《光与光合作用》

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,*,第三节 光合作用,1,2,3,水果的营养从哪来？,4,原料：,动力：,场所：,产物：,CO,2,+H,2,O,光能,叶绿体,水、二,氧化碳,光能,叶绿体,有机物、,氧气,(CH,2,O)+O,2,5,一、光合作用的发现,背景：公元前,3,世纪，古希腊学者亚里士多德观点,植物生长在土壤中，土壤是植物体的,唯一,“,食物,”,来源,6,图,A,图,B,图,C,图,D,干燥土壤,90.8kg,小柳树,2.25kg,只用纯净的雨水浇灌,五年后柳树长大,土壤烘干后称重,实验前,实验后,变化,土壤干重,90.800kg,90.743kg,-0.057kg,柳 树,2.25kg,76.70kg,+74.75kg,1,、海尔蒙特,(1648,年）,建造植物体的原料是水,7,2,、普里斯特利（,1771,年）,结论：植物可以更新空气,8,3,、萨克斯实验,暗处放置,24,小时,光照,2,小时,酒精脱色,滴加碘液,光合作用产生淀粉,9,4,、恩格尔曼实验,水绵结构,无空气的,光下,无空气的,黑暗环境,光合作用的场所是叶绿体,10,5,、鲁宾和卡门实验（同位素标记法）,用同位素标记的化合物，化学性质不变，物理性质发生改变，具有放射性，可用相应的仪器进行检测。我们可根据这种化合物的放射性，对有关的一系列反应进行追踪，这种研究方法叫做同位素标记法,结论：,光合作用的氧气全部来自水,11,设计一个实验,证明,“,绿色植物的光合作用需要,CO,2,材料：剑兰若干盆,器材,:,烧杯、玻璃罩若干,试剂：,NaOH,溶液、水、凡士林、酒精、碘液,12,步骤：,1,、取两盆,大小相同，生长良好,的剑兰，放在暗室中，让植物饥饿从而消耗掉叶片内的有机物。,2,、取两个,相同,的,适当大小,的玻璃罩，编组为,1,、,2,。,1,组玻璃罩罩住剑兰和盛有,NaOH,的烧杯,，,2,组玻璃罩罩住剑兰和盛有,等量的清水的烧杯,。用凡士林密封玻璃罩，使其不漏气。,3,、将它们放在光下一段时间，使其充分进行光合作用。,4,、分别从两盆剑兰,相同的位置,上取下一片叶子，放在盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿素溶于酒精中。,5,、将已脱色的叶片取出，,清水漂洗，,滴加碘液，检验是否有淀粉的特异颜色反应出现。,现象：,1,组叶片不变蓝,2,组叶片变蓝。,结论：绿色植物的光合作用需要,CO,2.,13,下面是光合作用的实验过程,:,选一盆银边天竺葵，预先放在黑暗处,48h,，再将,22,厘米不透光的黑色纸片用,回形针夹在绿色部位上，然后，把植株放,在阳光下照射,4-6h,，再剪下此叶片，并用打孔器分别在该叶片的不同部位取,A,、,B,、,C,、三个叶圆片。,将叶圆片放入装有某溶液的试管中，经热水浴脱色。,将经过脱色的叶圆片，放在清水中漂洗。,将经过漂洗的叶圆片，放在白纸上，然后用吸管吸取碘液，分别滴在三个叶圆片上。,（,1,）在,A,、,B,、,C,三个叶圆片中，变蓝的是,_,，不变蓝的是,_,。,（,2,）为了验证下面两项结论，各需比较图中,A,、,B,、,C,哪两项？,光合作用需要阳光：,_,；光合作用需要叶绿体：,_,。,14,二、叶绿体中的色素,15,胡萝卜素,叶黄素,叶绿素,a,叶绿素,b,叶绿体中的色素,叶绿素（,占总量的,3/4,）,类胡萝卜素,（,占总量的,1/4,）,形成需要光、酶、,Mg,2+,等,功能：吸收、传递、转化光能,16,光合作用的反应式,（,CH,2,O,）,+,O,2,CO,2,+,H,2,O,光能,叶绿体,三、光合作用的过程,代表糖类,1,、光反应与暗反应是怎样划分的？,根据反应是否需要光能,3,、光反应与暗反应的比较与联系？,2,、光反应与暗反应过程的主要变化？,*,O,*,O,2,17,叶绿体中的色素,H,供氢,酶,ADP+Pi,ATP,酶,2C,3,C,5,CO,2,（,CH,2,O,）,多种酶参加催化,还原,固定,H,2,O,O,2,光能,光反应阶段,暗反应阶段,光合作用过程图解,水的光解,18,光反应,光,叶绿体的囊状结构的薄膜上,光、色素、酶、水,短促,光能,ATP,中活跃的化学能,H,、,O,2,、,ATP,必须在光下进行,关系不大,水的光解：,H,2,O 2H+1/2O,2,光解,ATP,的形成：,ADP+Pi+,光能,ATP,酶,场所：,条件：,反应时间：,物质变化,能量变化：,反应产物：,与光的关系：,与温度的关系：,重要影响因素：,19,暗反应,温度、,CO,2,浓度,叶绿体的基质中,多种酶、,CO,2,、,ATP,、,H,较缓慢,有机物、,ADP,、,Pi,在光下和暗处都可进行,温度影响酶活性，关系密切,场所：,条件：,反应时间：,物质变化,能量变化：,反应产物：,与光的关系：,与温度的关系：,重要影响因素：,CO,2,的固定：,CO,2,+C,5,2C,3,酶,C,3,的还原：,2C,3,(CH,2,O)+C,5,H,、,ATP,酶,有机物中稳定的化学能,ATP,中活跃的化学能,20,过程,光反应阶段,暗反应阶段,场所,条件,物质变化,能量变化,联系,项目,囊状结构薄膜,叶绿体基质,光、酶、色素,多种酶,酶,光,2H,2,O O,2,+4【H】,ADP+Pi+,能量,ATP,光能电能活跃化学能,活跃化学能稳定化学能,光反应为暗反应提供,ATP,和,NADPH,暗反应为光反应提供,ADP,、,Pi,、,NADP,+,2C,3,CO,2,+C,5,2C,3,酶,酶,ATP,和,【H】,(CH,2,O,)+,C,5,21,四、光合作用的实质：,能量转化：,无机物（,CO,2,和水）有机物,物质转化：,光能,ATP,中活跃的化学能,光反应,暗反应,有机物中稳定的化学能,22,五、光合作用的重要意义,（,1,）生物界有机物的来源,“,绿色工厂,”,（,2,）巨大的能量转化器,（,3,）自动的空气净化剂,（,4,）对生物的进化有重要作用,总之，光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。,23,六、影响光合作用的因素及应用：,外部因素,反应条件：,光、温度、必需矿质元素,反应原料：,CO,2,浓度、水,内部因素,植物种类不同,同一植物在不同的生长发育阶段,同一植物在不同部位的叶片,叶龄,24,B,光照强度,光合作用强度,0,呼吸速率,光补偿点,光饱和点,A,C,B,A,C,阳生殖物,阴生植物,CO,2,吸收量,1.,注重阴、阳生植物间作套种,2.,通过一年之内轮作,延长光合作用时间,3.,通过合理密植,增加光合作用面积,4.,温室大棚,使用无色透明玻璃,5.,防止营养生长过强,导致叶面互相遮挡,呼吸强于光合,影响生殖生长,.,1.,光照强度,2.,光质,(,光的波长,),光,在生产上的应用,对光合作用的影响,外因,复色,(,白色,),光 最好,红光 其次,蓝紫光 次之,绿光 最差,25,1.,适时播种,2.,温室栽培植物时,白天适当提高温度,晚上适当降温,.,温度会直接影响酶的活性,.,由于暗反应是酶促反应,故温度 主要影响暗反应,.,温度,在生产上的应用,对光合作用的影响,外因,t,1,t,2,t,3,t,4,26,1.,多施有机肥,2.,温室栽培植物时还可使用,CO,2,发生器等,.,3.,大田中还要注意通风透气,.,CO,2,是光合作用的原料,.,CO,2,浓度,在生产上的应用,对光合作用的影响,外因,0,CO,2,的含量,光合作用的强度,27,合理施肥,1.N,元素,2.P,元素,3.K,元素,4.Mg,元素,必需矿质元素,在生产上的应用,对光合作用的影响,外因,酶、蛋白质、叶绿素、,ATP,的组成成分、,ATP,的组成成分,可维持叶绿体膜的结构和功能,对光合作用产物（如糖类）的合成和运输有重要作用,叶绿素的重要组成成分,28,预防干旱,合理灌溉,1.,水是光合作用的原料,2.,水是体内各种化学反应的介质,3.,水还影响气孔的开闭,间接影响,CO,2,进入植物体,水,在生产上的应用,对光合作用的影响,外因,光合作用强度,O,时间：盛夏,A,7 10 12 14 18,29,作物后期,适当摘除老叶、残叶，降低呼吸,1.,幼叶不断生长,叶绿体,(,素,),不断增加,光合速率不断加快,.,2.,老叶叶绿体破坏,光合速率减慢,叶龄,在生产上的应用,对光合作用的影响,内因,A,B,C,叶龄,光合作用强度,O,30,CO,2,吸,收,量,O,CO,2,释,放,量,光照强度,A,B,C,在黑暗中呼吸所放出的,CO,2,光补偿点,光饱和点,净光合量,总光合量,阳生植物,阴生植物,31,将农田一昼夜的温度变化,，光照变化,和植物吸收二氧化碳的变化,数据绘成曲线图。请回答：,1,、植物在 段内制造有机物。,2,、植物在 段内积累有机物。,3,、形成,d,处凹陷的原因是,图象题,bf,ce,光照太强，光合速率下降,32,A,B,光照强度,0,吸收,CO,2,阳生植物,阴生植物,B,：光补偿点,C,：光饱和点,应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。,C,A,：呼吸速率,在黑暗中呼吸所放出的,CO,2,33,光合速率,光强,阴生苔藓,阴生草木,阳生草木,小麦,玉米,高粱,在适宜温度和正常的,CO,2,供应下各种植物的光合速率,光强,二氧化碳吸收,二氧化碳释放,a,b,c,光照强度与光合速率的关系,措施：,阳生植物应种植在,阳光充裕,的地方，阴生植物应种植在,荫蔽,的地方；光强须达到,一定值,。,34,光合速率,波长（,nm,）,400,500,600,700,不同波长下菜豆的光合速率,植物在能量相等的不同单色光下，,红光,和,蓝紫光,有利于提高光合作用效率，而,黄绿光,则,不,利于提高光合作用效率；在,红光,下，光合产物中,糖类,含量较多，在,蓝紫光,下，光合产物中,蛋白质和脂肪,较多。,措施：,在塑料大棚或人工光照的温室中，给绿色植物开,“光吧”,35,O,a,b,c,d,e,光合强度,二氧化碳的浓度,a,b,：,b c,：,c d,：,d e,：,CO,2,太低，农作物消耗光合产物；,随,CO,2,的浓度增加，光合作用强度增强；,CO,2,浓度再增加，光合作用强度保持不变；,CO,2,浓度超过一定限度，将引起原生质,体 中毒或气孔关闭，抑制光合作用。,36,N,：,光合酶及,NADP,+,和,ATP,的重要组分,P,：,NADP,+,和,ATP,的重要组分；维持叶绿体正常结构和功能,K,：,促进光合产物向贮藏器官运输,Mg,：,叶绿素的重要组分,不足：,光合作用不能顺利进行,过量：,危害农作物正常生长发育,37,（,1,）根据植物的,生长规律,和,需肥规律进行适时适量施肥。,（,2,）可进行,根外施肥。,（,3,）与,豆科植物,进行,间种,和,轮作,，提高土壤的肥力，使植物获得更多的,氮肥,。,（,4,）将植物,秸秆,尤其是豆科植物的秸秆进行,深耕翻压,，也是增加土壤肥力的有效措施。,应如何进行合理施肥？,38,上图是在盛夏的某一晴天，一昼夜中某植物对,CO,2,的吸收和释放状况的示意图。亲据图回答问题：,1,、图中,DE,段,CO,2,吸收量逐渐减少是因为,，以至光反应产生的,和,逐渐减少，从而影响了暗反应,强度，使,化合物数量减少，影响了,CO,2,固定。,2,、图中曲线中间,C,处光合作用强度暂时降低，可能是,（）,A,、光照过强，暗反应跟不上，前后脱节，影响整体效果,B,、温度较高，提高了呼吸作用酶的活性，消耗了较多的有机物,C,、温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了,CO,2,原料的供应,D,、光照过强，气温过高，植物缺水严重而影响光合作用的进行,一天光合速率变化,B,E,D,C,A,光照强度逐步减弱,ATP,NADPH,还原作用,五碳,C,39,