1、基粒基粒叶绿体基质叶绿体基质类囊体类囊体外膜外膜内膜内膜(酶酶)(酶、色素酶、色素)双层膜双层膜,内有与光合作用有关的酶内有与光合作用有关的酶类囊体增大膜面积的结构类囊体增大膜面积的结构有少量的有少量的DNADNA和和RNARNA 二、光合作用的原理和应用二、光合作用的原理和应用CO2+H2O (CH2O)+O2光能叶绿体指绿色植物通过指绿色植物通过叶绿体叶绿体，利用，利用光能光能，把，把二氧化碳二氧化碳和和水水转化成储存着转化成储存着能量能量的的有机物有机物，并且释放出，并且释放出氧气氧气的过程。的过程。（一）光合作用（一）光合作用概念：概念：反应式：反应式：实质实质：合成有机物，储存能量合
2、成有机物，储存能量探究光合作用原理的部分实验探究光合作用原理的部分实验1 1、1919世纪末世纪末 氧气氧气 甲醛甲醛糖糖2 2、19281928年年 甲醛不能通过光合作用转化成糖甲醛不能通过光合作用转化成糖 甲醛对植物有毒甲醛对植物有毒CO2CO2O2O2C+H2OC+H2O甲醛甲醛（二）光合作用的原理（二）光合作用的原理(CH(CH2 2O)O)（有（有H2OH2O，无，无CO2CO2）3 3、19371937年，希尔年，希尔高高铁盐铁盐低低铁盐铁盐希尔反应：希尔反应：O2全部来自于全部来自于H2O吗吗？水的光解产生氧气。水的光解产生氧气。结论：结论：光合作用产生的光合作用产生的O O2
3、2来自于来自于H H2 2O O。4 4、19411941年年 鲁宾和卡门鲁宾和卡门（同位素标记法）（同位素标记法）结论：结论：H H2 2O O H H2 21818O O COCO2 2 O2 O2 O2O2 O2 O2 C C1818O O2 2O2 O2O2 O2 O2O2 O2 O2 O21818O O2 2 1818O O2 2 1818O O2 2 1818O O2 2 1818O O2 2 1818O O2 2 1818O O2 2 1818O O2 2 1818O O2 2 5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT
4、）5 5、19541954年，阿尔农年，阿尔农结论：结论：19541954年，美国阿尔农等用离体的叶绿体做实验：年，美国阿尔农等用离体的叶绿体做实验：在给在给叶绿体叶绿体照光照光时发现，当向反应体系中供给时发现，当向反应体系中供给ADPADP、PiPi等物等物质时，体系中就会有质时，体系中就会有ATPATP出现。出现。19571957年，他发现这一过年，他发现这一过程总是与程总是与水的光解水的光解相伴随。相伴随。在光照时，叶绿体中生成了在光照时，叶绿体中生成了ATPATP。5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）5.4.2光合作用
5、的原理和应用完整（共37张PPT）5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）（三）光合作用过程（三）光合作用过程划分依据划分依据:反应过程反应过程是否需要光能是否需要光能光反应在白天可以进行吗？夜间呢？光反应在白天可以进行吗？夜间呢？暗反应在白天可以进行吗？夜间呢？暗反应在白天可以进行吗？夜间呢？有光才能反应有光才能反应有光、无光都能反应有光、无光都能反应光反应光反应暗反应暗反应阅读课文阅读课文P P103103104104思考：思考：光反应阶段和暗反应阶段在所需条件、进行光反应阶段和暗反应阶段在所需条件、进行场所、物质变化、能量转换方面的内容场所、物质变化、能量转换方面的内容5.4
6、.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）H H2 2O O类囊体膜类囊体膜酶酶PiPi ADPADPATPATP光反应阶段光反应阶段光、色素、酶光、色素、酶叶绿体内的叶绿体内的类囊体薄膜类囊体薄膜上上水的光解：水的光解：H H2 2O OO O2 2+H+H+光能光能ATPATP的合成：的合成：ADPADPPiPi能量（能量（光能光能)ATPATP酶酶光能光能活跃的活跃的化学能化学能场所：场所：条件：条件：物质物质变化变化能量变化能量变化H H+NADPHNADPH的合成：的合成：H H+NADP+NADP+NADPHNADPHNADP
7、NADP+NADPHNADPH氧化型辅酶氧化型辅酶还原型辅酶还原型辅酶色色素素O O2 25.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）19461946年开始，美国的卡尔文等用年开始，美国的卡尔文等用1414COCO2 2研究了植物在进行光合作用时研究了植物在进行光合作用时COCO2 2转化为糖的路线。转化为糖的路线。（1 1）向反应体系中充入一定量的）向反应体系中充入一定量的1414COCO2 2,光光照照3030秒秒后检测产物，检测到了多种带后检测产物，检测到了多种带1414C C标记标记的化合物。的化合物。（2 2）在）在5 5秒
8、钟秒钟光照后，卡尔文等检测到含有放射性的光照后，卡尔文等检测到含有放射性的五碳化合物（五碳化合物（C C5 5）和六碳糖）和六碳糖(C(C6 6).).（3 3）光照时间为）光照时间为几分之一秒几分之一秒时发现，时发现，90%90%的放射性出现在一种的放射性出现在一种三碳化合物（三碳化合物（C C3 3）中。中。COCO2 2转化成有机物过程中，转化成有机物过程中，C C的转移途径是：的转移途径是：COCO2 2C C3 3(CH(CH2 2O)O)C C5 5卡尔文循环卡尔文循环5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）暗反应阶段
9、暗反应阶段COCO2 2的固定：的固定：COCO2 2C C5 5 2C 2C3 3酶酶C C3 3的还原：的还原：ATPATP ADP+PiADP+Pi叶绿体的叶绿体的基质基质中中活跃活跃的的化学能化学能有机物中有机物中稳定稳定的的化学能化学能2C2C3 3 (CH (CH2 2O)O)酶酶糖类糖类NADPH NADPH、ATPATP、酶、酶 场所：场所：条件：条件：物质物质变化变化能量能量变化变化COCO2 2 五碳化合物五碳化合物 C C5 5 COCO2 2的的固定固定三碳化合物三碳化合物 2C2C3 3叶绿体基质叶绿体基质多种酶多种酶糖类糖类ATPATPNADPNADP+NADPHN
10、ADPHNADPHNADPH(CH(CH2 2O)O)5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）光光能能H2OCO2还还原原（CH2O）叶绿体叶绿体色素色素供氢供氢酶酶供能供能多种酶参多种酶参加催化加催化暗反应暗反应（叶绿体基质）（叶绿体基质）2C3C5固定固定ADP+PiATP酶酶水在光下分解水在光下分解O2NADPHNADP+光反应光反应（叶绿体类囊体薄膜）（叶绿体类囊体薄膜）（三）光合作用过程（三）光合作用过程5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）光合作用中元素
11、的转移光合作用中元素的转移H H的转移：的转移：H H2 2O NADPO NADPH H (C(CH H2 2O)O)C C的转移：的转移：C CO O2 2 C C3 3 （C CH H2 2O O）O O的转移：的转移：C CO O2 2 C C3 3（CHCH2 2O O）COCO2 2+H+H2 2O O*光能光能叶绿体叶绿体（CHCH2 2O O）+O+O2 2*H H2 2O O*O O2 2*5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）1.1.光反应阶段和暗反应阶段在光反应阶段和暗反应阶段在所需条件、进行场所、所需条件
12、、进行场所、发生的物质变化和能量转换发生的物质变化和能量转换等方面有什么区别？等方面有什么区别？2.2.光反应阶段和暗反应阶段之间的物质和能量联系光反应阶段和暗反应阶段之间的物质和能量联系是怎样的？是怎样的？思考思考.讨论：讨论：5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）光反应和暗反应区别和联系光反应和暗反应区别和联系 场所场所条件条件物质变化物质变化能量变化能量变化联系联系叶绿体类囊体薄膜上叶绿体类囊体薄膜上叶绿体基质叶绿体基质光、色素、酶光、色素、酶多种酶多种酶2H2H2 2O OO O2 2+4NADPH+4NADPHADP+
13、PiADP+Pi+能量能量ATPATP光能光能ATPATP、NADPHNADPH中中的的化学能化学能ATPATP、NADPHNADPH中的化学能中的化学能糖类中的化学能糖类中的化学能光反应为暗反应提供光反应为暗反应提供ATPATP和和NADPHNADPH暗反应为光反应提供暗反应为光反应提供ADPADP、PiPi、NADPNADP+等原料等原料2C2C3 3COCO2 2+C+C5 52C2C3 3NADPHNADPH(CH(CH2 2O)+CO)+C5 5ATPATP5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）讨论：讨论：叶绿体处不同
14、条件下，叶绿体处不同条件下，C3C3、C5C5、NADPHNADPH、ATPATP以及以及(CH2O)(CH2O)合成量的动态变化合成量的动态变化条件条件C C3 3C C5 5NADPHNADPH和和ATPATP(CH(CH2 2O)O)停止光照停止光照COCO2 2供应不变供应不变光照不变光照不变停止停止COCO2 2供应供应 增加增加减少减少增加增加减少减少减少减少减少减少减少减少增加增加光光能能H2OCO2还还原原（CH2O）叶绿体叶绿体色素色素供氢供氢酶酶供能供能多种酶参多种酶参加催化加催化2C3C5固定固定ADP+PiATP酶酶水在光下分解水在光下分解O2NADPHNADP+C5C
15、5、NADPHNADPH、ATPATP变化一致，变化一致，C3C3、C5C5相反。相反。利用体外环境中的利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放某些无机物氧化时所释放的能量的能量来制造有机物的合成作用。来制造有机物的合成作用。例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌等少数种类的细菌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6CO6CO2 2+6H+6H2 2O CO C6 6H H1212O O6 6+6
16、O+6O2 2能量能量（四）化能合成作用（四）化能合成作用如人、动物、真菌及大多数的细菌。如人、动物、真菌及大多数的细菌。光能自养生物（如绿色植物、蓝细菌）光能自养生物（如绿色植物、蓝细菌）化能自养生物（如化能自养生物（如硝化细菌、铁细菌、硫细菌硝化细菌、铁细菌、硫细菌）以以光光为能源，以为能源，以CO2和和H2O（无机物无机物）为）为原料合成糖类（原料合成糖类（有机物有机物），糖类中储存），糖类中储存着由光能转换来的能量。着由光能转换来的能量。只能利用环境中只能利用环境中现成的有机物现成的有机物来维来维持自身的生命活动。持自身的生命活动。COCO2 2浓度浓度 水水 分分 光光 照照 矿质元
17、素矿质元素 温温 度度(五）光合作用原理的应用五）光合作用原理的应用1 1、光合作用的强度：、光合作用的强度：指植物在指植物在单位时间内单位时间内通过光合作用通过光合作用制造糖类制造糖类的数量。的数量。6CO2+12H2O C6H12O6+6H2O+6O2光能光能叶绿体叶绿体探究.实践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1.1.打孔打孔2.2.处理叶片处理叶片3.3.自变量处理自变量处理4.4.观察记录观察记录自变量自变量实验对象实验对象因变量因变量因果关系因果关系无关变量无关变量（对照实验）（对照实验）对照实验：对照实验：除了一个因素外，除了一个因素外，_都保持相
18、同都保持相同的实验。对照试验一般要设置的实验。对照试验一般要设置对照组和对照组和_。对照组：对照组：不经自变量处理；不经自变量处理；实验组：实验组：经过自变量处理（施加或减除）经过自变量处理（施加或减除）其余因素其余因素实验组实验组2.2.影响光合作用的因素影响光合作用的因素（1 1）光照强度）光照强度A A点：点：只进行细胞呼吸，COCO2 2释放量表明此时的呼吸强度。B B点：点：光补偿点，即光合作用强度=细胞呼吸强度。C C点点对应的横坐标：光饱和点，增加光照强度光合作用强度不再增加。光补偿点光补偿点光饱和点光饱和点AB段：光合呼吸5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）5.
19、4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）真正光合速率真正光合速率=净光合速率净光合速率+呼吸速率呼吸速率项目项目表示方法表示方法净光合速率（又称表观光合速率）O O2 2的释放量、COCO2 2的吸收量、有机物的积累量真正光合速率（又称实际光合速率）O O2 2的产生量、COCO2 2的固定量、有机物的制造量呼吸速率（黑暗中测量）COCO2 2的释放量、O O2 2的吸收量、有机物的消耗量5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）1.1.间作套种间作套种2.2.通过轮作通过轮作,延长光合作用时间延长光合作用时间3.3.通过合
20、理密植通过合理密植,增加光合作用面积增加光合作用面积4.4.温室大棚温室大棚,使用无色透明玻璃使用无色透明玻璃5.5.防止营养生长过强防止营养生长过强,导致叶面互相遮挡导致叶面互相遮挡,呼吸强于呼吸强于光合光合,影响生殖生长影响生殖生长.应用：应用：5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）（2 2）COCO2 2浓度浓度A A点：点：COCO2 2补偿点补偿点（表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的COCO2 2浓度）；AA点：点：表示进行光合作用所需COCO2 2的最低浓度；B B和和BB点：点：COCO2 2饱和点饱和点（两组都
21、表示在一定范围内COCO2 2浓度达到该点后，光合作用强度不再随COCO2 2浓度增加而增加）。5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）应用：应用：1.1.多施有机肥多施有机肥 2.2.温室栽培植物时还可使用温室栽培植物时还可使用COCO2 2发生器等发生器等.3.3.大田中还要注意通风透气大田中还要注意通风透气.（2 2）COCO2 2浓度浓度5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）（3）温度）温度温度过高时温度过高时植物气孔关闭或酶活性降低植物气孔关闭或酶活性降低
22、，光合速率会减弱。，光合速率会减弱。光合作用的最适温度因植物种类而异。光合作用的最适温度因植物种类而异。应用：应用：1.1.适时播种适时播种 2.2.温室栽培植物时温室栽培植物时,白天适当提高温度白天适当提高温度,晚上适当降温晚上适当降温.3.3.植物植物“午休午休”现象的原因之一现象的原因之一5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）N N：光合酶及光合酶及NADPNADP+和和ATPATP的重要组分的重要组分P P：NADPNADP+和和ATPATP的重要组分；维持叶绿体正常结构和功能的重要组分；维持叶绿体正常结构和功能K K：
23、促进光合产物向贮藏器官运输促进光合产物向贮藏器官运输MgMg：叶绿素的重要组分叶绿素的重要组分 （4 4）矿质元素）矿质元素应用：应用：合理施肥合理施肥5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）（5 5）水）水 光合作用强度光合作用强度O O时间时间A A 7 12 14 187 12 14 181.1.水是光合作用的原料水是光合作用的原料2.2.水是体内各种化学反应的水是体内各种化学反应的介质介质3.3.水还影响气孔的开闭水还影响气孔的开闭,间间接影响接影响COCO2 2进入植物体进入植物体应用：应用：预防干旱预防干旱 合理灌溉合
24、理灌溉5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）多因子（光照强度、多因子（光照强度、COCO2 2浓度）与光合作用强度之间浓度）与光合作用强度之间的关系的关系曲线分析：曲线分析：Q Q点之前限制因素为横坐标所表示的因子，当到Q Q点时，想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）内因：内因：外因：外因：基因基因决定酶种决定酶种类数量不同类数量不同水分水分（应用：合理灌溉）（应用：合理灌溉）矿质元素矿质元素（应用：合理施肥
25、）（应用：合理施肥）温度：温度：影响酶的活性应用：适时播种、昼夜温差大影响酶的活性应用：适时播种、昼夜温差大“午休午休”COCO2 2浓度浓度（升高（升高CO2CO2的浓度：通风、混养、使用农家肥、的浓度：通风、混养、使用农家肥、加干冰加干冰）光质（光的颜色）光质（光的颜色）光照光照 光照时间：光照时间：（应用：延长光照时间：一年两（应用：延长光照时间：一年两/三熟）三熟）光合面积（叶面指数）光合面积（叶面指数）（应用：合理密植、间（应用：合理密植、间 苗、剪枝；适当升高光强度，间作套种（提高光能的利用率）苗、剪枝；适当升高光强度，间作套种（提高光能的利用率）不同植物光合作用不同；不同植物光合
26、作用不同；不同部位（叶）光合作用不同；不同部位（叶）光合作用不同；不同叶龄的叶光合作用不同。不同叶龄的叶光合作用不同。影响光合作用因素总结影响光合作用因素总结（应用：大棚种植用红光或（应用：大棚种植用红光或蓝紫光的灯管；无色透明的蓝紫光的灯管；无色透明的薄膜）薄膜）5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）延长光合作用时间延长光合作用时间增加光合作用面积增加光合作用面积提高光能提高光能利用率利用率控制光照强弱控制光照强弱控制光质控制光质控制控制CO2供应供应控制必需矿质元素供应控制必需矿质元素供应提高复种指数提高复种指数温室中人工光
27、照温室中人工光照合理密植合理密植间作套种间作套种通风透光通风透光在温室中施农家肥，在温室中施农家肥，使用使用CO2发生器发生器阴生植物阴生植物阳生植物阳生植物提高光合提高光合速率速率适时适量施肥适时适量施肥3.提高农作物产量措施提高农作物产量措施5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）1 1、光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列、光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是（说法正确的是（）A.A.叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应 B.B.叶绿体类囊体膜上进行暗反应，
28、不进行光反应叶绿体类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应 C.C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应叶绿体基质中可进行光反应和暗反应 D.D.叶绿体基质中进行暗反应叶绿体基质中进行暗反应,不进行光反应不进行光反应D2、光合作用过程中，产生、光合作用过程中，产生ADP和消耗和消耗ADP的的 部位在叶绿体中部位在叶绿体中依次为依次为 ()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（六）小试牛刀（六）小试牛刀5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）5.4.2光合作用的原理和应用完整（共37张PPT）3 3、光合作用过程的正确顺序是、光合作用过程的正确顺序是
29、（）二氧化碳的固定二氧化碳的固定 氧气的释放氧气的释放 叶绿素吸收光能水的光解叶绿素吸收光能水的光解三碳化合物被还原三碳化合物被还原A.A.B.B.C.C.D.D.4 4、在暗反应中，固定二氧化碳的物质是（）、在暗反应中，固定二氧化碳的物质是（）三碳化合物五碳化合物三碳化合物五碳化合物氧气氧气5.5.某科学家用含有某科学家用含有1414C C的的COCO2 2来追踪光合作用中的来追踪光合作用中的C C原子，原子，1414C C的的转移途径是（转移途径是（）A A、COCO2 2 叶绿体叶绿体 ATPATP B B、COCO2 2 叶绿素叶绿素 ATPATP C C、COCO2 2 乙醇乙醇 糖类糖类 D D、COCO2 2 三碳化合物三碳化合物 糖类糖类D
