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1、5-4 能量之源 光与光合作用（第二课时）,本节聚焦：,人类是怎样认识到光合作用的？ 什么是光反应阶段？什么是暗反应阶段？ 光合作用受那些因素影响？ 什么是化能合成作用？,二、光合作用的原理和应用,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。,2、光合作用的实质,合成有机物，储存能量,光合作用的探究历程,结论：植物的物质积累不是来自于土壤，而是完全来源于水。,17世纪 海尔蒙特 柳苗栽培实验,1771年普利斯特利实验,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
2、气变污浊？,持这种观点的人，很可能是在无光条件下做的这个实验。无光时，植物不进行光合作用，只进行细胞呼吸，所以没有释放氧气，而是释放二氧化碳，也就是使空气变污浊了。,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。,水,二氧化碳,氧气,光,？,光能,化学能,储存在什么物质中？,德国梅耶,1864年，德国萨克斯实验,绿叶在光下制造淀粉。,结论,思考：目的是什么？,为了使绿叶中原有的有机物消耗殆尽,使叶子中的叶绿素溶解，避免遮挡反应的颜色。,光合作用释放的O2来自C
3、O2还是H2O？,第一组,光合作用产生的O2来自于H2O。,H218O,CO2,H2O,C18O2,第二组,18O2,O2,美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）,结论,光合作用产生的有机物又是怎样合成的？,光合作用释放的O2来自CO2还是H2O？,美国卡尔文,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。,ADP+Pi,ATP,H2O,O2,H,酶,光解,光反应：,条件：,光、酶、色素,过程：,场所：,类囊体的薄膜上,物质,能量,光能,暗 反 应,场所：,条件：,叶绿体基质,酶,物 质,能量：,ATP中活跃的化学能转化为糖类中稳定的化学能,C5,2C3,
4、ADP+Pi,ATP,H,多种酶,酶,(CH2O),CO2,能,固定,还原,酶,3.光合作用过程：,（1）,（2）,光反应阶段,暗反应阶段,光合作用的第一阶段中的化学反应，必须有光才能进行。,H 2 O 光,水的光解：,2H+1/2O 2,ADP + Pi +能量,ATP的形成：,酶,ATP,光合作用的第二阶段中的化学反应，有没有光都可以进行。,场所：叶绿体类囊体的薄膜上。,场所：叶绿体基质,CO2的还原：,ATP的水解：,酶,ADP + Pi +能量,ATP,光能 活跃的化学能（ATP）,活跃的化学能（ATP） 稳定化学能（C6H12O6）,可见光,C5,2C3,ADP+Pi,ATP,H2O
5、,O2,H,多种酶,酶,(CH2O),CO2,光解,能,固定,还原,酶,光反应,暗反应,光合作用总过程：,光合作用的总反应式：,光能,叶绿体,思考:生成的氧气中的氧来自哪里?,全部来自反应物中的水,CO2中C的转移途径： H2O中H转移途径：,其他元素：,CO2+H2O,叶绿体,光能,(CH2O)+O2,CO2,C3,（CH2O）,H2O,H,（CH2O）,光反应与暗反应的关系,光反应为暗反应提供还原剂H和能量ATP；暗反应为光反应提供ADP和Pi; 没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，有机物无法合成。 总之，光反应是暗反应的物质和能量的准备阶段，暗反应是光反应的继续，是物质和能量转化的完
6、成阶段。,光、色素和酶,不需光、多种酶、ATP、H,光反应为暗反应提供还原剂H和能量ATP,暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料,水的光解 2H2O4H+O2 合成ATP ADP+Pi ATP,光,酶 光能,CO2的固定CO2+C5 2C3 C3的还原 2C3 (CH2O),酶,酶 ATP H,3、光反应阶段和暗反应阶段的比较,三、化能合成作用及生物代谢类型,自然界中的某些细菌，能够利用环境中的某些无机物氧化分解时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用称化能合成作用。,2NH3 + 3O2,2HNO2 + 2H2O + 能量,2HNO2 + O2,2HNO3 + 能量,（CH2O
7、 ）+ O2,生物的代谢类型,区别：能量来源不同,光合作用,化 能 合成 作 用,类型,共同点：将无机物合成有 机物，并储存能量,生物：光和自养型：绿色植物、光合细菌； 化能自养型：硝化细菌、铁细菌、 硫细菌等,异养型,动物和人类；营腐生、寄生生活的细菌和真菌等。,自养型,同化作用的代谢型,异化作用的代谢型,进行有氧呼吸，也能进行暂时的、部分的无氧呼吸,只能进行无氧呼吸，氧气的存在抑制其呼吸作用,（如乳酸菌、破伤风杆菌）,既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸（如酵母菌）,影响光合速率的环境因素,光合速率(光合强度) 指一定量植物在单位时间内进行多少光合作用(可用O2吸收量或CO2释放量表示)。,
8、影响光合速率的因素包括：CO2浓度、光照强度、温度。,环境因素对光合作用强度的影响（光照强度）,【实 验】,（1）实验假设：在一定范围内随光照强度的增强，光合作用也增强。,（2）实验步骤：打出小圆型叶片 抽出叶片空气 小圆型叶片沉入水底,（3）实验结果,烧杯,项目,7.光合作用原理的应用：,(1)增强光照强度和延长光照时间（增大光反应）来增加光合产物。,(2)控制温度（影响暗反应）主要是增大昼夜温差，促进合成、减少消耗，使有机物的积累增加。,(3)增大田间CO2浓度，促进暗反应的进行。,(4)合理密植,光合作用中的两个易错点,净光合量=实际光合量-呼吸量,净光合速率=实际光合速率-呼吸速率,一
9、、关于总光合量和净光合量,1、“实际光合量”与 “净光合量”的比较,植物（或叶片、叶绿体） 量,植物（或叶片） 量；收获植物所得的有机物量，一段时间内干物质增加量,植物体或叶片 量；,植物体（或叶片） 量；植物所处外界环境中氧气的 量,植物体（或叶片） （或 量）；叶绿 体 量,植物体（或叶片）从外 界 量；植物所处外界环境中二氧化碳的 量,产生或制造,积累,产生或制造,叶绿体释放量,释放,增加,固定,同化,吸收,吸收,减少,（1）光照下，绿色植物同时有光合作用和呼吸作用。其相对强度有以下三种：,2、光合作用与呼吸作用的联系,光合作用与呼吸作用强度相等(补偿点) 光合作用强度大于呼吸作用强度
10、光合作用强度小于呼吸作用强度,（光饱和点）,（光补偿点）,光强度,A,B,CO2吸收值,CO2释放值,黑暗中呼吸作用强度,净光合速率,实际光合速率,(1)影响光合速率的因素（光强度）,净光合速率 = 实际光合速率 - 呼吸速率,光合作用与呼吸作用强度相等(补偿点),光合作用强度大于呼吸作用强度, 光合作用强度小于呼吸作用强度,由此可得：当光合作用强度呼吸作用时，存在以下关系,光合作用产生O2量=呼吸作用消耗O2 +植物释放到外界环境中的O2量；,光合作用利用CO2量=呼吸作用产生的CO2+从外界环境中吸收的CO2量；,光合作用产生的有机物量=呼吸作用消耗的有机物量+植物积累的有机物量。,（2）
11、黑暗中，绿色植物没有光合作用，只有呼吸作用。,特别提醒：温度相同时，光照与黑暗条件下植物的呼吸作用强度相等。,例1.右图中a曲线表示在一定光照强度、不同温度条件下，某植物的光合作用量(单位时间内同化的C02量)；b曲线表示同等条件下的呼吸作用量(单位时间内释放出C02量)。依据检测结果，可获得的结论是（ ） 在20时植物的总光合 作用速率最高 B. 在40时，有机物 积累的量呈负增长 C. 在25时植物的净 光合作用量最高 D. 在20与30时， 有机物积累的速度相同,B,例2下面甲图表示植物的部分细胞结构和相关代谢情况，af代表O2或CO2，乙图表示温度对该植物光合作用与呼吸作用的影响请据图
12、分析，下列说法正确的是：,A甲图中可表示O2的字母是a、c、f，图中c 也可以表示葡萄糖的去向。 B乙图中在5时光合作用制造的有机物量是呼吸消耗有机物量的2倍。 C乙图中两条曲线交点表示净光合量与呼吸量相等，35时光合作用实际吸收CO2为6.50 mgh D植物在20和25时有机物的积累量相等，植物长时间在35条件下则不能生长,光合速率与光强度的关系,阳生植物,阴生植物,光合作用整套机构对温度比较敏感，温度过高时光合速率会减弱。光合作用的最适温度因植物种类而异。,(2)影响光合速率的因素（温度）,环境因素对光合速率的综合影响,光强度可以影响CO2饱和点的变化，同样道理，温度，CO2浓度也可以影响光饱和点的变化。 光强度、温度和CO2浓度对光合作用的影响是综合性的。,上面甲、乙两图中： A、 B、 D、 B、D各点的含义？,二.光合作用曲线变动分析,1.曲线上特殊点的生物学意义,2.阴生植物与阳生植物的主要区别,高,低,高,高,低,低,叶片较厚而小,叶片较大而薄, 凡光合作用量的问题，首先判准是总光合作用还是净光合作用利用关系“总光合作用量=净光合作用量+呼吸作用量”并结合题意作答。,凡分析光合作用曲线变动的问题，明确纵、横轴含义明确曲线特殊点（起、止、拐点）的含义 思考“引起变动因素”对光合作用和呼吸作用强度的影响。,小结,
