高中生物 光合作用的原理和应用
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
光合作用的原理和应用
总结：
光合作用的概念及反应式
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，并且释 放出氧的过程。
CO2+ H2O*
光能 叶绿体
(CH2O)+ O2*
【探索二】 光合作用的具体过程可以分为几个阶段？
光能
光合作用的过程
叶绿素a
ADP+Pi e
植物自身因素 环境因素对光合作用的影响
1）光照 2）温度 3）二氧化碳浓度 4）水分 5）矿质元素
6、光ห้องสมุดไป่ตู้作用原理的应用
（1）影响光合作用的因素 内因：色素量、有关酶活性、C5量 外因：光照、CO2、温度、水、矿质元素等
影响光合作用的主要外界因素
❖ 光照 光是光合作用的能量来源，是叶绿体发育和叶 绿素合成的必要条件
CO2
吸 收
C
阳生植物
阴生植物
0B
CO2
释 放
A B：光补偿点
光照强度 C：光饱和点
光补偿点、光饱和点 ：阳生植物>阴生植物
A点：光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，
释放的CO2量可表示细胞呼吸的强度
B点：
光补偿点。细胞呼吸释放的CO2全部 用于光合作用，此时光合作用强度等于 细胞呼吸强度，净光合速率为0。植物 应长期光强在B点以上，才会有有机物 积累，才能正常生长。一切有利于呼吸 因素使B点右移，反之左移；一切不利 于光合因素使B点右移，反之左移
的。
2.某科学家用14C的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原
C 子，证明其转移的途径是（
）
A.二氧化碳 叶绿素
ATP
B.二氧化碳 三碳化合物 ATP
C.二氧化碳 三碳化合物 糖类
D.二氧化碳 五碳糖
糖类
B 3.光合作用过程中释放的氧气来源于（
）
A.二氧化碳 B.水 C.叶绿体 D.葡萄糖
下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：
AB段：
随光照强度增强，光合作用强度也 逐 为 光渐细 合增胞作强呼用，吸，释此CO放时2释的光放合C量O作2有减用一少强，部度这分小是用于因于 细胞呼吸强度
BC段：
随光照强度增强，光合作用强度 也逐渐增强，受限于其他内外因素，到 C点以上不再增强，C点为光饱和点
下图表示的是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。你认为下列四个选项中，能代表 细胞中发生的情况与 BA点点 相符的是
C 6 H12 O 6
思考：暗反应为什么称之为“暗”反应？
暗反应在光下能不能进行？
【总结】 光合作用的过程可以分为两个阶段，光反应和 暗反应，光反应阶段主要是在囊状结构薄膜上 利用光能将水光解成[H]和O2，同时将光能转变 成不稳定的化学能，储存在ATP中；暗反应阶 段主要在叶绿体基质中将CO2中的C通过CO2的 固定和CO2的还原储存在有机物中，同时将ATP 中的能量转移到有机物中。
NADP+
e
[H]
光 反
H2O
应
(类囊体的薄膜上)
O2
叶绿体
ATP
2C3
NADPH 〔H〕 （CH2O）
CO2
C5
暗 反 应 (基质中)
【探索二 】 光合作用的具体过程可以分为几个阶段？
光反应阶段 必须有光能才能进行
暗反应阶段
二、光合作用的过程
光反应
【探索四】 暗反应可以 分为几个阶 段？其原料 和产物分别 是什么？
五、光合作用和呼吸作用中的化学计算
光合作用反应式：
6CO2＋12H2O
光能 叶绿体
C6H12O6＋6O2＋6H2O
暗反应产生水。 产生水的细胞器有？
核糖体、线粒体和叶绿体
实测CO2吸收量
＝光合作用CO2吸收量-呼吸作用CO2释放量
实测O2释放量 ＝光合作用O2释放量-呼吸作用O2消耗量
7、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+3硝O化2 细菌 2HNO2+2H2O+ 能2H量NO2+硝O化2细菌 2HNO3+能量
6CO2+6H2能O量 2C6H12O6+ 6O2
• 光合作用与化能合成作用区别：
所需的能量来源不同（光能、化学能）
巩固练习
1.在光合作用中，糖类是在 暗反应 阶段形成的，氧
气是在光反应 阶段形成的，ATP是在 光反应 阶段形成
措施：
⑴温室：①燃烧液化石油气，②使用二氧化碳发生器。 ⑵大田：①确保良好通风；②增施有机肥料；③深施
“碳铵” (NH4HCO3)
必须指出：增加CO2可以提高光合效率，但是无限制
地在全球范围内提高CO2浓度，会产生“温室效应”
绿色植物的光合作用与呼吸作用的比较：
在哪些细 胞进行
光合作用
含叶绿体的细胞
⑵CO2浓度对光合作用强度的影响
光
合
A点：CO2启动点， 即发生光合作用的
速 率
最低CO2浓度
B
C
AB段：随CO2浓度升高
A
，光合作用（暗反应）增强
CO2的浓度
B点：CO2饱和点，受限于C5含量、有关酶活性等
空气中CO2含量一般占330mg/L，与植物光合所需最 适浓度（1000mg/L）相差太远。
④图中G_C_5_化__合__物_,F是_C_3_化__合__物___,J是___糖__类________ ⑤图中的H表示_光__反_应___， H为I提供_[_H_]_和_A_T_P___
谢谢观看
思考：
• 如果CO2供给突然减弱（停止），则短时间
内叶绿体中ATP、[H]，C3、C5及（CH2O）含
量变化怎样？
2C3
固定 CO2
分析：光→色素→ [H] 还 ATP 原
C5
(CH2O)
CO2减少（停止），暗反应中CO2固定减弱，产 生的C3减少，消耗的C5也减少，C5增多。由于C3 减少，消耗ATP、[H] 减少， ATP、[H]增多。 （CH2O）减少
C
B
CO2+H2O
光能 （CH2O）+O2 叶绿体
光合作用强度（速率）表示方法
1、单位时间内光合作用产生有机物的量
2、单位时间内光合作用吸收CO2的量 3、单位时间内光合作用放出O2的量
植物体的1.2.3指净光合作用强度； 叶绿体的1.2.3指总光合作用强度
真正（总）光合速率=净光合速率+呼吸速率
思考：
• 如果光照突然减弱（停止），则短时间内叶
绿体中ATP、[H]，C3、C5及（CH2O）含量变
化怎样？
2C3
固定 CO2
分析：光→色素→ [H] 还 ATP 原
C5
(CH2O)
光照减弱（停止），光反应产生的ATP、 [H]减 少；导致C3还原受阻，而CO2固定不变，所以C3 增多，C5减少，（CH2O）减少
有氧呼吸
活细胞
反应场所
叶绿体
细胞质基质、线粒体
反应条件
光、色素、酶
氧气、酶
物质转化 CO2、H2O 有机物
有机物 CO2、H2O
能量转变
光能转变为化学能储存 在有机物中
将有机物中的能量释放出 来，一部分转移到ATP中
联系
光合作用的产物为细胞呼吸提供了物质基础— —有机物和氧气；细胞呼吸产生的二氧化碳可 被光合作用所利用
❖ 二氧化碳 二氧化碳是光合作用的原料之一 ❖ 温度 由于温度可以影响酶的活性，因而对光合速率
有明显影响 ❖ 水分 叶片接近水分饱和时，才能进行正常的光合作
用 ❖ 矿质营养 矿质元素直接或间接影响光合作用 ❖ 光合速率的日变化 一天中，光强日变化对光和速率
日变化的影响最大
⑴.影响光合作用效率的因素—光照强度
【探索五】要生成1分子的C 6 H12 O 6，需要多少分子
的H 2 O和C O 2 ？
光合作用总反应反应式
叶绿体
6C O2+12H2 O 光能 C 6 H12 O6 + 6 H2 O+6 O2
光合作用光反应与暗反应的区别
项目
光反应
暗反应
部位 条件
叶绿体类囊体膜 光、色素、酶、水
叶绿体基质 多种酶、CO2
物质变化
①水的光解 ：
光
2H2O 4[H]+O2 ②ADAPT+PP的i+合能成量：酶 光 ATP
①CO2的固定：
CO2+C5 酶 2C3
②C3的还原：
2C3
[
H
]
AT 酶
P（CH2O）
能量转换 联系
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
光反应为暗反应提供了[H]和ATP；暗反应 为光反应提供ADP和Pi。
【探索六】通过学习光合作用的实质是什么？
三、光合作用的实质
1.物质转化：无机物 有机物
2.能量转化：光能
有机物中的化学能
【探索七】光合作用的意义是什么？ 1.生物界中有机物的来源 2.生物生命活动所需能量的最终来源 3.调节大气中氧气和二氧化碳的含量 4.对生物的进化有重要作用
四、光合作用原理的运
暗反应
【探索三】 光反应可以 包含几个反 应？其原料 和产物分别 是什么？反 应场所是什 么？
光 水的光解： H 2 O 光 2[H]+1/2O 2
光 合
反 应
ATP的形成：A D P + Pi +能量
酶 ATP
作 用 暗 C O 2的固定： C O 2 +C 5
酶 2C3
反
酶
应 C O 2的还原：2 C 3 [H] ATP
H2O
B
C
光
A
D
F CO2
G
E+Pi
J
H
I
①图中A是__色__素__,B是___Ｏ__2__,它来自于___水___的分解。
②图中C是___[H__]__，它被传递到叶绿体的_基__质___部位，用
于_用__作__还_原__剂__，_还__原__C_3____ 。
色素吸收
③图中D是_A_T_P_，在叶绿体中合成D所需的能量来自的__光__能__
总结：
光合作用的概念及反应式
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，并且释 放出氧的过程。
CO2+ H2O*
光能 叶绿体
(CH2O)+ O2*
【探索二】 光合作用的具体过程可以分为几个阶段？
光能
光合作用的过程
叶绿素a
ADP+Pi e
植物自身因素 环境因素对光合作用的影响
1）光照 2）温度 3）二氧化碳浓度 4）水分 5）矿质元素
6、光ห้องสมุดไป่ตู้作用原理的应用
（1）影响光合作用的因素 内因：色素量、有关酶活性、C5量 外因：光照、CO2、温度、水、矿质元素等
影响光合作用的主要外界因素
❖ 光照 光是光合作用的能量来源，是叶绿体发育和叶 绿素合成的必要条件
CO2
吸 收
C
阳生植物
阴生植物
0B
CO2
释 放
A B：光补偿点
光照强度 C：光饱和点
光补偿点、光饱和点 ：阳生植物>阴生植物
A点：光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，
释放的CO2量可表示细胞呼吸的强度
B点：
光补偿点。细胞呼吸释放的CO2全部 用于光合作用，此时光合作用强度等于 细胞呼吸强度，净光合速率为0。植物 应长期光强在B点以上，才会有有机物 积累，才能正常生长。一切有利于呼吸 因素使B点右移，反之左移；一切不利 于光合因素使B点右移，反之左移
的。
2.某科学家用14C的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原
C 子，证明其转移的途径是（
）
A.二氧化碳 叶绿素
ATP
B.二氧化碳 三碳化合物 ATP
C.二氧化碳 三碳化合物 糖类
D.二氧化碳 五碳糖
糖类
B 3.光合作用过程中释放的氧气来源于（
）
A.二氧化碳 B.水 C.叶绿体 D.葡萄糖
下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：
AB段：
随光照强度增强，光合作用强度也 逐 为 光渐细 合增胞作强呼用，吸，释此CO放时2释的光放合C量O作2有减用一少强，部度这分小是用于因于 细胞呼吸强度
BC段：
随光照强度增强，光合作用强度 也逐渐增强，受限于其他内外因素，到 C点以上不再增强，C点为光饱和点
下图表示的是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。你认为下列四个选项中，能代表 细胞中发生的情况与 BA点点 相符的是
C 6 H12 O 6
思考：暗反应为什么称之为“暗”反应？
暗反应在光下能不能进行？
【总结】 光合作用的过程可以分为两个阶段，光反应和 暗反应，光反应阶段主要是在囊状结构薄膜上 利用光能将水光解成[H]和O2，同时将光能转变 成不稳定的化学能，储存在ATP中；暗反应阶 段主要在叶绿体基质中将CO2中的C通过CO2的 固定和CO2的还原储存在有机物中，同时将ATP 中的能量转移到有机物中。
NADP+
e
[H]
光 反
H2O
应
(类囊体的薄膜上)
O2
叶绿体
ATP
2C3
NADPH 〔H〕 （CH2O）
CO2
C5
暗 反 应 (基质中)
【探索二 】 光合作用的具体过程可以分为几个阶段？
光反应阶段 必须有光能才能进行
暗反应阶段
二、光合作用的过程
光反应
【探索四】 暗反应可以 分为几个阶 段？其原料 和产物分别 是什么？
五、光合作用和呼吸作用中的化学计算
光合作用反应式：
6CO2＋12H2O
光能 叶绿体
C6H12O6＋6O2＋6H2O
暗反应产生水。 产生水的细胞器有？
核糖体、线粒体和叶绿体
实测CO2吸收量
＝光合作用CO2吸收量-呼吸作用CO2释放量
实测O2释放量 ＝光合作用O2释放量-呼吸作用O2消耗量
7、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+3硝O化2 细菌 2HNO2+2H2O+ 能2H量NO2+硝O化2细菌 2HNO3+能量
6CO2+6H2能O量 2C6H12O6+ 6O2
• 光合作用与化能合成作用区别：
所需的能量来源不同（光能、化学能）
巩固练习
1.在光合作用中，糖类是在 暗反应 阶段形成的，氧
气是在光反应 阶段形成的，ATP是在 光反应 阶段形成
措施：
⑴温室：①燃烧液化石油气，②使用二氧化碳发生器。 ⑵大田：①确保良好通风；②增施有机肥料；③深施
“碳铵” (NH4HCO3)
必须指出：增加CO2可以提高光合效率，但是无限制
地在全球范围内提高CO2浓度，会产生“温室效应”
绿色植物的光合作用与呼吸作用的比较：
在哪些细 胞进行
光合作用
含叶绿体的细胞
⑵CO2浓度对光合作用强度的影响
光
合
A点：CO2启动点， 即发生光合作用的
速 率
最低CO2浓度
B
C
AB段：随CO2浓度升高
A
，光合作用（暗反应）增强
CO2的浓度
B点：CO2饱和点，受限于C5含量、有关酶活性等
空气中CO2含量一般占330mg/L，与植物光合所需最 适浓度（1000mg/L）相差太远。
④图中G_C_5_化__合__物_,F是_C_3_化__合__物___,J是___糖__类________ ⑤图中的H表示_光__反_应___， H为I提供_[_H_]_和_A_T_P___
谢谢观看
思考：
• 如果CO2供给突然减弱（停止），则短时间
内叶绿体中ATP、[H]，C3、C5及（CH2O）含
量变化怎样？
2C3
固定 CO2
分析：光→色素→ [H] 还 ATP 原
C5
(CH2O)
CO2减少（停止），暗反应中CO2固定减弱，产 生的C3减少，消耗的C5也减少，C5增多。由于C3 减少，消耗ATP、[H] 减少， ATP、[H]增多。 （CH2O）减少
C
B
CO2+H2O
光能 （CH2O）+O2 叶绿体
光合作用强度（速率）表示方法
1、单位时间内光合作用产生有机物的量
2、单位时间内光合作用吸收CO2的量 3、单位时间内光合作用放出O2的量
植物体的1.2.3指净光合作用强度； 叶绿体的1.2.3指总光合作用强度
真正（总）光合速率=净光合速率+呼吸速率
思考：
• 如果光照突然减弱（停止），则短时间内叶
绿体中ATP、[H]，C3、C5及（CH2O）含量变
化怎样？
2C3
固定 CO2
分析：光→色素→ [H] 还 ATP 原
C5
(CH2O)
光照减弱（停止），光反应产生的ATP、 [H]减 少；导致C3还原受阻，而CO2固定不变，所以C3 增多，C5减少，（CH2O）减少
有氧呼吸
活细胞
反应场所
叶绿体
细胞质基质、线粒体
反应条件
光、色素、酶
氧气、酶
物质转化 CO2、H2O 有机物
有机物 CO2、H2O
能量转变
光能转变为化学能储存 在有机物中
将有机物中的能量释放出 来，一部分转移到ATP中
联系
光合作用的产物为细胞呼吸提供了物质基础— —有机物和氧气；细胞呼吸产生的二氧化碳可 被光合作用所利用
❖ 二氧化碳 二氧化碳是光合作用的原料之一 ❖ 温度 由于温度可以影响酶的活性，因而对光合速率
有明显影响 ❖ 水分 叶片接近水分饱和时，才能进行正常的光合作
用 ❖ 矿质营养 矿质元素直接或间接影响光合作用 ❖ 光合速率的日变化 一天中，光强日变化对光和速率
日变化的影响最大
⑴.影响光合作用效率的因素—光照强度
【探索五】要生成1分子的C 6 H12 O 6，需要多少分子
的H 2 O和C O 2 ？
光合作用总反应反应式
叶绿体
6C O2+12H2 O 光能 C 6 H12 O6 + 6 H2 O+6 O2
光合作用光反应与暗反应的区别
项目
光反应
暗反应
部位 条件
叶绿体类囊体膜 光、色素、酶、水
叶绿体基质 多种酶、CO2
物质变化
①水的光解 ：
光
2H2O 4[H]+O2 ②ADAPT+PP的i+合能成量：酶 光 ATP
①CO2的固定：
CO2+C5 酶 2C3
②C3的还原：
2C3
[
H
]
AT 酶
P（CH2O）
能量转换 联系
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
光反应为暗反应提供了[H]和ATP；暗反应 为光反应提供ADP和Pi。
【探索六】通过学习光合作用的实质是什么？
三、光合作用的实质
1.物质转化：无机物 有机物
2.能量转化：光能
有机物中的化学能
【探索七】光合作用的意义是什么？ 1.生物界中有机物的来源 2.生物生命活动所需能量的最终来源 3.调节大气中氧气和二氧化碳的含量 4.对生物的进化有重要作用
四、光合作用原理的运
暗反应
【探索三】 光反应可以 包含几个反 应？其原料 和产物分别 是什么？反 应场所是什 么？
光 水的光解： H 2 O 光 2[H]+1/2O 2
光 合
反 应
ATP的形成：A D P + Pi +能量
酶 ATP
作 用 暗 C O 2的固定： C O 2 +C 5
酶 2C3
反
酶
应 C O 2的还原：2 C 3 [H] ATP
H2O
B
C
光
A
D
F CO2
G
E+Pi
J
H
I
①图中A是__色__素__,B是___Ｏ__2__,它来自于___水___的分解。
②图中C是___[H__]__，它被传递到叶绿体的_基__质___部位，用
于_用__作__还_原__剂__，_还__原__C_3____ 。
色素吸收
③图中D是_A_T_P_，在叶绿体中合成D所需的能量来自的__光__能__