第四讲：光合作用与生物固氮

1、类胡萝卜素类胡萝卜素光光光光光光ACDH2ONADP+NADPHADP+PiATPO2H+eC3C5CO2（CH2O）光能转换光能转换成电能成电能电能转换成活电能转换成活跃的化学能跃的化学能活跃的化学能转换活跃的化学能转换成稳定的化学能成稳定的化学能光反应光反应暗反应暗反应吸收传递光吸收传递光能的色素能的色素（囊状结构薄膜上进行）（囊状结构薄膜上进行）（叶绿体基质中进行）（叶绿体基质中进行）eee还原还原固定固定知识体知识体系建构系建构ATP 和和 NADPHE EF F例题：例题：下图是光能转换成电能的示意图，依图简答：下图是光能转换成电能的示意图，依图简答： （1 1）光能转换成电能，电能

2、转换成活跃的化学能，是在叶）光能转换成电能，电能转换成活跃的化学能，是在叶绿绿体的体的 进进行的。行的。 （2 2）图中）图中B B代表的色素是代表的色素是 。 A A代表的色素是代表的色素是 。 （3 3）图中）图中C C和和D D是是 。 （4 4）E E是是 ，当它得，当它得 到到 和和 就就 形成形成 这这样一部分电能样一部分电能 转换成转换成 储存在储存在 F F 中中。囊状结构薄膜上囊状结构薄膜上天线色素天线色素作用中心色素作用中心色素电子传递的中间物质电子传递的中间物质+电子电子H活跃的化学能活跃的化学能（5 5）光能在叶绿体中的转换过程中，）光能在叶绿体中的转换过程中， 变变成

3、强氧化剂，成强氧化剂， 是很强的还原剂。是很强的还原剂。（6 6）在光的照射下，叶绿体内能形成电子流的原因是）在光的照射下，叶绿体内能形成电子流的原因是由于少数处于特殊状态的由于少数处于特殊状态的 连续不断连续不断地地 和和 的缘故。的缘故。E EF F（7 7）在光合作用中，光能转换成电能时，电子来自）在光合作用中，光能转换成电能时，电子来自_， 最终传递给最终传递给 。 二氧化碳被固定时，既要接二氧化碳被固定时，既要接 受受 释放的能量，释放的能量， 又要被又要被_还原。还原。失去电子的叶绿素失去电子的叶绿素a叶绿素叶绿素a得电子得电子失电子失电子 C C3 3植物：植物：只有只有C C3

4、 3途径的植物（水稻、小麦、马铃薯）途径的植物（水稻、小麦、马铃薯）C3 、C4植物植物C C4 4植物：植物：具有具有C C4 4途径的植物（玉米、高粱、甘蔗）途径的植物（玉米、高粱、甘蔗）栅栏组织栅栏组织海绵组织海绵组织途径途径途径途径途径途径1.1.在高温、光照强烈、干旱的条件下适合种在高温、光照强烈、干旱的条件下适合种植哪一种植物？植哪一种植物？2.2.科学家发现科学家发现C C4 4植物在进行光合作用时，叶植物在进行光合作用时，叶片中只有维管束鞘细胞内出现淀粉粒片中只有维管束鞘细胞内出现淀粉粒，叶，叶肉肉细胞中没有淀粉粒；细胞中没有淀粉粒； C C3 3植物植物的情的情况正好相况正好

5、相反。请你解释出现这些反。请你解释出现这些情况情况的原因。的原因。C4植物植物C4植物有机物生成场所在维管束鞘植物有机物生成场所在维管束鞘细胞而细胞而C3植物在叶肉细胞中植物在叶肉细胞中甲乙密闭、强光照密闭、强光照干旱、高温干旱、高温 CO2 + 2H2O* 光能光能叶绿体叶绿体（CH2O） + O2*请同学们讨论，请同学们讨论，提高光合作用效提高光合作用效率的方法？率的方法？浓度对光合作用的影响浓度对光合作用的影响C3O ODCAB(mg/dm2。h)增加增加COCO2 2的措施：的措施： 1 1、合理密植，通风透光、合理密植，通风透光2 2、增施农家肥，秸秆深埋、增施农家肥，秸秆深埋3 3

6、、施放、施放NHNH4 4HCOHCO3 34 4、日光温室可以与养殖场的鸡舍和猪圈相连、日光温室可以与养殖场的鸡舍和猪圈相连5 5、使用、使用COCO2 2发生器发生器 O OB BC CA1、在此图上，你能画出胡椒的大概曲线图吗？在此图上，你能画出胡椒的大概曲线图吗？0 1 2 3 4N含量含量 光合效率光合效率（相对值）（相对值） 3 2 1水稻叶片水稻叶片N N含量与光合效率的关系含量与光合效率的关系适时适量，增强呼适时适量，增强呼吸作用和蒸腾作用吸作用和蒸腾作用 正常的光照强度下，在一定的温度范围内，提高正常的光照强度下，在一定的温度范围内，提高温度会促进光合作用的进行。但提高温度也

7、会促进呼温度会促进光合作用的进行。但提高温度也会促进呼吸作用。所以植物净光合作用的最适温度不一定就是吸作用。所以植物净光合作用的最适温度不一定就是植物体内酶的最适温度。植物体内酶的最适温度。 A B0 05 510101515202025253030353540405 51212151519192424光合作用速率光合作用速率Time of day (h)C3 C4光合速率的日变化光合速率的日变化思考：思考：C3植植物中午为什物中午为什么光合作用么光合作用的速率下降？的速率下降？C4植物为什植物为什么没有此现么没有此现象？象？叶面积指数与光合作用的关系叶面积指数与光合作用的关系光合作光合作用用

8、速率速率高光照强度高光照强度30 C20 C10 CO光光合合作作用用速速率率高高COCO2 2浓度浓度中中COCO2 2浓度浓度低低COCO2 2浓度浓度O高光照强度高光照强度高光照高光照中光照中光照低光照低光照O温度温度光合作光合作用速率用速率提高光能利用率的目的提高光能利用率的目的 提高农作物产量提高农作物产量1、延长光合作用时间：延长光合作用时间：复种复种（合理密植）（合理密植）3、提高、提高光合作光合作用效率用效率2、增加光合作用面积：增加光合作用面积：合理密植合理密植光照强弱的控制光照强弱的控制CO2的供应的供应必需矿质元素的供应必需矿质元素的供应下图表示某种植物光照强度与光合作用

9、强度下图表示某种植物光照强度与光合作用强度的关系。的关系。P点的生物学含义是点的生物学含义是 ( )A无光合作用，有呼吸作用无光合作用，有呼吸作用B光合作用与呼吸作用光合作用与呼吸作用达到动态平衡达到动态平衡C无呼吸作用，有光合作用无呼吸作用，有光合作用D光合作用与呼吸作用都不进行光合作用与呼吸作用都不进行B（2004江苏）江苏）过去人们以为作物播种密度越大，产量过去人们以为作物播种密度越大，产量越高。在保证营养需要的情况下，有人对小麦是产量与越高。在保证营养需要的情况下，有人对小麦是产量与播种量的关系进行了研究，结果如下图所示。播种量的关系进行了研究，结果如下图所示。（1）略有下降（）略有下

10、降（2） 植株过密，叶片接受光照不足；通植株过密，叶片接受光照不足；通风透气差，风透气差，CO2供应不足供应不足（1）根据上图分析，当播种密度过大时小麦产量将）根据上图分析，当播种密度过大时小麦产量将_. （2）从影响光合作用效率的因素分析，产生上述现象的）从影响光合作用效率的因素分析，产生上述现象的原理是原理是_ 。在高等植物细胞中，线粒体和叶绿体是能量转换在高等植物细胞中，线粒体和叶绿体是能量转换的重要细胞器，请回答以下问题：的重要细胞器，请回答以下问题： (1)叶绿体中合成叶绿体中合成ATP的能量来源是的能量来源是 ，合成的，合成的ATP用于用于 ，释放的氧气的来源是，释放的氧气的来源是

11、 ，CO2除除来自大气外还来源于来自大气外还来源于 。 (2)线粒体中合成线粒体中合成ATP的能量来源的能量来源 合成的合成的ATP用于用于 吸收的氧气除来自大气外还来源吸收的氧气除来自大气外还来源于于 （3）将提取的完整线粒体和叶绿体悬浮液，分别加入盛有）将提取的完整线粒体和叶绿体悬浮液，分别加入盛有丙酮酸溶液和丙酮酸溶液和NaHCO3溶液的两支大小相同的试管中，给予溶液的两支大小相同的试管中，给予充足光照，都会产生气泡请问这两种气泡成分是否一样充足光照，都会产生气泡请问这两种气泡成分是否一样?请请解释原因。解释原因。 (4)假如将上述两支试管移入黑暗的环境中，保持温度不变假如将上述两支试管移入黑暗的环境中，保持温度不变，两支试管产生气泡的量分别有什么变化，两支试管产生气泡的量分别有什么变化?为什么为什么?水的分解水的分解光合作用光合作用1)、含量很小、含量很小2)、是、是蛋白质蛋白质的主要成分，占的主要成分，占1618， 细胞质、细胞核细胞质、细胞核和和酶酶的组成成分。的组成成分。3)、核酸、磷脂、叶绿素核酸、磷脂、叶绿素等化合物中都含有等化合物中都含有氮。氮。 氮为氮为基本生命元素基本生命元素1 1、无机态氮，即、无机态氮，即铵态氮铵态氮和和硝态氮硝态氮 工业固氮；工业固氮； 高能固氮；高能固氮； 生物固氮生物固氮( (