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光合作用的原理和应用
植物的告白
植物的告白：拼尽一切，只想触碰阳光。
光合作用
1.植物最爱吸收的是什么颜色的光？
2.植物吸收光后，产生了什么物质，如何做实验探究？
资料一 19世纪末，科学界普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，O2被释放，C与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子合成糖。1928年，科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖。
资料二 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入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO2），在光照下可以释放出氧气。
小组活动——分析资料
1、希尔实验可以说明植物光合作用产生的氧气的氧元素全部来自于水吗？
2、希尔实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？
资料三 1941年，美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源。他们用16O的同位素18O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。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.
资料四 1954年，美国科学家阿尔农发现，在光照下，叶绿体可以合成ATP。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。
3、分析鲁宾和卡门的实验，能得出什么结论？
4、请尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。
小组活动——分析资料
阳光(白光)在穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，
形成不同颜色的光带，称为光谱。
光分为可见光和不可见光。一般情况下光合作用利用的都是可见光。
可见光的波长是400-760nm，不同波长的光，颜色不同。

实验1：测定光合色素的吸收光谱
实验1：测定光合色素的主要吸收光谱
结论：光合色素主要吸收的是蓝紫光和红光。
？
实验2：探究植物光合作用的产物
结论：植物在光下，生成了氧气和淀粉。
探究植物在光下产生了何种气体
探究植物是否产生淀粉
CO2+H2O (CH2O)+O2
光能
叶绿体
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。
1.概念：
2.反应式：
3.实质：
合成有机物，储存能量
一、光合作用的原理
叶绿体
光能

光能是通过什么途径进入植物体内，氧气是如何产生的呢？
光合作用
光反应阶段
暗反应阶段
区别
反应场所
反应条件
物质变化
能量变化
叶绿体的类囊体薄膜上
叶绿体基质中
需要光、色素、与光反应有关的酶
需要与暗反应有关的酶
光能转化为ATP和NADPH中的化学能
ATP和NADPH中的化学能转化为有机物中稳定的化学能
①水的光解：H2O H++O2
②合成NADPH：NADP++H+→NADPH
③合成ATP：ADP+Pi+能量 ATP
光
酶
①CO2的固定：CO2+C5 2C3
酶
②C3还原：C3 （CH2O）
酶
ATP、NADPH
③C5的再生：C3 C5
二、光反应与暗反应的区别与联系
酶
ATP、NADPH
联系：
光反应
NADPH、ATP
暗反应
NADP+ 、ADP、Pi
三、构建光合作用过程的概念模型
H2O
O2
H+
NADP+
NADPH
ADP+Pi
ATP
CO2
2C3
C5
光反应
暗反应
植物各处
葡萄糖
淀粉
三、构建光合作用过程的概念模型
物质与能量观
四、光合作用的意义
光合作用将CO2等无机物合成含碳有机物，同时将光能转变为化学能储存在生成的有机物中，物质伴随着能量的转化而产生，从而为地球上的生物体提供了食物和能量来源。
植物的告白：
拼尽一切，只想触碰阳光、更新空气、创造糖类。
心系天下，奉献苍生万物、传递能量、延续生命。
智能植物工厂如何实现农作物的高产和优产
练习
1如图为绿色植物光合作用过程示意图（物质转化用实线表示，能量传递用虚线表示，图中 a?g 为物质，①~⑥为反应过程）。下列判断错误的是（ ）
?
A.图中 a 物质主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它将光能转化成活跃的化学能储存在 c 中
B.图中①表示水分的吸收，④表示二氧化碳的固定
C.将 b 物质用 ?18?O 标记，最终在 CH2?O 中能检测到 ?18?O
D.若 g 物质供应突然减少，则 C5 的含量也将迅速减少
?
D
2.植物叶肉细胞的叶绿体基质中有 R 酶，既能与 CO2 结合，催化 CO2 与 C5 反应生成 C3 ，也能与 O2 结合，催化 C5 的分解。 CO2 和 O2 在与 R 酶结合时具有竞争性相互抑制。下列分析正确的是( @7@ )
A.植物叶肉细胞内 CO2 的固定发生在叶绿体内膜上
B. R 酶催化 CO2 与 C5 反应时需要 [H] 和ATP
C.增大 CO2 浓度后，植物叶肉细胞内的 C3/C5 的值增大
D.增大 O2/CO2 的值，有利于提高植物的净光合速率
?
C
传统大田种植
智能植物工厂
课后思考：在三种不同的种植方式中如何实现农作物的高产和优产？
温室大棚种植
课后作业：构建“叶绿体进行光合作用”的物理模型
谢谢！

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