（国科学家卡尔文（M.CalvinM.Calvin,1911199719111997）等用小）等用小球藻（一种单细胞的绿藻）做了这样的实验：用球藻（一种单细胞的绿藻）做了这样的实验：用经经过过1414C C标记的标记的1414COCO2 2，供小球藻进行光合作用，然后追供小球藻进行光合作用，然后追踪踪放射性放射性1414C C的的去向，最终探明去向，最终探明了了COCO2 2中中的碳是如何转的碳是如何转化为有机物中的碳的。化为有机物中的碳的。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用叶绿体中叶绿体中的色素的色素还原还原多种酶参多种酶参加催化加催化（CHCH2 2O O）ADP+PiADP+Pi酶酶ATPATP供能供能2C2C3 3C C5 5固定固定COCO2 2 光反应光反应（在类囊体的薄（在类囊体的薄膜上进行）膜上进行）暗反应暗反应（在叶绿体的基（在叶绿体的基质中进行）质中进行）光能光能供供能能供供氢氢光合作用光合作用的的过程过程H H2 2O OO O2 2水在光水在光下分解下分解H H+NADPNADP+酶酶NADPHNADPH经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用COCO2 2H H2 2O O （CHCH2 2O O）O O2 2光能光能叶绿体叶绿体经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 光反应光反应和暗反应对比和暗反应对比光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段条件条件场所场所物质物质变化变化能量能量变化变化光、色素、酶光、色素、酶多种酶多种酶类囊体薄膜类囊体薄膜叶绿体基质中叶绿体基质中水的光解：水的光解：ATPATP的合成：的合成：COCO2 2的固定：的固定：C C3 3的还原：的还原：光能光能有机物中稳有机物中稳定化学能定化学能光反应光反应是暗反应的是暗反应的基础，基础，为暗反应提供为暗反应提供NADPHNADPH和和ATPATP，暗反应为，暗反应为光反应提供光反应提供NADPNADP+、ADPADP和和PiPi联系联系2H2H2 2O 4 H +OO 4 H +O2 2光能光能ADPADPPi Pi 光能光能 ATPATP酶酶COCO2 2C C5 5 2C 2C3 3酶酶HH、TPTP2C2C3 3 (CHCH2 2O O)+C)+C5 5+H H2 2O O酶酶ATPATP和和NADPHNADPH中中活跃的化学能活跃的化学能经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 简而言之简而言之，在光反应阶段，光能被叶绿体内类囊体膜上的色素捕，在光反应阶段，光能被叶绿体内类囊体膜上的色素捕获后，将水分解为获后，将水分解为0 02 2和和H H+等等，形成，形成ATPATP和和NADPHNADPH,从而使光能转化成从而使光能转化成ATPATP中的化学能；中的化学能；NADPHNADPH和和ATPATP驱动在叶绿体基质中进行的暗反应，将驱动在叶绿体基质中进行的暗反应，将C0C02 2转化为储存化学能的糖类。可见光反应和暗反应紧密联系，能量转化转化为储存化学能的糖类。可见光反应和暗反应紧密联系，能量转化与物质变化密不可分。光合作用产生的有机物，不仅供植物体自身利与物质变化密不可分。光合作用产生的有机物，不仅供植物体自身利用，还养活了包括你我在内的所有异养生物。光能通过驱动光合作用用，还养活了包括你我在内的所有异养生物。光能通过驱动光合作用而驱动生命世界的而驱动生命世界的运转。运转。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用项目项目光合作用光合作用细胞呼吸细胞呼吸区区别别场所场所条件条件物质物质变化变化能量能量变化变化ATP用途用途联系联系稳定的化学能稳定的化学能活跃的活跃的化学能，化学能，释放能量释放能量光合作用与细胞呼吸对比光合作用与细胞呼吸对比叶绿体叶绿体细胞质基质、细胞质基质、线粒体线粒体需需光光不需不需光光合成有机物合成有机物分解有机物分解有机物光能光能稳定的稳定的化学能，储存化学能，储存能量能量光合作用为细胞呼吸提供有机物和光合作用为细胞呼吸提供有机物和O2；细胞呼吸为光合作用提供；细胞呼吸为光合作用提供CO2和和水水用于叶绿体内用于叶绿体内的暗反应的暗反应用于各种用于各种生理活动生理活动经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 光合作用光合作用的强度（简单地说，就是指植物在单位时间内通过光合的强度（简单地说，就是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量），直接关系农作物的产量，研究影响光合作用作用制造糖类的数量），直接关系农作物的产量，研究影响光合作用强度的环境因素很有现实意义。强度的环境因素很有现实意义。（二）（二）光合作用原理的应用光合作用原理的应用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用探究光照强度对光合作用强度的影响探究光照强度对光合作用强度的影响 影响影响光合作用强度的因素有很多，你们可以选择其中某种因素，光合作用强度的因素有很多，你们可以选择其中某种因素，探讨它与光合作用的强度有什么关系。探讨它与光合作用的强度有什么关系。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 影响影响光合作用光合作用强度强度的因素有：的因素有：光照强度、光的颜色、温度、光照强度、光的颜色、温度、COCO2 2浓度、水、矿质元素等。浓度、水、矿质元素等。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用1.1.光照强度光照强度光饱和点光饱和点经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用呼吸作呼吸作用速率用速率光补光补偿点偿点光饱和点光饱和点应用：生产上应合理控制光照强度，如应用：生产上应合理控制光照强度，如阴雨天适当阴雨天适当人工补光，人工补光，及及时对大棚除霜消雾时对大棚除霜消雾。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用应用：生产上使田间通风良好（应用：生产上使田间通风良好（“正其行，通其风正其行，通其风”）、增施有机）、增施有机肥等，可增加对农作物的肥等，可增加对农作物的CO2供应。供应。2.CO2.CO2 2浓度浓度ABDCBCOCO2 2补补偿点偿点COCO2 2饱饱和点和点经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用应用应用：温室大棚适当：温室大棚适当的昼夜温差，白天适当升温，增强光合作用，的昼夜温差，白天适当升温，增强光合作用，晚上适当降温，抑制呼吸作用，可增加有机物积累。晚上适当降温，抑制呼吸作用，可增加有机物积累。3.3.温度温度经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 （2 2）当）当植物叶片缺水时，气孔会关闭，影响植物叶片缺水时，气孔会关闭，影响COCO2 2进入叶内进入叶内，暗反应，暗反应受阻受阻，光合作用速率下降。，光合作用速率下降。4.4.水分的水分的供应供应应用：生产上应合理灌溉。应用：生产上应合理灌溉。（1 1）当当植物叶片缺水时，直接影响光反应。植物叶片缺水时，直接影响光反应。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用5.5.必需矿质元素必需矿质元素N N、P P、MgMg、K K等都会影响光合作用。等都会影响光合作用。应用：生产上应合理施肥。应用：生产上应合理施肥。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用多因子对光合速率影响的分析多因子对光合速率影响的分析经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 能能够够利利用用体体外外环环境境中中的的某某些些无无机机物物氧氧化化时时所所释释放放的的能能量量来来制制造造有有机机物，这种合成作用叫做化能合成作用。物，这种合成作用叫做化能合成作用。例如：例如：硝化细菌等硝化细菌等。2NH2NH3 3+3O+3O2 2 2HNO 2HNO2 2+2H+2H2 2O+O+能量能量硝化细菌硝化细菌2HNO2HNO2 2+O+O2 2 2HNO 2HNO3 3+能量能量硝化细菌硝化细菌COCO2 2+H+H2 2O O （CHCH2 2O O）+O+O2 2能量能量酶酶化能合成作用化能合成作用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用二、光合作用的原理和应用二、光合作用的原理和应用小小 结结（一）（一）光合作用的过程光合作用的过程过程、反应式、实质、与呼吸作用对比过程、反应式、实质、与呼吸作用对比（二）（二）光合作用原理的应用光合作用原理的应用影响光合作用的各种因素及应用影响光合作用的各种因素及应用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用1.1.在在光合作用光合作用的暗反应过程的暗反应过程中，没有被消耗掉的是中，没有被消耗掉的是 A.A.H H B.CB.C5 5化合物化合物 C.ATP D.COC.ATP D.CO2 2B练一练练一练经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2.2.光合作用光合作用过程中，产生过程中，产生ADPADP和消耗和消耗ADPADP的部位在叶绿体中依次为的部位在叶绿体中依次为 外膜外膜 内膜内膜 基质基质 类囊体膜类囊体膜 A A B B C C D DB经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用3.3.在在光照充足的环境里，将黑藻放入含有光照充足的环境里，将黑藻放入含有1818O O的水中，过一段时间的水中，过一段时间后，后，1818O O最先最先 A.A.在在植物体内的葡萄糖中发现植物体内的葡萄糖中发现 B.B.在在植物体内的淀粉中发现植物体内的淀粉中发现 C.C.在在植物体内的淀粉、脂肪、蛋白质中均可发现植物体内的淀粉、脂肪、蛋白质中均可发现 D.D.在在植物体周围的空气中发现植物体周围的空气中发现D经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.4.在在光合作用过程中，能量的转移途径是光合作用过程中，能量的转移途径是 A.A.光能光能 ATP ATP 叶绿素叶绿素 葡萄糖葡萄糖 B.B.光能光能 色素色素 ATP ATP 葡萄糖葡萄糖 C.C.光能光能 叶绿素叶绿素 COCO2 2 葡萄糖葡萄糖 D.D.光能光能 ATP COATP CO2 2 葡萄糖葡萄糖 B经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用5.5.5.5.光光光光照照照照增增增增强强强强，光光光光合合合合作作作作用用用用增增增增强强强强。但但但但夏夏夏夏季季季季的的的的中中中中午午午午却却却却又又又又因因因因叶叶叶叶表表表表面面面面气气气气孔孔孔孔关关关关闭闭闭闭而而而而使光合作用减弱（使光合作用减弱（使光合作用减弱（使光合作用减弱（“光合午休光合午休光合午休光合午休”）。这是由于）。这是由于）。这是由于）。这是由于 A.A.A.A.水分产生的水分产生的水分产生的水分产生的HHHH数量不足数量不足数量不足数量不足 B.B.B.B.叶绿体利用的光能合成的叶绿体利用的光能合成的叶绿体利用的光能合成的叶绿体利用的光能合成的ATPATPATPATP不足不足不足不足 C.C.C.C.空气中空气中空气中空气中COCOCOCO2 2 2 2量相对增多，而起量相对增多，而起量相对增多，而起量相对增多，而起抑制作用抑制作用抑制作用抑制作用 D D D D.暗反应中暗反应中暗反应中暗反应中三碳化合物产生的量太少三碳化合物产生的量太少三碳化合物产生的量太少三碳化合物产生的量太少D经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用6.6.下列下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是措施中，不会提高温室蔬菜产量的是 A.A.增大增大O O2 2浓度浓度 B.B.增大增大COCO2 2浓度浓度 C.C.增强增强光照光照 D.D.调节调节室温室温A经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用