能量之源光與光合作用課件

能量之源光與光合作用課件光合作用的定義總結(jié)光合作用的反應(yīng)式CO2＋H2O（CH2O）＋O2光能葉綠體糖類綠色植物通過葉綠體，利用光能，把CO2和H2O轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存能量的有機(jī)物，并釋放出O2的過程。反應(yīng)物、條件、場(chǎng)所、生成物光合作用的實(shí)質(zhì)將無機(jī)物轉(zhuǎn)換成有機(jī)物，將光能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化學(xué)能第2頁,共32頁，2024年2月25日，星期天二、光合作用的過程光反應(yīng)：暗反應(yīng)：1、劃分依據(jù):反應(yīng)過程是否需要光能光反應(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？有光才能反應(yīng)有光、無光都能反應(yīng)第3頁,共32頁，2024年2月25日，星期天H2O類囊體膜酶Pi

＋ADPATP光、色素、酶葉綠體內(nèi)的類囊體薄膜上水的光解：H2O[H]+O2光能（還原劑）ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能）ATP酶光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能貯存在ATP中[H]場(chǎng)所：條件：物質(zhì)變化能量變化：進(jìn)入葉綠體基質(zhì)，參與暗反應(yīng)供暗反應(yīng)使用光能2、光反應(yīng)階段第4頁,共32頁，2024年2月25日，星期天CO2

五碳化合物

C5

CO2的固定三碳化合物2C3C3的還原H2O類囊體膜酶Pi

＋ADPATP[H]糖類卡爾文循環(huán)3、暗反應(yīng)階段葉綠體基質(zhì)多種酶第5頁,共32頁，2024年2月25日，星期天3、暗反應(yīng)階段CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的還原：ATP[H]、ADP+Pi葉綠體的基質(zhì)中

ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惖?/p>

有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能2C3(CH2O)酶糖類[H]、ATP、酶場(chǎng)所：條件：物質(zhì)變化能量變化：CO2

五碳化合物

C5

CO2的固定三碳化合物2C3糖類ATP[H]葉綠體基質(zhì)多種酶C3的還原第6頁,共32頁，2024年2月25日，星期天色素分子可見光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[H]多種酶酶(CH2O)CO2吸收光解能固定還原酶光反應(yīng)暗反應(yīng)光合作用總過程：第7頁,共32頁，2024年2月25日，星期天

聯(lián)系4、比較光反應(yīng)、暗反應(yīng)光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段條件場(chǎng)所物質(zhì)變化能量變化光、色素、酶不需光、酶、[H]、ATP葉綠體類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)中水的光解；ATP的生成CO2的固定；C3的還原

ATP中活躍化學(xué)能光能ATP中活躍化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能光反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ)，為暗反應(yīng)提供[H]和ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi。第8頁,共32頁，2024年2月25日，星期天5、光合作用反應(yīng)式及元素去向第9頁,共32頁，2024年2月25日，星期天下圖是光合作用過程圖解，請(qǐng)分析后回答下列問題：①圖中A是______,B是_______,它來自于______的分解。②圖中C是_______，它被傳遞到葉綠體的______部位，用于____________________

。③圖中D是____，在葉綠體中合成D所需的能量來自______④圖中G________,F是__________,J是_____________⑤圖中的H表示_______，H為I提供__________光H2OBACDE+PiFGCO2JHIＯ2水[H]基質(zhì)用作還原劑，還原C3ATP色素吸收的光能光反應(yīng)[H]和ATP色素C5化合物C3化合物糖類第10頁,共32頁，2024年2月25日，星期天三、光反應(yīng)和暗反應(yīng)中C3、C5、ATP和CO2之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系(1)停止光照、CO2供應(yīng)不變：短時(shí)間內(nèi)C3：C5：ATP：ADP：增加減少減少增加第11頁,共32頁，2024年2月25日，星期天(2)停止CO2供應(yīng)、光照不變：短時(shí)間內(nèi)C3：C5：ATP：ADP：減少增加增加減少第12頁,共32頁，2024年2月25日，星期天⑶突然增強(qiáng)光照，CO2供應(yīng)不變時(shí)：短時(shí)間內(nèi)，ATP，ADP，C3，C5⑷突然增加CO2供應(yīng)，光照不變：↑↓↓↑短時(shí)間內(nèi)，ATP，ADP，C3，C5↓↑↑↓第13頁,共32頁，2024年2月25日，星期天例：在其他條件適宜的情況下，在供試植物正常進(jìn)行光合作用時(shí)突然停止光照，并在黑暗中立即開始連續(xù)取樣分析，在短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C3和C5化合物含量的變化是（）A.C3和C5都迅速減少B.C3和C5都迅速增加C.C3迅速增加，C5迅速減少D.C3迅速減少，C5迅速增加C第14頁,共32頁，2024年2月25日，星期天四、影響光合作用的環(huán)境因素及其在生產(chǎn)上的應(yīng)用（一）內(nèi)部因素對(duì)光合作用速率的影響②應(yīng)用：根據(jù)植物在不同生長(zhǎng)發(fā)育階段光合作用速率不同，適時(shí)、適量地提供水肥及其他環(huán)境條件，以使植物茁壯成長(zhǎng)。

1．同一植物的不同生長(zhǎng)發(fā)育階段①曲線分析：在外界條件相同的情況下，光合作用速率由弱到強(qiáng)依次是幼苗期、營養(yǎng)生長(zhǎng)期、開花期。第15頁,共32頁，2024年2月25日，星期天②應(yīng)用：農(nóng)作物、果樹管理后期適當(dāng)摘除老葉、殘葉及莖葉使蔬菜及時(shí)換新葉，都是根據(jù)其原理，可降低其細(xì)胞呼吸消耗的有機(jī)物。2．同一葉片的不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期①曲線分析：隨幼葉發(fā)育為壯葉，葉面積增大，葉綠體不斷增多，葉綠素含量不斷增加，光合速率增大；老葉內(nèi)葉綠素被破壞，光合速率隨之下降。第16頁,共32頁，2024年2月25日，星期天②光質(zhì)：由于色素吸收可見光中的紅光和藍(lán)紫光最多，吸收綠光最少，故不同波長(zhǎng)的光對(duì)光合作用的影響不一樣，建溫室時(shí)，選用無色透明的玻璃(或塑料薄膜)做頂棚，能提高光能利用率。（二）外界因素對(duì)光合作用的影響1．光照——光合作用的動(dòng)力①光照時(shí)間：光照時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生的光合產(chǎn)物越多。③光照強(qiáng)度：在一定光照強(qiáng)度范圍內(nèi)，增加光照強(qiáng)度可提高光合作用速率。第17頁,共32頁，2024年2月25日，星期天B點(diǎn)，光合作用強(qiáng)度＝細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度稱為光補(bǔ)償點(diǎn)。Ⅰ.曲線分析：A點(diǎn)光照強(qiáng)度為0，此時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，釋放CO2量表示此時(shí)的呼吸強(qiáng)度。AB段表明光照強(qiáng)度加強(qiáng)，光合作用增強(qiáng)強(qiáng)，但光合作用強(qiáng)度仍小于呼吸作用強(qiáng)度；BC段表明隨著光照強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，到C點(diǎn)以上不再加強(qiáng)了。C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度稱為光飽和點(diǎn)，光合作用強(qiáng)度達(dá)到最大第18頁,共32頁，2024年2月25日，星期天Ⅱ.應(yīng)用：陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)比較低，如圖虛線所示。間作套種時(shí)農(nóng)作物的種類搭配，林帶樹種的配置，冬季溫室栽培避免高溫等都與光補(bǔ)償點(diǎn)有關(guān)。

陽生植物陰生植物第19頁,共32頁，2024年2月25日，星期天Ⅲ.外界條件變化時(shí)，CO2(光)補(bǔ)償點(diǎn)移動(dòng)規(guī)律：①呼吸速率增加，CO2(光)補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移；呼吸速率減小，CO2(光)補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)左移。②呼吸速率基本不變，條件的改變使光合速率下降時(shí)，CO2(光)補(bǔ)償點(diǎn)右移；條件的改變使光合速率上升時(shí)，CO2(光)補(bǔ)償點(diǎn)左移。第20頁,共32頁，2024年2月25日，星期天2．CO2濃度Ⅰ.曲線分析：①圖1中A點(diǎn)表示光合作用速率等于細(xì)胞呼吸速率時(shí)的CO2濃度，即CO2補(bǔ)償點(diǎn)；②圖2中的A′點(diǎn)表示進(jìn)行光合作用所需CO2的最低濃度。③兩圖中的B和B′點(diǎn)都表示CO2飽和點(diǎn)，兩圖都表示在一定范圍內(nèi)，光合作用速率隨CO2濃度增加而增大。Ⅱ.應(yīng)用：大田要“正其行，通其風(fēng)”，多施有機(jī)肥；溫室內(nèi)可適當(dāng)補(bǔ)充CO2，即適當(dāng)提高CO2濃度可提高農(nóng)作物產(chǎn)量。第21頁,共32頁，2024年2月25日，星期天3．光照面積Ⅰ.曲線分析：①OA段表明隨葉面積的不斷增大，光合作用實(shí)際量不斷增大；②A點(diǎn)為光合作用面積的飽和點(diǎn)；③隨葉面積的增大，光合作用強(qiáng)度不再增加，原因是有很多葉被遮擋，光照不足。第22頁,共32頁，2024年2月25日，星期天④OB段表明干物質(zhì)量隨光合作用增加而增加，而由于A點(diǎn)以后光合作用強(qiáng)度不再增加，但葉片隨葉面積的不斷增加，呼吸量(OC段)不斷增加，所以干物質(zhì)積累量不斷降低(BC段)。Ⅱ.應(yīng)用：適當(dāng)間苗、修剪，合理施肥、澆水，避免徒長(zhǎng)。封行過早，使中下層葉子所受的光照往往在光補(bǔ)償點(diǎn)以下，白白消耗有機(jī)物，造成不必要的浪費(fèi)。第23頁,共32頁，2024年2月25日，星期天4．必需礦質(zhì)元素Ⅰ.曲線分析：在一定濃度范圍內(nèi)，增大必需礦質(zhì)元素的供應(yīng)，可提高光合作用速率，但當(dāng)超過一定濃度后，會(huì)因土壤溶液濃度過高而導(dǎo)致植物光合作用速率下降。Ⅱ.應(yīng)用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，根據(jù)植物的需肥規(guī)律，適時(shí)、適量地增施肥料，可以提高作物的光能利用率。第24頁,共32頁，2024年2月25日，星期天5、溫度Ⅰ.曲線分析：溫度主要是通過影響與光合作用有關(guān)酶的活性而影響光合作用速率。Ⅱ.應(yīng)用：冬天，溫室栽培可適當(dāng)提高溫度；夏天，溫室栽培可適當(dāng)降低溫度。白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合作用速率；晚上適當(dāng)降低溫室溫度，以降低細(xì)胞呼吸速率，保證植物有機(jī)物的積累。第25頁,共32頁，2024年2月25日，星期天(三)多因子變量對(duì)光合作用速率的影響Ⅰ.曲線分析：①P點(diǎn)時(shí)，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨其因子的不斷加強(qiáng)，光合速率不斷提高。②當(dāng)?shù)絈點(diǎn)時(shí)，橫坐標(biāo)所表示的因素，不再是影響光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取適當(dāng)提高圖示中的其他因子的方法。Ⅱ.應(yīng)用：溫室栽培時(shí)，在一定光照強(qiáng)度下，白天適當(dāng)提高溫度，增加光合作用酶的活性，提高光合速率，也可同時(shí)充入適量的CO2，進(jìn)一步提高光合速率，當(dāng)溫度適宜時(shí)，要適當(dāng)提高光照強(qiáng)度和CO2濃度以提高光合速率?？傊?，可根據(jù)具體情況，通過提高光照強(qiáng)度、調(diào)節(jié)溫度或增加CO2濃度等來充分提高光合速率，以達(dá)到增產(chǎn)的目的。第26頁,共32頁，2024年2月25日，星期天五、有關(guān)光合作用的坐標(biāo)曲線題首先要明確縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)的含義，其次要注意對(duì)“四點(diǎn)三趨勢(shì)”(起點(diǎn)、折點(diǎn)、交點(diǎn)和終點(diǎn)以及升、平、降三種變化趨勢(shì))的生物學(xué)意義的分析。1．凈光合速率和真正光合速率(1)凈光合速率：常用一定時(shí)間內(nèi)O2釋放量、CO2吸收量或有機(jī)物積累量表示。(2)真正光合速率：常用一定時(shí)間內(nèi)O2產(chǎn)生量、CO2固定量或有機(jī)物產(chǎn)生量表示。(3)真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率第27頁,共32頁，2024年2月25日，星期天2．光合速率與呼吸速率的關(guān)系(1)曲線第28頁,共32頁，2024年2月25日，星期天(2)一晝夜有機(jī)物的積累量(用CO2量表示)可用下式表示：積累量＝白天從外界吸收的CO2量－晚上呼吸釋放的CO2量。第29頁,共32頁，2024年2月25日，星期天1、某植株在黑暗處每小時(shí)釋放0.02molCO2，而在光照強(qiáng)度為a的光照條件下(其他條件不變)，每小時(shí)吸收0.06molCO2，若在光照強(qiáng)度為1/2a的光照下，光合速度減半，則每小時(shí)吸收CO2的量為(

)A．0mol

B．0.02molC．0.03molD．0.04mol解析：