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第5章 第4节 光合作用与能量转化
（第三课时）
1 光合作用的原理
光反应、暗反应的原理
2 光合作用原理的应用
适量增加光强或增施CO2等
光合作用的原理
5
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光合作用的原理
光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水
转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。
光合作用原理的部分实验p102
19世纪末，科学界普遍认为，光合作用中，CO2分子的H和O分开，O2被释放出来，C与H2O结合成甲醛，甲醛分子再缩合成糖。
1928年，科学家发现甲醛对植物有毒害作用，且甲醛不能通过光合作用转化成糖。
1.探索光合作用原理的部分实验
实验一：1937年，英国植物学家希尔(R. Hill)发现，在离体叶绿体的悬浮液中加人铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O，没有CO2)，在光照下可以释放出氧气。像这样，离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应称作希尔反应。
1.希尔的实验说明水的光解产生氧气，是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水
2.希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？
实验二：1941年，美国科学家鲁宾(S. Ruben)和卡门(M.Kamen)用同位素标记的方法，研究了光合作用中氧气的来源。他们用的同位素180分别标记H2O和CO2,使它们分别变成H218O和C18O2。
然后，进行了两组实验:第一组给植物提供H2O和C18O2,第二组给同种植物提供H218O和CO2。在其他条件都相同的情况下，第一组释放的氧气都是O2，第二组释放的都是18O2。
分析鲁宾和卡门做的实验，你能得出什么结论
光合作用产生的O2来自于H2O，不来自CO2。
结果：A为O2，B为18O2；
结论：
实验三：1954年，美国科学家阿尔农(D. Amon) 发现，在光照下，叶绿体可合成ATP。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。
光合作用的原理
能量变化
联系
场所
叶绿体的类囊体薄膜
叶绿体基质
光能转变为ATP和NADPH中活跃的化学能
ATP和NADPH中活跃的化学能转变为糖类中稳定的化学能
光反应为暗反应提供ATP和NADPH
光反应为暗反应提供ADP、pi、NADP+
小 结
光合作用原理
ATP
NADPH
ADP+Pi
NADP+
C3
C5
O2
三、光合作用的过程
思考：1、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？
光反应只在白天进行，夜间不进行；
暗反应有没有光都可以进行，但需要光反应提供的NADPH和ATP。
2、请分析光下的植物突然停止光照后，其体内的C5化合物和C3化合物的含量如何变化？
停止光照
光反应停止
NADPH ↓
ATP↓
C3还原受阻
C3 ↑
C5 ↓
3、请分析光下的植物突然停止CO2的供应后，其体内的C5化合物和C3化合物的含量如何变化？
CO2 ↓
CO2固定停止
C3 ↓
C5 ↑
一、光合作用的强度
光合作用强度的表示方法：
植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
打孔器
H2O
H2O
H2O
实验设计
3
2
1
强光
中光
弱光
吹入足够的CO2
自变量：
因变量：
因变量如何表示？
光照强度
光合作用的强度
相同时间内，叶片上浮的数量
二、探究光照强度对光合作用强度的影响
抽气
台灯
拇指堵住
光合作用与有氧呼吸的联系
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量
酶
6CO2+12H2O C6H12O6+6H2O+6O2
光能
叶绿体
用H218O浇花，足够长的一段时间后，哪些物质中含18O？分别来自什么代谢反应的哪一阶段？
总光合速率
净光合速率
呼吸速率
三、影响光合作用的因素
（一）光照强度
0
光照强度
CO2
吸收量
CO2
释放量
三、影响光合作用的因素
（二）二氧化碳浓度
0
二氧化碳浓度
CO2
吸收量
CO2
释放量
（三）温度（酶活性）

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