《光合作用曲线》PPT课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,光合作用,基粒,外膜,内膜,基质,1.光合作用是不是细胞呼吸的逆反应？,2.氧气中的氧来自哪里？,第五节 光合作用,进行光合作用的生物有哪些？,自养生物,异养生物,6CO,2,+12H,2,O C,6,H,12,O,6,+6H,2,O+6O,2,光能,叶绿体,1939年，美国鲁宾和卡门的实验,结论：光合作用释放的氧全部来自参加反应的水。,光合作用释放的O,2,是来自同是气体的CO,2,吗？,同位素标记法,A,B,太阳光,红外光,700nm,可见光,400-700nm,紫外光,400nm,紫 靛 蓝 绿 黄 橙 红,橙黄色,黄色,蓝绿色,黄绿色,主要吸收,红光、蓝紫光,主要吸收蓝紫光,胡萝卜素，C,40,H,56,叶黄素，C,40,H,56,O,2,叶绿素a，C,55,H,72,O,5,N,4,Mg,叶绿素b，C,55,H,70,O,6,N,4,Mg,叶绿体中色素,提取,和,分离,的实验原理是什么？,95%的乙醇，层析液（都是有机溶剂）。,吸收光谱,叶绿体,中的色素,3,叶绿素,1,类胡萝卜素,3,叶绿素a,1,叶绿素b,2,叶黄素,1,胡萝卜素,都能吸收和传递光能,叶绿体中的色素,（有保护叶绿素作用）,分布在类囊体的薄膜上。,光反应,场所：叶绿体类囊体的薄膜上。,条件：直接需要光、色素、酶。,光反应包括光系统和光系统。,叶绿素、类胡萝卜素复合体（光系统）,叶绿素,类胡萝卜素,光,光,叶绿素a蛋白质,复合体,光反应包括光系统和光系统,2,e,-,高能电子,低能电子,e,-,光系统,+H,+,+NADP,+,NADPH,（强还原剂）,光反应,ADP+Pi,ATP,能量,光系统,低能电子,e,-,高能电子,e,-,叶绿素、类胡,萝卜素复合体,O,2,+2H,+,H,2,O,2e,-,叶绿体,中的色素,H,2,O,O,2,NADPH,ATP,ADP+Pi,水的光解,H,2,O的光解；ATP的形成。,光反应,(1)光能被吸收并转化为ATP中的化学能；,(2)水在光下裂解为H,+,、O,2,和,e,-,；,(3)水中的氢（H,+,+,e,-,）在光下将NADP,+,还原为NADPH。,物质变化：,能量变化：,H,2,O 2 H,+,+O,2,+2e,-,ADP+Pi+能量 ATP,光能 电能,ATP、NADPH中活跃的化学能,光反应中的物质变化,NADP,+,+H,+,+2e,-,NADPH,碳反应,场所：叶绿体基质。,条件：不需光直接参与、酶。,多种酶,参加催化,1个CO,2,CO,2,的固定；C,3,的还原。,碳反应,提供NADPH,提供ATP,还 原,2个,三碳糖,磷酸,三碳糖,离开卡尔文循环,三碳糖,再生为3个RuBP,2个磷酸甘油酸,1个RuBP,固 定,（C,5,）,（C,3,）,多种酶,参加催化,3个,CO,2,CO,2,的固定；C,3,的还原。,碳反应,提供NADPH,提供ATP,还 原,6个,三碳糖,磷酸,1个,三碳糖,离开卡尔文循环,5个,三碳糖,再生为3个RuBP,6个,磷酸甘油酸,3个,RuBP,固 定,（C,5,）,（C,3,）,碳反应中的物质变化,CO,2,的固定：,C,3,的还原：,C,5,（RuBP）的再生：,5 三碳糖 3 C,5,ATP ADP,NADPH NADP,+,6 三碳糖,6C,3,3C,5,（RuBP）+3CO,2,6 C,3,（3-磷酸甘油酸）,光合产物在植物细胞中的利用,1.碳反应的直接产物是三碳糖；,2.三碳糖在叶绿体内能参与合成淀粉、蛋白质和脂质；,3.大部分三碳糖运到叶绿体外，转变成蔗糖。,光反应与碳反应的关系,叶绿体,中的色素,H,2,O,NADPH,ATP,ADP+Pi,水的光解,O,2,2C,3,C,5,三碳糖,多种酶,参加催化,CO,2,还 原,固 定,C,5,的再生,3,环境因素影响光合速率,CO,2,+2H,2,O*,光能,叶绿体,(CH,2,O)+H,2,O+O,2,*,原料,条件,产物,怎样才能提高光合速率？,光合速率(光合强度),指一定量植物在单位时间内进行多少光合作用(可用O,2,吸收量或CO,2,释放量表示)。,CO2浓度,水 分,光 照,矿质元素,温 度,（光饱和点）,（光补偿点）,光强度,A,B,CO,2,吸收值,CO,2,释放值,黑暗中呼吸作用强度,表观光合速率,真正光合速率,(1)影响光合速率的因素（光强度）,真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率,光合速率与光强度的关系,1.对植物而言，光照越强越好吗?,2.请在图上画出阴生植物胡椒光合速率的曲线?,10 20,10 5 0 5,-,放出,吸收,O,2,(mg/dm,2,h),光照强度,(klx),A,B,C,D,E,红光区,蓝紫光区,不同光质对光合速率的影响,光合作用整套机构对温度比较敏感，温度过高时光合速率会减弱。光合作用的最适温度因植物种类而异。,(2)影响光合速率的因素（温度）,呼吸作用,光合作用,温度,吸收或释放量,CO,2,0,将生长状况相同的水稻幼苗分成若干组，分别置于不同日温和夜温下生长，其他条件相同且适宜。一段时间后测定统计每组幼苗的平均高度，结果如下：,日温(),夜温(),11,17,23,30,33.2cm,19.9cm,23,30.7cm,24.9cm,15.8cm,17,16.8cm,10.9cm,温室栽培中，可适当提高白天温度，适当降低夜间温度，从而提高作物产量（有机物积累量）。,影响光合速率的因素（温度）,1.如何提高大田和温室中的CO,2,含量?,CO,2,浓度在1%以内时，光合速率会随CO,2,浓度的增高而增高。,农田里的农作物应确保良好的通风透光和增施有机肥。温室中可增施有机肥或使用CO,2,发生器等。,2.请在图上画出更弱光强度下光合速率的曲线?,(3)影响光合速率的因素（CO,2,浓度）,CO,2,浓度,光合速率,0,A,B,光强度,A,B,（光补偿点）,（光饱和点）,CO,2,的吸收量,CO,2,的释放量,光照强度的影响,温度，CO,2,一般情况下，光强度达到B点后，限制光合速率的主要原因有哪些？,环境因素对光合速率的综合影响,较高光强度,CO,2,浓度,光合速率,0,B,A,较低光强度,光强度可以影响CO,2,饱和点的变化，同样道理，温度，CO,2,浓度也可以影响光饱和点的变化。,光强度、温度和,CO,2,浓度,对光合作用的影响是综合性的。,若降低环境中CO,2,浓度，图中A点、B点将会如何移动？,光强度,A,B,（光补偿点）,（光饱和点）,CO,2,的吸收量,CO,2,的释放量,环境因素对光合速率的综合影响,RuBP羧化酶既有羧化作用，又有加氧作用。,催化RuBP与O,2,结合，形成一个三碳酸,(C,3,),和一个二碳化合物,(C,2,),。,二碳化合物随后进入线粒体被氧化成为CO,2,。,较高CO,2,浓度时，羧化酶活性相对高，促进光合作用;较高O,2,浓度时，加氧酶活性相对高，促进光呼吸。,光呼吸,C-3植物：,CO,2,被同化后形成的第一个化合物是三碳酸，如水稻、小麦、树木、大部分蔬菜等。,C-3植物和C-4植物,C-4植物：,在发生卡尔文循环之前，CO,2,在另一种更强的羧化酶的作用下，先被固定在一种四碳酸中，如玉米，高粱，甘蔗等。,C-4植物叶片结构的特点,维管束鞘细胞,部分叶肉细胞,（含另一种羧化酶）,叶肉细胞中：,CO,2,+三碳酸(C,3,)四碳酸(C,4,),维管束鞘细胞中：,卡尔文循环,羧化酶,CO,2,C,4,C,4,三碳酸,NADP,+,NADPH,ATP,ADP,多种酶,的催化,2C,3,C,5,三碳糖,CO,2,叶肉细胞,维管束鞘细胞,C,4,途径,C,3,途径,C-4植物光合作用特点示意图,释放,C-4途径可以提高维管束鞘细胞中的CO,2,浓度,抑制卡尔文循环中RuBP羧化酶的加氧活性，抑制光呼吸。,在高温、高光强度的条件下，C-4植物将光能转化到糖中的效率几乎是C-3植物的 2 倍。,C-4途径的意义,