543光合作用的原理和应用.ppt

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1、第第4 4节节 能量之源能量之源光与光合作用光与光合作用光合作用的原理和应用光合作用的原理和应用植物可以更新空气植物可以更新空气条件：条件：吸收吸收CO2，光能转换成化学能储存起来光能转换成化学能储存起来产物：产物：淀粉淀粉(CH2O)同位素标记法同位素标记法：H218O18O214CO2有机物中的碳有机物中的碳光、绿叶光、绿叶放出放出O2温故温故光合作用：光合作用：原料：原料：CO2 和和 H2O叶绿体叶绿体光能光能产物：产物：有机物和氧气有机物和氧气光合作用反应式：光合作用反应式：CO2+H2O(CH2O)+O2光能光能叶绿体叶绿体条件：条件：酶酶场所：场所：二、光合作用过程二、光合作用过

2、程光反应光反应暗反应暗反应划分依据划分依据:反应过程反应过程是否需要光能是否需要光能类囊体膜类囊体膜酶酶Pi ADPATP光反应阶段光反应阶段光、色素、酶光、色素、酶叶绿体内的叶绿体内的类囊体薄膜类囊体薄膜上上水的光解：水的光解：H2OH+O2光能光能（还原剂）（还原剂）ATP的合成：的合成：ADPPi能量能量（光能光能）ATP酶酶光能光能转变为活跃的转变为活跃的化学能化学能贮存在贮存在ATP中中场所：场所：条件：条件：能量变化能量变化物质变化物质变化进入叶绿体进入叶绿体基质，参与基质，参与暗反应暗反应供暗反应使用供暗反应使用 H2OO2HCO2 2 五碳化合物五碳化合物 C5 CO2的的固定

3、固定三碳化合物三碳化合物 2C3C C3 3的的还原还原叶绿体基质叶绿体基质多种酶多种酶H H2 2O O类囊体膜类囊体膜酶酶Pi ADPATPH糖类糖类卡尔文循环卡尔文循环暗反应阶段暗反应阶段CO2的固定：的固定：CO2C5 2C3酶酶C3的还原：的还原：ATPH、ADP+Pi叶绿体的叶绿体的基质基质中中ATP中中活跃活跃的的化学能化学能转变为转变为糖类糖类等等有机物中有机物中稳定稳定的的化学能化学能2C3 (CH2O)酶酶糖类糖类H、ATP、酶、酶场所：场所：条件：条件：能量变化能量变化物质变化物质变化CO2 2 五碳化合物五碳化合物 C5 CO2的的固定固定三碳化合物三碳化合物 2C3叶

4、绿体基质叶绿体基质多种酶多种酶糖类糖类ATPH光反应与暗反应是否一个在光下进行光反应与暗反应是否一个在光下进行,一个一个在暗处进行在暗处进行?夜晚植物能进行光反应、暗反应吗？为什么夜晚植物能进行光反应、暗反应吗？为什么?白天放在无白天放在无COCO2 2的密闭玻璃罩内的植物能长的密闭玻璃罩内的植物能长期进行光反应、暗反应吗？为什么？期进行光反应、暗反应吗？为什么？光反应与暗反应是一个整体，二者光反应与暗反应是一个整体，二者紧密联系、缺一不可紧密联系、缺一不可积极思维积极思维光反应和暗反应之间的联系：光反应和暗反应之间的联系：光反应是暗反应的基础光反应是暗反应的基础，为暗反应提供，为暗反应提供H

5、和和ATP。光反应停止，暗反应也随即终止。光反应停止，暗反应也随即终止。暗反应是光反应的继续暗反应是光反应的继续，暗反应水解，暗反应水解ATP生成生成ADP和和Pi为光反应合成为光反应合成ATP提供原料。同时，如果提供原料。同时，如果暗反应受阻，光反应也会因产物积累而不能正常暗反应受阻，光反应也会因产物积累而不能正常进行。进行。光反应光反应H、ATP暗反应暗反应ADP、Pi光反应与暗反应是统一的整体，相互制光反应与暗反应是统一的整体，相互制约又密切联系约又密切联系请分析光下的植物突然停止光照后，其体请分析光下的植物突然停止光照后，其体内的内的C5化合物和化合物和C3化合物的含量如何变化？化合物

6、的含量如何变化？停止停止光照光照光反应光反应停止停止请分析光下的植物突然停止请分析光下的植物突然停止CO2的供的供应后，其体内的应后，其体内的C5化合物和化合物和C3化合物化合物的含量如何变化？的含量如何变化？HATP还原还原受阻受阻C3C5CO2固定固定停止停止C3C5 （CH2O）CO2C52C3H酶酶固定固定还还原原供氢供氢供能供能ATP 联系联系比较光反应、暗反应比较光反应、暗反应光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段条件条件场所场所物质变化物质变化能量变化能量变化光光、色素、酶、色素、酶酶、酶、H、ATP叶绿体叶绿体类囊体膜类囊体膜叶绿体叶绿体基质基质中中水水的光解；的光解；ATP

7、的生成的生成CO2的固定；的固定；C3的还原的还原ATP中活中活跃化学能跃化学能光能光能ATP中活中活跃化学能跃化学能有机物中稳有机物中稳定化学能定化学能光反应是暗反应的基础，为暗反应提供光反应是暗反应的基础，为暗反应提供HH和和ATPATP，暗反应为光反应提供暗反应为光反应提供ADPADP和和Pi Pi。光合作用中光合作用中H H、C C、O O、能量、能量的转移途径的转移途径H H2 2O O中中O O的转移途径：的转移途径：H2OH2O中中H H的转移途径：的转移途径：COCO2 2中中C C的转移途径：的转移途径：能量的转移途径：能量的转移途径：H2OH（CH2O）CO2C3（CH2O

8、）光能光能ATP中活跃中活跃的的化学能化学能（CH2O）中稳中稳定的定的化学能化学能H2OO2三、光合作用的实质三、光合作用的实质物质变化：物质变化：把把简单的无机物转变简单的无机物转变为复杂的有机物为复杂的有机物能量变化：能量变化：把把光能转变成储存在光能转变成储存在有机物中的化学能有机物中的化学能1绿色植物在暗处不能放出氧绿色植物在暗处不能放出氧气是因为气是因为ACO2的固定受阻的固定受阻B三碳化合物的还原需要光三碳化合物的还原需要光C水的分解不能进行水的分解不能进行D五碳化合物的再生困难五碳化合物的再生困难C2 2关于暗反应的叙述错误的是关于暗反应的叙述错误的是()A A必须接受光反应产

9、生的氢和必须接受光反应产生的氢和ATP ATP B B将完成将完成COCO2 2的固定及三碳化合物的还的固定及三碳化合物的还原原 C C暗反应的主要产物是葡萄糖暗反应的主要产物是葡萄糖D D暗反应不需要光，只能在暗处进行暗反应不需要光，只能在暗处进行 D 3、下列能正确表示光合作用整个过程中、下列能正确表示光合作用整个过程中能量变化的是能量变化的是A、光能、光能ATP活泼的化学能活泼的化学能葡萄糖稳葡萄糖稳定的化学能定的化学能B、光能、光能葡萄糖稳定的化学能葡萄糖稳定的化学能ATP活活泼的化学能泼的化学能C、光能、光能ATP活泼的化学能活泼的化学能D、光能、光能葡萄糖稳定的化学能葡萄糖稳定的化

10、学能A4.4.某科学家用含碳的同位素某科学家用含碳的同位素1414C C的二氧化的二氧化碳追踪光合作用中碳原子在下列分子中碳追踪光合作用中碳原子在下列分子中的转移的转移,最可能的途径是最可能的途径是 A.A.二氧化碳二氧化碳叶绿素叶绿素ADP ADP B.B.二氧化碳二氧化碳叶绿素叶绿素ATPATP C.C.二氧化碳二氧化碳三碳化合物三碳化合物葡萄糖葡萄糖 D.D.二氧化碳二氧化碳酒精酒精葡萄糖葡萄糖C假如地球上没有了光合作用将会有什么后果假如地球上没有了光合作用将会有什么后果？粮食危机粮食危机能源危机能源危机假如地球上没有了光合作用将会有什么后果？假如地球上没有了光合作用将会有什么后果？温室

11、效应温室效应50亿亿吨吨“巨巨型型”冰冰山山脱脱离离南南极极假如地球上没有了光合作用将会有什么后果？假如地球上没有了光合作用将会有什么后果？四、光合作用的意义四、光合作用的意义:物质转变和能量转变物质转变和能量转变在自然界中所起的作用在自然界中所起的作用物质物质合成合成全球自养植物每年可全球自养植物每年可以生产以生产(4(45)105)101111吨吨有机物有机物“绿色工厂绿色工厂”能量能量转化转化每年转化太阳能每年转化太阳能3103101818千焦千焦“巨型能量转化站巨型能量转化站”环境环境保护保护每年释放氧气每年释放氧气5.35105.35101111吨吨“自动空气净化器自动空气净化器”五

12、、光合作用原理的运用五、光合作用原理的运用植物自身因素植物自身因素环境因素对光合作用的影响环境因素对光合作用的影响1 1）光照）光照2 2）温度）温度3 3）二氧化碳）二氧化碳浓度浓度4 4）水分）水分 5 5）矿质元素）矿质元素光照强度光照强度 真正光合速率真正光合速率=净光合速率净光合速率+呼吸速率呼吸速率1.1.影响光合作用效率的因素影响光合作用效率的因素光照强度光照强度AB光照强度光照强度0吸吸吸吸收收收收COCO2 2阳生植物阳生植物阴生植物阴生植物B：光补偿点光补偿点C：光饱和点光饱和点应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。C光补偿点、光饱

13、和点光补偿点、光饱和点：阳生植物阳生植物阴生植物阴生植物释释释释放放放放COCO2 21.1.影响光合作用效率的因素影响光合作用效率的因素光照强度光照强度一天的时间一天的时间光合作用效率光合作用效率O光照强度光照强度12 1311光合作用效率与光照强度、时间的关系光合作用效率与光照强度、时间的关系ABCDE101514图中曲线中间图中曲线中间C处光合作用强度暂时降低，可能是处光合作用强度暂时降低，可能是温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了CO2原原料的供应料的供应光合作用是在酶的催化下进行的，温度直接影光合作用是在酶的催化下进行的，温度直接影响酶的活性。

14、一般植物在响酶的活性。一般植物在10103535下正常进下正常进行光合作用。行光合作用。2.2.影响光合作用的因素影响光合作用的因素温度温度应用：应用：增加昼夜温差增加昼夜温差光光合合作作用用速速率率CO2浓度浓度3.3.二氧化碳的供应对光合效率的影响二氧化碳的供应对光合效率的影响规律规律:在一定的浓度范围内在一定的浓度范围内,光合作用速率随光合作用速率随COCO2 2的浓度增大而加快，超过一定浓度光合作的浓度增大而加快，超过一定浓度光合作用速率趋于稳定。用速率趋于稳定。CO2CO2浓度浓度b:b:CO2CO2的补偿点的补偿点c:c:CO2CO2的饱和点的饱和点 a a a ab:COb:CO

15、b:COb:CO2 2 2 2太低，太低，太低，太低，农作物消耗光合产物；农作物消耗光合产物；农作物消耗光合产物；农作物消耗光合产物；b b b bc:c:c:c:随随随随COCOCOCO2 2 2 2的浓度增加，光合作用强度增强；的浓度增加，光合作用强度增强；的浓度增加，光合作用强度增强；的浓度增加，光合作用强度增强；c c c cd:COd:COd:COd:CO2 2 2 2浓度再增加，光合作用强度保持不变；浓度再增加，光合作用强度保持不变；浓度再增加，光合作用强度保持不变；浓度再增加，光合作用强度保持不变；d d d de:COe:COe:COe:CO2 2 2 2深度超过一定限度，将引

16、起原生质体中毒深度超过一定限度，将引起原生质体中毒深度超过一定限度，将引起原生质体中毒深度超过一定限度，将引起原生质体中毒或气孔关闭，抑制光合作用。或气孔关闭，抑制光合作用。或气孔关闭，抑制光合作用。或气孔关闭，抑制光合作用。acbde4 4、水分、水分 主要是间接影响光合作用，当植物缺水时，主要是间接影响光合作用，当植物缺水时，气孔关闭，二氧化碳含量减少，直接影响气孔关闭，二氧化碳含量减少，直接影响光合作用光合作用 NN：光合酶及光合酶及NADPNADP+和和ATPATP的重要组分的重要组分P P：NADPNADP+和和ATPATP的重要组分；维持叶的重要组分；维持叶绿体正常结构和功能绿体正

17、常结构和功能K K：促进光合产物向贮藏器官运输促进光合产物向贮藏器官运输MgMg：叶绿素的重要组分叶绿素的重要组分 5.5.影响光合作用的因素影响光合作用的因素矿质营养矿质营养延长光合作用时间延长光合作用时间增加光合作用面积增加光合作用面积增加光能利用率增加光能利用率提高光合作用效率提高光合作用效率控制光照强弱控制光照强弱控制光质控制光质控制温度控制温度控制控制COCO2 2供应供应控制必需矿质元素供应控制必需矿质元素供应控制控制H H2 2O O供应供应提高复种指数（轮作）提高复种指数（轮作）温室中人工光照温室中人工光照合理密植合理密植间作套种间作套种通风透光通风透光在温室中施有机肥，在温室

18、中施有机肥，使用使用COCO2 2发生器发生器阴生阴生植物植物阳生植物阳生植物应用应用提高农作物产量的措施提高农作物产量的措施红光和蓝紫光红光和蓝紫光适时适量施肥适时适量施肥合理灌溉合理灌溉保持昼夜温差保持昼夜温差光能利用率一般是指光能利用率一般是指单位土地面积上单位土地面积上,农作农作物物通过通过光合作用光合作用所产所产生的生的有机物有机物中所含的中所含的能量能量,与这块土地所接与这块土地所接受的受的太阳能太阳能的比的比.光合作用光合作用效率是指绿效率是指绿色植物通过光合作用色植物通过光合作用制造的有机物中所含制造的有机物中所含有的能量与光合作用有的能量与光合作用所吸收的光能的比值。所吸收的

19、光能的比值。1、适当、适当提高提高CO2的浓度（温室大棚）；的浓度（温室大棚）；2、增加增加光照时间和光照强度；光照时间和光照强度；3、白天适当、白天适当增加增加温度，夜间适当温度，夜间适当降低降低温度；温度；4、农作物、农作物间距间距合理，选择适当的合理，选择适当的光源光源等；等；5、合理、合理施肥施肥，提供必要的矿物质元素；，提供必要的矿物质元素；6、合理、合理灌溉灌溉，提供适当水分。，提供适当水分。增加农作物产量的几点做法：增加农作物产量的几点做法：光合作用与呼吸作用的区别光合作用与呼吸作用的区别光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用原料原料 CO2、H2OO2、葡萄糖等有机葡萄糖等有机物物产物产物 O2、葡萄糖等有机物葡萄糖等有机物 CO2、H2O等等能量能量转换转换贮藏能量的过程贮藏能量的过程光能光能活跃的化学能活跃的化学能稳定的化学能稳定的化学能释放能量的过程释放能量的过程稳定的化学能稳定的化学能活跃活跃的化学能的化学能发生发生部位部位有叶绿体的细胞、叶有叶绿体的细胞、叶绿体绿体活细胞、线粒体、细活细胞、线粒体、细胞质胞质发生发生条件条件光照下才可发生光照下才可发生光光下、暗处都可发生下、暗处都可发生 再 见