《能量之源——光与光合作用》课件.ppt

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1、光合作用的定义,总结光合作用的反应式,CO2H2O （CH2O）O2,光能,叶绿体,糖类,绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O转化成储存能量的有机物，并释放出O2的过程。,光合作用的实质,将无机物转换成有机物，将光能转化为稳定的化学能,二、光合作用的过程,光反应：,暗反应：,1、划分依据:反应过程是否需要光能,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？,有光才能反应,有光、无光都能反应,H2O,类囊体膜,酶,光、色素、酶,叶绿体内的类囊体薄膜上,水的光解：,（还原剂）,ATP的合成：,光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中,场所：,条件：,物质变化,能量变化：,进

2、入叶绿体基质，参与暗反应,供暗反应使用,光能,2、光反应阶段,CO2,五碳化合物 C5,CO2的固定,三碳化合物 2C3,C3的还原,糖类,卡尔文循环,3、暗反应阶段,3、暗反应阶段,CO2的固定：,C3的还原：,叶绿体的基质中,H 、ATP、酶,场所：,条件：,物质变化,能量变化：,CO2,五碳化合物 C5,CO2的固定,三碳化合物 2C3,糖类,H,C3的还原,色素分子,可见光,C5,2C3,ADP+Pi,ATP,2H2O,O2,4H,多种酶,酶,(CH2O),CO2,吸收,光解,能,固定,还原,酶,光反应,暗反应,光合作用总过程：,4、比较光反应、暗反应,光反应阶段,暗反应阶段,条件,场

3、所,物质变化,能量变化,光、色素、酶,不需光、酶、H、ATP,叶绿体类囊体薄膜,叶绿体基质中,水的光解； ATP的生成,CO2的固定； C3的还原,ATP中活 跃化学能,光能,ATP中活 跃化学能,有机物中稳定化学能,光反应是暗反应的基础，为暗反应提供H和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi 。,5、光合作用反应式及元素去向,下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：,图中A是_,B是_,它来自于_的分解。图中C是_，它被传递到叶绿体的_部位，用于_ 。图中D是_，在叶绿体中合成D所需的能量来自_图中G_,F是_,J是_图中的H表示_， H为I提供_,2,水,H,基质,用作还原剂，还原C

4、3,ATP,色素吸收的光能,光反应,H和ATP,色素,C5化合物,C3化合物,糖类,三、光反应和暗反应中C3、C5、ATP和CO2之间的转化关系,(1)停止光照、CO2供应不变：,短时间内,C3：C5：ATP：ADP：,增加减少减少增加,(2)停止CO2供应、光照不变：,短时间内,C3：C5：ATP：ADP：,减少增加增加减少,突然增强光照，CO2供应不变时：,短时间内，ATP ，ADP ，C3 ，C5,突然增加CO2供应，光照不变：, ,短时间内，ATP ，ADP ，C3 ，C5, ,例：在其他条件适宜的情况下，在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照，并在黑暗中立即开始连续取样分析，在短时

5、间内叶绿体中C3和C5化合物含量的变化是（ ）,A.C3和C5都迅速减少 B.C3和C5都迅速增加C.C3迅速增加，C5迅速减少D.C3迅速减少，C5迅速增加,C,四、影响光合作用的环境因素及其在生产上的应用,（一）内部因素对光合作用速率的影响,应用：根据植物在不同生长发育阶段光合作用速率不同，适时、适量地提供水肥及其他环境条件，以使植物茁壮成长。,1同一植物的不同生长发育阶段,曲线分析：在外界条件相同的情况下，光合作用速率由弱到强依次是幼苗期、营养生长期、开花期。,应用：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶使蔬菜及时换新叶，都是根据其原理，可降低其细胞呼吸消耗的有机物。,2同一叶片的

6、不同生长发育时期,曲线分析：随幼叶发育为壮叶，叶面积增大，叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合速率增大；老叶内叶绿素被破坏，光合速率随之下降。,光质：由于色素吸收可见光中的红光和蓝紫光最多，吸收绿光最少，故不同波长的光对光合作用的影响不一样，建温室时，选用无色透明的玻璃(或塑料薄膜)做顶棚，能提高光能利用率。,（二）外界因素对光合作用的影响,1光照光合作用的动力,光照时间：光照时间越长，产生的光合产物越多。,光照强度：在一定光照强度范围内，增加光照强度可提高光合作用速率。,B点，光合作用强度细胞呼吸强度，B点对应的光照强度称为光补偿点。,.曲线分析：,A点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，

7、释放CO2量表示此时的呼吸强度。,AB段表明光照强度加强，光合作用增强强，但光合作用强度仍小于呼吸作用强度；,BC段表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强了。,C点对应的光照强度称为光饱和点，光合作用强度达到最大,.应用：阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，如图虚线所示。间作套种时农作物的种类搭配，林带树种的配置，冬季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关。,.外界条件变化时，CO2(光)补偿点移动规律：呼吸速率增加，CO2(光)补偿点应右移； 呼吸速率减小，CO2(光)补偿点应左移。呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降时，CO2(光)补偿点右移；条件的改变使光合

8、速率上升时，CO2(光)补偿点左移。,2CO2浓度.曲线分析：,图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点；图2中的A点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。两图中的B和B点都表示CO2饱和点，两图都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度增加而增大。,.应用：大田要“正其行，通其风”，多施有机肥；温室内可适当补充CO2，即适当提高CO2浓度可提高农作物产量。,3光照面积.曲线分析：OA段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大；A点为光合作用面积的饱和点；随叶面积的增大，光合作用强度不再增加，原因是有很多叶被遮挡，光照不足。,OB段表明干物质量随光合作用

9、增加而增加，而由于A点以后光合作用强度不再增加，但叶片随叶面积的不断增加，呼吸量(OC段)不断增加，所以干物质积累量不断降低(BC段)。,.应用：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。封行过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。,4必需矿质元素.曲线分析：在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物光合作用速率下降。,.应用：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高作物的光能利用率。,5、温度.曲线分析：温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用

10、速率。,.应用：冬天，温室栽培可适当提高温度；夏天，温室栽培可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用速率；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。,(三)多因子变量对光合作用速率的影响,.曲线分析：P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。当到Q点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。,.应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合作用酶的活性，提高光合速率，也可同时充入适量的CO2，进一步提高光合速率，当温度适宜时，要适当

11、提高光照强度和CO2浓度以提高光合速率。总之，可根据具体情况，通过提高光照强度、调节温度或增加CO2浓度等来充分提高光合速率，以达到增产的目的。,五、有关光合作用的坐标曲线题,首先要明确纵坐标和横坐标的含义，其次要注意对“四点三趋势”(起点、折点、交点和终点以及升、平、降三种变化趋势)的生物学意义的分析。,1净光合速率和真正光合速率(1)净光合速率：常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示。(2)真正光合速率：常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量表示。(3)真正光合速率净光合速率呼吸速率,2光合速率与呼吸速率的关系(1)曲线,(2)一昼夜有机物的积累量(用CO2

12、量表示)可用下式表示：积累量白天从外界吸收的CO2量晚上呼吸释放的CO2量。,1、某植株在黑暗处每小时释放0.02 mol CO2，而在光照强度为a的光照条件下(其他条件不变)，每小时吸收0.06 mol CO2，若在光照强度为1/2a的光照下，光合速度减半，则每小时吸收CO2的量为 ()A0 mol B0.02 mol C0.03 mol D0.04 mol,解析：光照强度为a时，实际光合作用每小时消耗的CO2为0.08 mol；光照强度为1/2a时，光合作用每小时消耗的CO2为0.04 mol，有0.02 mol是细胞呼吸提供，需从外界吸收0.02 mol。,B,2、如右图所示为光照强度对植物光合作用的影响。下列有关曲线的相关叙述中，错误的是()Ab代表光下植物干物质积累量Ba的大小与外界温度密切相关Cn点之后植物吸收CO2的量不再增加与叶绿体中酶数量等 有关D若植物长期处于光照强度为m的自然环境中，植物仍能生长,D,3、某校生物兴趣小组在玻璃温室里进行植物栽培实验。他们对室内空气中的CO2含量进行了24 h测定，并根据数据绘制成如图曲线。请问图中表示光合速率等于呼吸速率的点是()Aa、b Bb、c Ca、c Da、d,解析：ab、cd测得温室里CO2含量上升，是由于呼吸作用大于光合作用。bc测得CO2含量下降，是由于呼吸作用小于光合作用。b、c两点光合速率等于呼吸速率,B,