生物：5.4.2《光合作用的原理和应用》课件(2)(新人教版必修1).ppt

三 光合作用的原理和应用 1 光合作用的过程 过程 2C3 多种酶催化 CH2O ATP NADPH 基粒 基质 2 光合作用总反应式 3 光反应 暗反应的关系 光 色素 酶 H ATP 多种酶 基粒 类囊体的薄膜 基质 1 水的光解1 CO2的固定2 H ATP的合成2 C3化合物的还原3 ATP水解 光能 ATP中活跃ATP中活跃的化学能 的化学能有机物中稳定的化学能 ATP H O2 CH2O ADP Pi等 H2OCO2 快 以微秒计 较缓慢 光反应为暗反应提供了 H 和ATP 暗反应为光反应提供ADP Pi和NADP 且暗反应是光反应的继续 2 试分析光照 CO2浓度骤变对植物细胞内C3 C5 H ATP CH2O 合成量影响 短时间相对含量 1 光照强 弱CO2供应不变 2 光照弱 强CO2供应不变 2 试分析光照 CO2浓度骤变对植物细胞内C3 C5 H ATP C6H12O6合成量影响 3 光照不变CO2供应减少 4 光照不变CO2不足 充足 4 光照不变CO2供应不变有机物运输受阻 3 影响光合作用的因素及其相关原理在生产实践中的应用 叶龄 OA段 AB段 BC段 幼叶 随幼叶的不断生长 叶面积不断增大 叶内叶绿体不断增多 叶绿素含量不断增加 光合作用速率不断提高 壮叶 叶片的面积 叶绿体和叶绿素都处于稳定状态 光合速率也基本稳定 老叶 随着叶龄的增加 叶片内叶绿素被破坏 光合速率也随之下降 应用 农作物 果树管理后期适当摘除老叶 残叶及茎叶蔬菜及时换新叶 可降低其细胞呼吸消耗有机物 3 影响光合作用的因素及其相关原理在生产实践中的应用 单因子变量对光合作用的影响 光合作用强度表示方法1 单位时间内光合作用产生有机物 糖 的数量 即植物重量或有机物的增加量 2 单位时间内光合作用吸收C02的量 或实验容器内CO2减少量 3 单位时间内光合作用放出02的量 或实验容器内02增加量 单因子变量对光合作用的影响 光照时间 光照强度 光质 时间越长 产生的光合产物越多 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 1 光照 实验假设实验步骤实验结果实验结论 在一定范围内随光照强度的增强 光合作用强度也增强 案例 探究光照强弱对光合作用强度的影响 实验假设实验步骤 取生长旺盛的绿叶 用打孔器打出小圆片30片 将小圆形叶片置于注射器内 抽拉出小圆形叶片内的气体 重复几次 实验假设实验步骤 将气体逸出的小圆形叶片 放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用 取3只小烧杯 培养皿 分别倒入20mL富含CO2的清水 分别向3只小烧杯中各放入10片小圆形叶片 然后分别对这3个实验装置进行强 中 弱三种光照 实验假设实验步骤 观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量 实验假设实验步骤 实验结果实验结论 A中上浮叶圆片最多 其次是B C中最少 光合作用的强度受光照强度的影响 在一定光照强度范围内 随光照强度升高光合作用速率逐渐增强 光反应 光照强度 光照强度 NADPH ATP 暗反应C3还原 CH20 光照强度 A点 AB段 B点 BC段 C点 光照强度为0时只进行细胞呼吸 释放C02量代表此时的呼吸强度 随光照强度增强 光合作用逐渐增强 C02的释放量逐渐减少 因一部分用于光合作用 光补偿点 此时细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用 即光合作用速率 细胞呼吸速率 随光照强度不断增强 光合作用不断增强 光饱和点 光照强度达到一定值时 光合作用不再增强 净 光照强度 净 真正光合速率 净光合速率 呼吸速率 光反应 光照强度 光照强度 光补偿点 光饱和点 NADPH ATP 暗反应C3还原 CH20 光反应 光照强度 光照强度 阳生植物 阴生植物 光补偿点 光饱和点 NADPH ATP 暗反应C3还原 CH20 从海的不同深度采集到4种类型的浮游植物 和 测定了每种类型的光合作用 如下图所示 在最深处采集到的是哪种类型的浮游植物 光反应 光照强度 据光照强度可制定的农作物增产措施 光照强度 NADPH ATP 暗反应C3还原 CH20 过度密植减产的原因 从生理学角度看 过度密植使得植物下半部的叶片受到的光照强度过弱 小于光补偿点 使这部分叶片光合作用强度小于呼吸作用强度造成大量消耗有机物导致农作物减产 光的性质 白光 红光 蓝紫光 绿光 温室大棚塑料薄膜的颜色最好是 无色透明 绿色植物生理实验的安全灯颜色 绿色 水域植物 藻类 水深 的垂直分布 绿藻 红藻 褐藻 2 光照面积 OA段 A点 OB段 BC段 OC段 随叶面积的不断增大 光合作用实际量不断增大 光合作用面积的饱和点 随叶面积的增大 光合作用不再增强 原因是有很多叶被遮挡 光照强度在光补偿点以下 干物质量随光合作用增强而增加 随叶面积的不断增加 干物质积累量不断降低 随叶面积的不断增加 呼吸量不断增加 2 光照面积 应用 适当间苗 修剪 合理施肥 浇水 避免徒长 封行过早 使中下层叶片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 C3的生成 CO2浓度 暗反应C3还原 CH20 A B 3 CO2浓度 A点 AB段 B点 进行光合作用所需CO2的最低浓度 在一定范围内 随C02浓度的提高 植物的光合速率加快 表示C02的饱和点 CO2超过该浓度 光合速率达到最大不再提高 C3的生成 CO2浓度 暗反应C3还原 CH20 A B C3的生成 CO2浓度 暗反应C3还原 CH20 A B 思考 1 在温度适宜 CO2含量超过B点对应的浓度的条件下 如何进一步提高光合效率 2 若光照充足 温度适宜 造成B点的原因是什么 3 若再绘另一光照更弱条件下的该曲线 则图中A点向什么方向移动 3 CO2浓度 3 CO2浓度 应用 农作物增产措施 2 温室栽培 晴天适当增加CO2浓度 施有机肥 农家肥 施用NH4HCO3肥料 1 合理密植使农田通风良好 正其行 通其风 CO2发生器 4 H2O H 的生成 H2O 暗反应C3还原 CH20 NADPH的生成 含水量 1 光合作用的原料 2 植物体内各种生化反应的介质 3 影响气孔的开闭 应用 根据作物需水规律合理灌溉 预防干旱洪涝 OA段 在一定范围内 水越充足 光合作用速率越快 5 矿质元素 矿质元素 矿质元素直接或间接影响光合作用 如可促进叶片面积增大 提高酶的合成速率 作为酶的激活剂等 提高光合作用速率 应用 根据作物的需肥规律 适时 适量地增施肥料 可提高农作物产量 6 温度 酶活性 1 温度 NADPH ATP生成量 暗反应 CH20 生成量 光反应 主 次 2 温度是影响气孔开闭的因素之一 6 温度 应用 农作物增产措施 晴天 白天适当升温 晚上适当降温以保持较高的昼夜温差 连续阴雨天 白天和晚上均降温 1 适时播种 2 温室栽培 3 防止 午休 现象 多因子对光合作用速率的影响 P点 Q点 限制光合速率的因素为横坐标所表示的因子 随该因子的不断加强 光合速率不断提高 横坐标所表示的因素 不再是影响光合速率的因子 若要提高光合速率 可采取适当提高图示中的其他因子的方法 多因子对光合作用速率的影响 温室栽培时 在一定光照强度下 白天适当提高温度 增加光合酶的活性 提高光合速率 也可同时适当充加C02 进一步提高光合速率 当温度适宜时 可适当增加光照强度和C02浓度以提高光合速率 总之 可根据具体情况 通过增加光照强度 调节温度或增加CO2浓度来充分提高光合速率 以达到增产的目的 硝化细菌 化能合成作用 四 化能合成作用 硫细菌 铁细菌 硫细菌 能够氧化H2S 并把S累积在体内 若环境中缺少H2S 它们就把体内的S氧化成H2SO4 2H2S O2 2H2O S 能量2S 3O2 2H2O 2H2SO4 能量硫细菌能利用上述反应中释放的能量来合成有机物 铁细菌 是能氧化硫酸亚铁的一类细菌4FeSO4 2H2SO4 O2 2Fe2