生物542光合作用的原理和应用-新人教版必修1ppt课件

1、（三光合作用的原理和应用（三光合作用的原理和应用 1.1.光合作用的过程光合作用的过程过程过程光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段CO2+C52C3酶酶2C3(CH2O)+C5酶酶2C3CO2固固 定定C5多种酶多种酶催化催化(CH2O)还还 原原1 12 2O2O2ATP酶酶ADP+PiADP+Pi叶绿体中的叶绿体中的色素分子色素分子光能光能H2OH2O水在光下分解水在光下分解供能供能酶酶NADPHNADPHNADP+NADP+供能供能供氢供氢2H2O 光解光解4e+4H+O2ADP+Pi+电能电能酶酶ATP酶酶NADP+2e+H+NADPHATPADP+PiNADPHNADP+基粒基粒

2、基质基质（2 2光合作用总反应式光合作用总反应式（3 3光反应、暗反应的关系光反应、暗反应的关系光反应光反应暗反应暗反应条条 件件场场 所所物质变化物质变化能量变化能量变化产产 物物原原 料料速速 度度联联 系系 光、色素、酶光、色素、酶 HH、ATPATP、多种酶、多种酶基粒类囊体的薄膜）基粒类囊体的薄膜） 基基 质质1. 1. 水的光解水的光解 1. CO21. CO2的固定的固定2. H2. H、ATPATP的合成的合成 2. C32. C3化合物的还原化合物的还原 3. ATP3. ATP水解水解光能光能 ATP ATP中活跃中活跃 ATPATP中活跃的化学能中活跃的化学能的化学能的化

3、学能 有机物中稳定的化学能有机物中稳定的化学能 ATP、H、O2 （CH2O）、）、ADP、Pi等等H2O CO2快，以微秒计。快，以微秒计。 较缓慢。较缓慢。光反应为暗反应提供了光反应为暗反应提供了HH和和ATPATP，暗反应为光反应，暗反应为光反应提供提供ADPADP、PiPi和和NADP+NADP+，且暗反应是光反应的继续。，且暗反应是光反应的继续。2 2、试分析光照、试分析光照、CO2CO2浓度骤变对植物细胞内浓度骤变对植物细胞内 C3C3、C5C5、HH、ATPATP、（、（CH2OCH2O合成量影合成量影响响 短时间短时间 相对含量相对含量（1 1光照强光照强弱弱 CO2CO2供应

4、不变供应不变（2 2光照弱光照弱强强 CO2CO2供应不变供应不变2 2、试分析光照、试分析光照、CO2CO2浓度骤变对植物细胞内浓度骤变对植物细胞内 C3C3、C5C5、HH、ATPATP、C6H12O6C6H12O6合成量影响合成量影响 （3 3光照不变光照不变 CO2CO2供应减少供应减少（4 4光照不变光照不变 CO2CO2不足不足充足充足（4 4光照不变光照不变 CO2CO2供应不变供应不变 有机物运输受阻有机物运输受阻3 3影响光合作用的因素及其影响光合作用的因素及其相关原理在生产实践中的应用相关原理在生产实践中的应用 叶龄叶龄 OAOA段：段：ABAB段：段：BCBC段：段：幼叶

5、，随幼叶的不断生幼叶，随幼叶的不断生长，叶面积不断增大，长，叶面积不断增大，叶内叶绿体不断增多，叶内叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，叶绿素含量不断增加，光合作用速率不断提高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。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。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、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，可降低其细胞残叶及茎叶蔬菜及时换

6、新叶，可降低其细胞呼吸消耗有机物。呼吸消耗有机物。 3 3影响光合作用的因素及其影响光合作用的因素及其相关原理在生产实践中的应用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单因子变量对光合作用的影响 光合作用强度表示方法光合作用强度表示方法1 1、单位时间内光合作用产生有机物糖的、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）。数量即植物重量或有机物的增加量）。2 2、单位时间内光合作用吸收、单位时间内光合作用吸收C02C02的量的量( (或实验或实验 容器内容器内CO2CO2减少量减少量) )。3 3、单位时间内光合作用放出、单位时间内光合作用放出0202的量的

7、量( (或实验或实验容容 器内器内0202增加量增加量) )。单因子变量对光合作用的影响单因子变量对光合作用的影响 光照时间：光照时间：光照强度：光照强度： 光质：光质：时间越长，产生的光合产物越多时间越长，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。光照强度可提高光合作用速率。11光照光照实验假设实验假设实验步骤实验步骤实验结果实验结果实验结论实验结论在一定范围内随光照强度的增强，在一定范围内随光照强度的增强，光合作用强度也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案例：探究光照强弱对光合作用强度的影响实验假设实验假设实

8、验步骤实验步骤取生长旺盛的绿叶，用打孔器取生长旺盛的绿叶，用打孔器 打出小圆片打出小圆片3030片。片。将小圆形叶片置于注射器内，将小圆形叶片置于注射器内， 抽拉出小圆形叶片内的气体，抽拉出小圆形叶片内的气体， 重复几次。重复几次。叶叶圆圆片片实验假设实验假设实验步骤实验步骤将气体逸出的小圆形叶片，放入黑暗处盛有清水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。的烧杯中待用。取取3 3只小烧杯只小烧杯( (培养皿培养皿) )，分别倒入，分别倒入20mL20mL富含富含CO2CO2的的清水。清水。分别向分别向3 3只小烧杯中各放入只小烧杯中各放入1010片小圆形叶片，然后片小圆形叶片，

9、然后分别对这分别对这3 3个实验装置进行强、中、弱三种光照。个实验装置进行强、中、弱三种光照。实验假设实验假设实验步骤实验步骤30cm30cm60cm60cm90cm90cm观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶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。片浮起的数量。实验假设实验假设实验步骤实验步骤30cm30cm60cm60cm90cm90cm实验结果实验结果实验结论实验结论A A中上浮叶圆片最多，其次是中上浮叶圆片最多，其次是B B，C C中最少。中最少。光合作用的强度受光照强度的影响，在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，随光照强度升高一定光照强度范围

10、内，随光照强度升高光合作用速率逐渐增强。光合作用速率逐渐增强。光反应光反应光照强度光照强度光照强度光照强度光合速率光合速率0 0光强光强光强光强CO2CO2吸收吸收CO2CO2释放释放A A0 0B BC CNADPHNADPH、ATPATP暗反应暗反应 C3C3还原还原（CH20CH20）光照强度光照强度A A点：点：ABAB段：段：B B点：点：BCBC段：段：C C点：点：光照强度为光照强度为0 0时只进行时只进行细胞呼吸，释放细胞呼吸，释放C02C02量量代表此时的呼吸强度代表此时的呼吸强度 随光照强度增强，光随光照强度增强，光合作用逐渐增强，合作用逐渐增强，C02C02的释放量逐渐减

11、少的释放量逐渐减少, ,因因一部分用于光合作用一部分用于光合作用 光补偿点光补偿点, ,此时细胞呼吸释放的此时细胞呼吸释放的CO2CO2全部用于全部用于光合作用，即光合作用速率光合作用，即光合作用速率= =细胞呼吸速率细胞呼吸速率 随光照强度不断增强，光合作用不断增强随光照强度不断增强，光合作用不断增强 光饱和点光饱和点, ,光照强度达到一定值时，光合作用光照强度达到一定值时，光合作用不再增强不再增强 净净光照强度光照强度净净真正光合速率净光合速率真正光合速率净光合速率+ +呼吸速率呼吸速率 光反应光反应光照强度光照强度光照强度光照强度光合速率光合速率0 0光强光强光强光强CO2CO2吸收吸收

12、CO2CO2释放释放A A0 0B BC C光补偿点光补偿点光饱和点光饱和点NADPHNADPH、ATPATP暗反应暗反应 C3C3还原还原（CH20CH20）光反应光反应光照强度光照强度光照强度光照强度光合速率光合速率0 0光强光强光强光强CO2CO2吸收吸收CO2CO2释放释放A A0 0B BC C阳生植物阳生植物阴生植物阴生植物光补偿点光补偿点光饱和点光饱和点NADPHNADPH、ATPATP暗反应暗反应 C3C3还原还原（CH20CH20）从海的不同深度采集到从海的不同深度采集到4 4种类型的浮游植物种类型的浮游植物（、和和），测定了每种类型的光），测定了每种类型的光合作用，如下图所

13、示。在最深处采集到的是合作用，如下图所示。在最深处采集到的是哪种类型的浮游植物？哪种类型的浮游植物？ 光照强度光照强度光合速率光合速率光反应光反应光照强度光照强度据光照强度可制定据光照强度可制定的农作物增产措施的农作物增产措施光照强度光照强度NADPHNADPH、ATPATP暗反应暗反应 C3C3还原还原（CH20CH20）(1)(1)白天：适当增强光照白天：适当增强光照(2)(2)阴雨天：适当补光阴雨天：适当补光(5)(5)种植时：种植时： 合理密植合理密植(4)(4)间作套种时农作物的种类间作套种时农作物的种类 搭配，林带树种的配置搭配，林带树种的配置 (3)(3)冬季温室栽培避免高温冬季

14、温室栽培避免高温 过度密植减产的原因过度密植减产的原因从生理学角度看：从生理学角度看：过度密植使得植物下半部的叶片受到的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。度造成大量消耗有机物导致农作物减产。光的性质光的性质白光白光 红光、蓝紫光红光、蓝紫光 绿光绿光温室大棚塑料薄膜的颜色最好是：温室大棚塑料薄膜的颜色最好是：无色透明无色透明绿色植物生理实验的安全灯颜色：绿色植物生理实验的安全灯颜色： 绿色绿色水域植物藻类水域植物藻类水深的垂直分

15、布：水深的垂直分布：绿藻绿藻红藻红藻褐藻褐藻22光照面积光照面积 OAOA段：段：A A点：点：OBOB段：段：BCBC段：段：OCOC段：段：随叶面积的不断增大，随叶面积的不断增大，光合作用实际量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光合作用面积的饱和点 随叶面积的增大，光合随叶面积的增大，光合作用不再增强，原因是有作用不再增强，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，干物质积累量不断降低 随叶面积的不断增加，呼吸量不断

16、增加随叶面积的不断增加，呼吸量不断增加 22光照面积光照面积 应用：适当间苗、修剪，应用：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免合理施肥、浇水，避免徒长。封行过早，使中徒长。封行过早，使中下层叶片所受的光照往下层叶片所受的光照往往在光补偿点以下，白往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不白消耗有机物，造成不必要的浪费。必要的浪费。 C3C3的生成的生成CO2CO2浓度浓度暗反应暗反应C3C3还原还原（CH20CH20）光合速率光合速率0 0CO2CO2浓度浓度A AB B3CO23CO2浓度浓度A A点：点：ABAB段：段：B B点：点：进行光合作用所需进行光合作用所需CO2CO2的最低浓度的最

17、低浓度 在一定范围内，随在一定范围内，随C02C02浓度的提高，植物的浓度的提高，植物的光合速率加快光合速率加快 表示表示C02C02的饱和点，的饱和点，CO2CO2超过该浓度，光合速率超过该浓度，光合速率达到最大不再提高。达到最大不再提高。 C3C3的生成的生成CO2CO2浓度浓度暗反应暗反应C3C3还原还原（CH20CH20）光合速率光合速率0 0CO2CO2浓度浓度A AB BCO2CO2饱和点饱和点CO2CO2补偿点？补偿点？C3C3的生成的生成CO2CO2浓度浓度暗反应暗反应C3C3还原还原（CH20CH20）光合速率光合速率0 0CO2CO2浓度浓度A AB B考虑：考虑：1 1、

18、在温度适宜、在温度适宜、CO2CO2含量超过含量超过B B点对应的浓度的条件下，如何进点对应的浓度的条件下，如何进一步提高光合效率？一步提高光合效率？2 2、若光照充足、温度适宜，造、若光照充足、温度适宜，造成成B B点的原因是什么？点的原因是什么？3 3、若再绘另一光照更弱条件下、若再绘另一光照更弱条件下的该曲线，则图中的该曲线，则图中A A点向什么方点向什么方向移动。向移动。3CO23CO2浓度浓度3CO2浓度浓度应用：农作物增产措施应用：农作物增产措施（2 2温室栽培，晴天适当增加温室栽培，晴天适当增加 CO2CO2浓度浓度施有机肥农家肥）施有机肥农家肥）施用施用NH4HCO3NH4HC

19、O3肥料肥料（1 1合理密植使农田通风良好合理密植使农田通风良好 “ “正其行，通其风正其行，通其风” ” 光合速率光合速率0 0CO2CO2浓度浓度A AB BCO2CO2发生器发生器 4 H2OH+H+的生成的生成H2OH2O暗反应暗反应C3C3还原还原（CH20CH20）NADPHNADPH的生成的生成 含水量含水量1 1、光合作用的原料；、光合作用的原料；2 2、植物体内各种生化、植物体内各种生化 反应的介质；反应的介质；3 3、影响气孔的开闭。、影响气孔的开闭。应用：根据作物需水规律合理灌溉；应用：根据作物需水规律合理灌溉； 预防干旱洪涝预防干旱洪涝OAOA段：在一定范围内，水段：在

20、一定范围内，水越充足，光合作用速率越快越充足，光合作用速率越快 5 5 矿质元素矿质元素 矿质元素矿质元素矿质元素直接或间接矿质元素直接或间接影响光合作用。如可影响光合作用。如可促进叶片面积增大，促进叶片面积增大，提高酶的合成速率，提高酶的合成速率，作为酶的激活剂等，作为酶的激活剂等，提高光合作用速率。提高光合作用速率。 应用：根据作物的需肥规律，适时、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。适量地增施肥料，可提高农作物产量。 66温度温度酶活性酶活性1 1、温度、温度NADPHNADPH、ATPATP生成量生成量暗反应暗反应（CH20CH20生成量生成量光反应光反应

21、主主次次2 2、温度是影响气孔开闭的因素之一、温度是影响气孔开闭的因素之一66温度温度应用：农作物增产措应用：农作物增产措施施晴天：白天适当升温，晚上适当晴天：白天适当升温，晚上适当 降温以保持较高的昼夜温差降温以保持较高的昼夜温差连续阴雨天：白天和晚上均降温连续阴雨天：白天和晚上均降温1 1、适时播种；、适时播种；2 2、温室栽培：、温室栽培：3 3、防止、防止“午休现象午休现象多因子对光合作用速率的影响多因子对光合作用速率的影响P P点：点：Q Q点：点：限制光合速率的因素为横坐标所表示的因子，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，光合速率不断提高随该因子的不断加强，

22、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示中的其他因子的方法 多因子对光合作用速率的影响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，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，也可同时适当充加增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当充加C02C02，进一步提高光合速率。当温度适宜时，可适当增，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加光照强度和C02C02浓度以提高光合速率。总之，可根据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，调节温度或增加具体情况，通过增加光照强度，调节温度或增加CO2CO2浓浓度来充分提高光合速率，以达到增产的目的度来充分提高光合速率，以达到增产的目的 硝化细菌硝化细菌2NH3+3O22NH3+3O22HNO2+2H2O+2HNO2+2