高中生物第一轮复习-光合作用的原理和应用

2C3 固定 CO2
多种酶 C5
(CH2O)
光反应
暗反应
二、光合作用的过程
小结
比较光反应、暗反应
光反应阶段
暗反应阶段
条件 场所
光、色素、酶 不需光、酶、[H]、ATP 叶绿体类囊体薄膜 叶绿体基质中
物质变化 能量变化 联系
水的光解； ATP 的生成
CO2的固定； C3的还原
光能
ATP中活 ATP中活 跃化学能 跃化学能
结论
水分是植物建造自身的原料 植物可以更新空气
只有在光照下只有绿叶才可以更 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
绿色植物通过叶绿体，利用光能，把
CO2和H2O转化成储存能量的有机物，并释 放出O2的过程。
CO2＋H2O
光能 叶绿体
（CH2O）＋O2
二.光合作用过程
划分依据:反应过程是否需要光能
光反应
暗反应
光反应在白天可以进行吗？夜间呢？有光才能反应 暗反应在白天可以进行吗？夜间呢？
有光、无光都能反应
类囊体膜
H2O
光反应阶段
酶Fra Baidu bibliotek
进入叶绿
体基质，
[H] 参与暗反
应
Pi ＋ADP 场所： 叶绿体内的类囊体薄膜上
光
化
能 德国 学 梅耶 能
储存在什 么物质中？
1864年，萨克斯(德)的实验
一半遮光
（置于暗处几小时）
一半曝光
思考：目的是什么？
为了使绿叶中原有的有机物消耗殆尽
1864年，（德）萨克斯的实验 • 绿色叶片中光合作用产生了淀粉
1864年，德国萨克斯实验
黑暗处理 一昼夜
让一张叶片一半 曝光一半遮光
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 。
CO2+H2O
光能
叶绿体 CH2O）+O2
总结： 水的光解：
光反应 暗反应
H2O →[H] + 1/2O2
ATP的合成 ：
ADP + Pi + 光能 酶 ATP
CO2的固定：
CO2 + C5酶→ 2C3
美国卡尔文（20 世纪40年代）
用14C标记14CO2，供小球 藻进行光合作用，探明了 CO2中的C的去向，称为卡 尔文循环。
年代 1664 1771 1779
1845 1864 1880 1939 20世纪40代
科学家
海尔蒙特 普利斯特利 英格豪斯
R.梅耶 萨克斯 恩格尔曼 鲁宾 卡门 卡尔文
一段时间后
一段时间后
普 利 斯 特 利 实 验
结论：植物可以更新空气
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？
1779年，荷兰的英格豪斯
普利斯特利的实验只有在 阳光照射下才能成功；植物体 只有绿叶才能更新空气。
到1785年，发现了空气的组成， 人们才明确绿叶在光下放出的是 O2，吸收的是CO2。
1）光照强度 2）二氧化碳浓度 3）温度 4）矿质元素 5）水分
ATP 供暗反
应使用
条件： 光、色素、酶 水的光解：H2O
光能 （还原剂） [H] + O2
物质变化 ATP的合成：ADP＋Pi ＋能量（光能） 酶 ATP
能量变化 光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中
条件：
[H] 、ATP、酶 CO2的固定：CO2＋C5
酶
叶绿体的基质中 2C3
物质变化 C3的还原： 2C3
课前复习
思考：哪种色素的含量最多？ 哪种色素在层析液中的溶解度最大？
胡萝卜素（橙黄色）
绿 叶
类胡萝卜素
中
（含量约1/4）
叶黄素（黄色）
的
色 素
叶绿素
叶绿素a（蓝绿色）
（含量约3/4）
叶绿素b（黄绿色）
一.光合作用的探究历程
17世纪海尔蒙特栽培的柳 树实验
结论：水分是 植物建造自身 的原料。
1771年普利斯特利实验
酶
(CH2O)
[H] 、ATP ADP+Pi 糖类
能量变化
ATP中活跃的化学能转变为糖类等 有机物中稳定的化学能
三碳化合物 2C3
叶绿体基质
暗反应阶段
CO2
CO2的 固定
多种酶
五碳化合物 C5
ATP [H]
糖类
光合作用总过程：
可见光
2H2O O2
光解
酶
吸收
4[H]
色素分子
ATP 酶
还 原
能
ADP+Pi
用碘蒸气处理这片叶， 发现曝光的一半呈深 蓝色，遮光的一半则 没有颜色变化。
绿叶在光下制造淀粉。
光合作用释放的O2来自CO2还是H2O？
美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）
C02
1802
C18O2
02
第
一
组
H2180
光照下的小球 藻悬液
第 二 H20 组
光合作用产生的O2来自于H2O。 光合作用产生的有机物又是怎样合成的？
CO2的还原：
酶
2C3 + [H] ATP (CH2O) + C5
三、光合作用的影响因素 探究光照强度对光合作用强度的影响
自变量：光照强度 （光照强弱通过台灯与实验装置间的距 离来决定）
因变量：光合作用强度（通过叶片上浮的数量计算）
①②
三、光合作用的影响因素
③④ ⑤⑥
四.光合作用原理的运用
• 植物自身因素 • 环境因素对光合作用的影响