光合作用的概念、本质
暗反应
CO2的还原:
酶
2C3 + [H] ATP (CH2O) + C5
原料和产物的对应关系:
CO
C3
2H2O CO
2
H2O
能量的转移途径:
光能
ATP中活跃 的化学能
C H (CH2O) O
O2
(CH2O)中稳定 的化学能
下图是光合作用过程图解,请分析后回答下列问题:
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__
联系
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 。
光能
CO2+H2O 叶绿体 (CH2O)+O2
总结: 水的光解: H2O →2 [H] + 1/2O2
光反应 ATP的合成 :
ADP + Pi + 光能 酶 ATP
CO2的固定::CO2 + C5 酶→ 2C3
❖ 图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓 度,即CO2补偿点;图2中的A′点表示进行光合作用所需 CO2的最低浓度。
❖ 图1和图2中的B和B′点都表示CO2饱和点。
❖ ②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,提高光能利用率
❖ 3.温度
①曲线分析:温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用 速率。 ②应用:冬天,温室栽培可适当提高温度,温室栽培也可适当降低温度。白 天调到光合作用最适温度,以提高光合作用;晚上适当降低温室温度,以降 低细胞呼吸,保证植物有机物的积累。
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___
光合作用原理的应用
影响光合作用强度的因素?
光照的长短与强弱;CO2的浓度;光的成分;温 度的高低、必需矿物质元素、水分等。
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
类囊体膜
H2O
酶
[H]
Pi +ADP ATP
三碳化合物 2C3
叶绿体基质 C3的
CO2
CO2的 固定
❖ ②应用:阴生植物的B点前移,C点较低,如图中 虚线所示,间作套种农作物的种类搭配,林带树种 的配置,可合理利用光能;适当提高光照强度可增 加大棚作物产量。
❖ 2.CO2浓度 ❖ ①曲线分析:
❖ 图1和图2都表示在一定范围内,光合作用速率随CO2浓度 的增加而增大,但当CO2浓度增加到一定范围后,光合作 用速率不再增加。
4.必需元素供应
①曲线分析:在一定浓度范围内,增大必需元素的供应, 可提高光合作用速率,但当超过一定浓度后,会因土壤 溶液浓度过高而导致植物渗透失水而萎蔫。 ②应用:根据作物的需肥规律,适时、适量地增施肥料, 可提高农作物产量。
❖ 5.水分
❖ ①影响:水是光合作用的原料,缺水既可直 接影响光合作用,又会导致叶片气孔关闭, 限制CO2进入叶片,从而间接影响光合作用。
多种酶
还原
五碳化合物 C5
卡尔文循环
糖类
暗反应阶段
场所: 叶绿体的基质中
条件:
[H] 、ATP、酶 CO2的固定:CO2+C5
酶
2C3
物质变化 C3的还原: 2C3
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
利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量来 制造有机物。少数的细菌,如硝化细菌。
所需的能量来源不同(光能、化学能)
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
2C3 固定 CO2
多种酶 C5
(CH2O)
光反应
暗反应
思考:[H]中酶
五碳化合物 C5
ATP [H]
糖类
比较光反应、暗反应
光反应阶段
暗反应阶段
条件
光、色素、酶 不需光、酶、[H]、ATP
场所 叶绿体类囊体膜
叶绿体基质中
物质变化 能量变化
水的光解; ATP
的生成
光能
ATP中活 跃化学能
CO2的固定; C3的还原
ATP中活 跃化学能
有机物中稳 定化学能
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
光合作用的概念、本质
1、光合作用的概念
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 释放出氧气的过程。
光能
CO2+H2O 叶绿体 (CH2O)+O2
例:增加光照时间和光照强度,适当提高CO2的浓度(温 室大棚) ,农作物间距合理,选择适当的光源等。
环境因素对光合作用强度的影响及应用?
❖ 1.光照强度 ❖ ①曲线分析
❖ A可点表:示光此照时强细度胞为呼0吸,的此强时度只。进行细胞呼吸,释放的CO2量 ❖ AB段:随光照强度增强,光合作用强度也逐渐增强,
2、光合作用的实质: 合成有机物,储存能量
学习目标: 1、解释光合作用的光反应、暗反应 过程及相互联系 2、学会分析影响光合作用的因素 3、举例说明光合作用的原理和应用 4、简述化能合成作用
课堂任务: 一、订正预习案答案:AAABD 二、小组合作完成课堂探究(一) 10分钟
( 包括识记)
展示组: 1组 光合作用过程图解 3组 表格中光反应及联系部分 5组 暗反应及表格下面分析部分 7组 化能合成作用 点评组:
光合作用的探索历程
年代
科学家
1664
海尔蒙特
1771
普利斯特利
1779
英格豪斯
1845 1864 1880 1939 20世纪40代
R.梅耶 萨克斯 恩格尔曼 鲁宾 卡门 卡尔文
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
❖ ②应用:根据作物的需水规律合理灌溉
化能合成作用
自养生物
光能自养生物
以光为能源,以CO2和H2O(无机物)为原料合成 糖类(有机物),糖类中储存着由光能转换来的能量。
例如绿色植物。
异养生物
只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生 命活动。例如人、动物、真菌及大多数的细菌。
化能合成作用
化能自养生物
8组→1组 6组→3组 4组→5组 2组→7组
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
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
课前复习:
1、绿叶中色素的提取和分离的原理分别是? 2、滤纸条制备的要求及原因? 3、分离色素时滤纸条使用的注意事项? 4、色素分离在滤纸条上的结果从上到下依次是?其中 含量最多的是? 5、光合色素的分布位置?与光合作用有关的酶的分布 场所? 6、光合作用的概念 7、写出有氧呼吸的总反应式、光合作用的反应式
C部O分2释用放于量光逐合渐作减用少,,此这时是细因胞为呼细吸胞强呼度吸大释于放光的合C作O用2有强一度。
❖ B点:细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用,即 光合作用强度等于细胞呼吸强度(光照强度只有在B 点以上时,植物才能正常生长),B点所示光照强度 称为光补偿点。
❖ BC段:表明随着光照强度不断加强,光合作用强 度不断加强,到C点以上不再加强了,C点所示光 照强度称为光饱和点。