人教版 (2019)必修1《分子與細(xì)胞》二 光合作用的原理和應(yīng)用圖文課件ppt

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萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng)雨露滋潤(rùn)禾苗壯
光合作用是指綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過(guò)程。
自然界中到處都有二氧化碳、水和陽(yáng)光，然而能夠利用它們合成有機(jī)物的卻只有能進(jìn)行光合作用的細(xì)胞。完成這一神奇過(guò)程的就是葉綠體。
探究光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)
甲醛對(duì)植物有毒害作用，而且甲醛不能通過(guò)光合作用轉(zhuǎn)化成糖
1937年，希爾發(fā)現(xiàn)，在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑（懸浮液中有H2O，沒(méi)有CO2），在光照下可以釋放出氧氣。
希爾反應(yīng)：離體的葉綠體在適當(dāng)?shù)臈l件下發(fā)生水的光解、產(chǎn)生氧氣的化學(xué)反應(yīng)。
結(jié)論：光合作用釋放的氧氣中的氧元素全部來(lái)源于水，而并不來(lái)源于CO2
1941年，美國(guó)科學(xué)家魯賓和卡門用同位素示蹤的方法研究了光合作用中O2的來(lái)源，他們用16O的同位素18O分別標(biāo)記H2O和CO2 ，使它們分別變成H218O和C18O2 ，然后進(jìn)行了兩組實(shí)驗(yàn)：
1954年，美國(guó)阿爾農(nóng)等用離體的葉綠體做實(shí)驗(yàn)： 在給葉綠體照光時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)向反應(yīng)體系中供給ADP、Pi等物質(zhì)時(shí)，體系中就會(huì)有ATP出現(xiàn)。
1957年，他發(fā)現(xiàn)這一過(guò)程總是與水的光解相伴隨。
A組：光照+葉綠體提取液+ADP+Pi；
結(jié)果葉綠體中可以生產(chǎn)ATP
B組：光照+葉綠體提取液+ADP+Pi；
結(jié)果葉綠體中不生產(chǎn)ATP
在葉綠體中，有光存在的情況下，ADP與Pi結(jié)合生成ATP，即在光下葉綠體內(nèi)同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)反應(yīng)
探究光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)總結(jié)
光反應(yīng)在白天可以進(jìn)行嗎？夜間呢？暗反應(yīng)在白天可以進(jìn)行嗎？夜間呢？
劃分依據(jù):反應(yīng)過(guò)程是否需要光能
光合作用第一階段的化學(xué)反應(yīng)，必須有光才能進(jìn)行，這個(gè)階段叫做光反應(yīng)階段。
葉綠體中類囊體的薄膜上（有光反應(yīng)階段所需的色素和酶）
將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能，釋放出O2
NADPH的合成： H++NADP+ NADPH
光反應(yīng)和暗反應(yīng)是一個(gè)整體，二者緊密聯(lián)系，缺一不可
聯(lián)系：光反應(yīng)階段為暗反應(yīng)階段提供 ，暗反應(yīng)階段產(chǎn)生的 為光反應(yīng)階段合成ATP提供原料。
光合作用過(guò)程中各元素的去向：
水光解為O2和H+;ATP和NADPH的合成
CO2的固定；C3的還原；ATP和NADPH的分解
光能轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH中的化學(xué)能
ATP和NADPH中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能
光能→ATP和NADPH中的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能
光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH;
暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供了ADP、Pi、NADP+
葉綠體處不同條件下，C3、C5、NADPH、ATP以及(CH2O)合成量的動(dòng)態(tài)變化
指植物在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)光合作用制造糖類的數(shù)量，又稱光合速率。
探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響實(shí)驗(yàn)視頻
探究二氧化碳對(duì)光合作用速率的影響實(shí)驗(yàn)視頻
光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響
(1)A點(diǎn)時(shí)，光照強(qiáng)度為0，對(duì)應(yīng)的CO2來(lái)源于哪些生理過(guò)程？其釋放量的含義是什么？
答：A點(diǎn)時(shí)，光照強(qiáng)度為0，此時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，其單位時(shí)間內(nèi)釋放的CO2量，可表示此時(shí)的細(xì)胞呼吸速率。
(2)B點(diǎn)時(shí)，所對(duì)應(yīng)的CO2吸收量和釋放量為0，試分析此時(shí)光合速率與細(xì)胞呼吸速率的關(guān)系及B點(diǎn)的含義。
答：B點(diǎn)時(shí)，細(xì)胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合速率＝呼吸速率，此點(diǎn)為光補(bǔ)償點(diǎn)。
(3)C點(diǎn)時(shí)，CO2吸收量達(dá)到最高，請(qǐng)討論C點(diǎn)的含義并分析CO2吸收量達(dá)到最高前、后的主要限制因素分別是什么？
答：當(dāng)達(dá)到C點(diǎn)后，光合作用不再隨光照強(qiáng)度的升高而增加，稱之為光飽和點(diǎn)。CO2吸收量達(dá)到最高前的主要限制因素是光照強(qiáng)度，CO2吸收量達(dá)到最高后的主要限制因素為溫度和CO2濃度。
　 光合作用整套機(jī)構(gòu)對(duì)溫度比較敏感，溫度過(guò)高時(shí)植物氣孔關(guān)閉或酶活性降低，光合速率會(huì)減弱。光合作用的最適溫度因植物種類而異。
溫度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響
溫室栽培中，可適當(dāng)提高白天溫度，適當(dāng)降低夜間溫度，從而提高作物產(chǎn)量（有機(jī)物積累量）。
農(nóng)田里的農(nóng)作物應(yīng)增施有機(jī)肥溫室中可增施有機(jī)肥或使用CO2發(fā)生器等。
CO2濃度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響
在一定范圍內(nèi)，植物光合速率隨CO2濃度的增大而____________；但達(dá)到一定濃度時(shí)，再增加CO2濃度，光合速率也____________。
（C'：光合速率開(kāi)始達(dá)到最大時(shí)外界的光照強(qiáng)度）
（限制因素：CO2濃度、溫度等）
（B1：陰生植物呼吸作用較弱，對(duì)光的利用能力也不強(qiáng)）
1、延長(zhǎng)光照時(shí)間、增加光照強(qiáng)度、選擇適當(dāng)?shù)墓庠矗?、白天適當(dāng)增加溫度，夜間適當(dāng)降低溫度；3、適當(dāng)提高CO2的濃度（施用農(nóng)家肥）；4、合理灌溉，提供適當(dāng)水分;5、合理施肥，提供必要的礦物質(zhì)元素；6、農(nóng)作物間距合理(合理密植）。
增加農(nóng)作物產(chǎn)量的幾點(diǎn)做法：
①把無(wú)機(jī)物合成有機(jī)物，不僅是自身的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),而且是人和動(dòng)物的食物來(lái)源.②將光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能，貯存在有機(jī)物中，提供了生命活動(dòng)的能量來(lái)源.③維持了大氣成分的基本穩(wěn)定
自養(yǎng)生物：能夠直接把從外界環(huán)境攝取的無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)變成為自身的組成物質(zhì)，并儲(chǔ)存了能量的一類生物
利用體外環(huán)境中的某些無(wú)機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來(lái)制造有機(jī)物。
氨氧化成亞硝酸，進(jìn)而將亞硝酸氧化成硝酸，這兩個(gè)反應(yīng)釋放出的化學(xué)能，被硝化細(xì)菌用來(lái)將CO2和H2O合成糖類。