叶的生理功能1-光合作用

汇报人：史梅新疆农业技师培训学院教师：杨梦娇生物科技学院

植物与植物生理学知识目标1.掌握光合作用的概念和意义；2.光合作用进行的场所和过程；3.了解影响光合作用的因素及其对作物的影响能力目标教学单元六第二节植物叶生理功能（一）光合作用学习重点难点了解光合作用的影响因素和农业上的应用

光合作用知识在农业上的应用知识回顾叶片的结构表皮叶肉叶脉叶片叶肉：有栅栏组织和海绵组织的分化，都含有叶绿体。进行光合作用的主要场所我们呼吸的氧气来自哪里？植物是如何进行光合

作用制造氧气的？想一想一、光合作用的发现（一）海尔蒙特的实验：柳树栽培5年后1648年海尔蒙特的结论：水分是建造植物体的唯一原料。存在的缺陷：未考虑空气和光照对植物生长的影响。开始时5年后实验前后的差值柳树的质量2.3kg76.7kg干土的质量90.8kg90.743kg柳树增重74.475kg土壤减少0.057kgＡＢＣＤ1771年英国

普利斯特莱

实验普里斯特利的结论：绿色植物能够更新空气

实验过程：英根豪斯花了三个月的时间，用带叶的枝条实验了500多次。把带叶的枝条放到水里，发现这些叶在阳光下才能（释放气体）更新空气，在暗处并不能更新空气。光照产生气体暗处不产生气体英根豪斯实验示意图直到1785年，人们才明确绿叶在光下放出的气体是O2，吸收的CO2

。1779年

荷兰英根豪斯实验人工定量配制的空气一周后：O2增多,CO2减少,植物体增重。且植物制造的有机物和释放出的氧的总量，远远超过它们所吸收的二氧化碳的量。结论：CO2和H2O是植物体有机物的来源。1804年法国索绪尔的实验1864年德国萨克斯的实验植物黑暗处理遮光曝光碘蒸汽处理一半遮光一半曝光遮光部分曝光部分变蓝淀粉遇碘变蓝结论：绿色叶片在光合作

用中产生了淀粉1941年鲁宾和卡门

用同位素标记法有力证明了光合作用释放的氧气来自水。1880年恩吉尔曼证明：氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。二、光合作用的概念及意义（一）概念：

绿色植物通过叶绿体吸收利用光能，将二氧化碳和水合成有机物并释放氧气的过程。6CO2+6H2OC6H12O6+6O2光能叶绿体（二）光合作用的意义（1）食物和工业原料来源植物通过光合作用制造了自然界生物所需的几乎所有的有机物，也是人类生活的必需品和重要的工业原料，如粮、棉、油、菜、果、茶、药，以及橡胶、木材等。绿色植物通过光合作用将无机物转变为有机物的同时，将吸收的光能转变为化学能贮藏在有机物中。化学能不仅是植物自身以及其它所有异养生物生命活动的能源，也是我们人类生产活动的重要能量来源。（2）能量来源在地球上，生物呼吸和燃烧大气层中的氧气只够用3000年，绿色植物通过光合作用产生氧气，将大气中的氧气含量保持在21%左右，维持了大气中氧气和二氧化碳浓度的相对平衡，对环境保护起到重要作用。（3）维持大气平衡（氧气来源）三、光合作用进行的场所和过程（一）场所：光合作用在叶绿体中进行，每个叶肉细胞约有20-200个叶绿体。叶绿体组成：被膜、基质、类囊体等.叶绿体中类囊体膜上分布着与光合作用有关的各种色素，增大了接受光的面积。叶绿素类胡萝卜素叶绿素b叶黄素(蓝绿色）（黄绿色）（橙黄色）（黄色）（含量占3/4）（含量占1/4）叶绿体中的色素：叶绿素和类胡萝卜素色素功能：吸收传递转化光能,用于光合作用.胡萝卜素叶绿素a(色素)叶片的颜色在绿色植物叶片中，叶绿素的含量通常是类胡萝卜素含量的4倍，叶绿素吸收绿光最少，反射出了绿光，因此叶片总是呈现绿色。当叶片衰老或环境条件不良时（如干旱、高温、寒冷等），叶绿素比类胡萝卜素更容易被破坏，其含量降低，叶片由此显现出类胡萝卜素的颜色。无论是晴天还是阴天，绿色植物都能（通过叶绿素）利用太阳光进行光合作用。所有吸收的光能，最后都要传递给叶绿素a才能用于光合作用。（二）光合作用过程：光反应和暗反应两个阶段光反应阶段:

1.

水的光解

2.

ATP的合成光能

→

ATP中活跃的化学能酶暗反应阶段：1.

二氧化碳固定2.

碳三化合物被还原ATP中活跃化学能→有机物中稳定化学能光反应是暗反应的基础，光反应阶段为暗反应阶段提供能量（ATP）和还原剂[H]；暗反应阶段产生的ADP和Pi为光反应阶段合成ATP提供原料。叶绿体中的色素光能H2O〔H〕O2直接释放到空气中为第二阶段提供还原剂为第二阶段提供能量

光反应阶段:（类囊体膜）水在光下分解ADP+PiATP酶2.ATP的合成1.水的光解

光能

→

ATP中活跃的化学能

酶光反应阶段产物为氢、氧、ATP多种酶参加催化

2C3

CO2C5还原固定（CH2O）

暗反应阶段

（细胞质基质）

供氢酶〔H〕ATP供能酶固定固定光反应阶段1.

二氧化碳的固定

2.

三碳化合物被还原ADP+PiATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能光反应阶段与暗反应阶段的比较项目光反应阶段暗反应阶段场所条件物质变化能量变化基粒(囊状结构的薄膜上)叶绿体基质中需光,色素，酶和水ATP，[H]，CO2和多种酶2H2O光4[H]+O2CO2的固定：CO2+C5

2C3C3的还原：2C3（CH2O）

[H]，ATP酶光能转变为活泼的化学能，储存在ATP中光ADP+PiATP酶ATP中活泼的化学能转化为糖类等有机物中稳定的化学能C5原料和产物的对应关系：（CH2O）CHOCO2CO2H2OO2H2O能量的转移途径：碳的转移途径：光能ATP中活跃的化学能(CH2O)中稳定的化学能CO2C3（CH2O）四、影响光合作用的因素（一）外界因素光照强度、温度、CO2浓度、矿质元素、水分等。酶的种类数量、叶绿素含量、叶片含水量、叶的发育阶段等。（二）内部因素光合速率：也叫光合作用的强度，一定量的植物（如一定量的叶面积）在单位时间内进行光合作用释放O2或消耗CO2的量来表示。1、光照强度（主要影响光反应）CO2吸收量CO2释放量光照强度在黑暗中呼吸所释放出的CO2量光补偿点光饱和点ABCA点处光照强度=0，不进行光合作用，只进行呼吸作用B点处CO2吸收量=CO2释放量，也就是CO2的净含量为0，此时的光照强度为光补偿点。C点处所对应的光照强度为光饱和点，因此即使光照强度再增加，光合作用强度也增加很少2、温度（主要影响暗反应）：通过影响酶的活性来影响光合作用最低温度最适温度ABC光合作用强度温度最高温度温度三基点：是作物生命活动过程的最适温度，

最低温度和最高温度的总称3、CO2浓度（影响暗反应）光合作用的强度CO2浓度ABC在一定范围内，随着CO2浓度增加，光合作用强度也增加，如图中A、B之间范围内。如果CO2浓度继续升高，光合作用不但不会增加，反而下降，甚至引起植物CO2中毒，影响植物正常的生长发育。例如图中B、C之间。A点：植物能够进行光合作用积累有机物质的最低CO2浓度称为CO2补偿点。B点：当CO2浓度继续增加时，光合作用强度不再增加或增加很少，此时的CO2浓度称为CO2的饱和点。4、矿质元素N:膜结构、ATP、叶绿素、酶和蛋白质的组成元素；（DNA、RNA的组成元素）P:膜结构、ATP、NADP、（DNA、RNA的组成元素）Mg、Fe：叶绿素的组成成分及其合成酶的活化剂5、水分光合作用的原料蒸腾作用，影响气孔开闭，从而影响CO2的吸收光合效率时间3610131418夏日某晴朗一天植物光合作用日变化曲线四.化能合成作用自养生物

以光为能源，以CO2和H2O（无机物）为原料合成糖类（有机物），糖类中储存着由光能转换来的能量。例如绿色植物。异养生物

只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。例如人、动物、真菌及大多数的细菌。化能合成作用

利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。少数的细菌，如硝化细菌。光能自养生物化能自养生物所需的能量来源不同（光能、化学能）五、光合作用对作物的影响如何提高农作物的光合作用效率？光合作用效率？=有机物中的能量吸收的光能（1）从光合作用的原料看：①增加作物周围二氧化碳浓度（措施）。②合理灌溉，增加植物体内水分来增加光合作用的原料。（2）从光合作用的条件看：①增加光照，控制光照强弱（阳生植物和阴生植物）。②增加矿质元素的供应。③控制温度，大棚作物白天可适当升高温度，

夜晚适当降低温度。例：合理密植是提高农作物产量的重要措施，分析农民这样做的原因。

密植要合理，不能太稀，也不能太密。

太稀，群体内每个个体虽能得到较好发展，但单位面积上光能利用不充分，故单位面积产量不高。

太密，叶片过多，互相遮蔽，下层叶片受光少；另外密度过大通风不良，株间温度高，湿度大，易发生病害。

所以密植要合理，才能充分利用阳光，提高光能利用率，以达到提高单位面积产量的目的。轮作：延长光合作用时间间种：增加光合作用面积合理利用光能想一想:根据光合作用的原理回答分析下列增产措施依据：1.华北平原冬小麦—夏玉米轮作2.秸杆焚烧还田3.麦—棉—辣椒—玉米立体组合种植4.农田保持良好通风合理利用土质资源延长光合作用时间秸秆中含有大量新鲜有机物料，在归还于农田之后，经过一段时间的腐解作用，就可转化成有机质和速效养分。增加光合作用面积提高光利用率如温室栽培植物时，保持通风，适当提高室内CO2浓度，如释放一定量的干冰或多施有机肥，使植物吸收CO2增多，提高光合速率。想一想:根据光合作用的原理回答5.大棚生小火炉6.果园中套种其他农作物7.地膜覆盖8.温室作物使用农家肥温度、CO2(白天）提高光利用率保水、保温无机盐、

CO2、温度1.叶绿体中的色素所吸收的光能，用于_______和____________;形成的________和__________提供给暗反应。2.光合作用的实质是：把______和_______转变为有机物，把_______转变成_______,贮藏在有机物中。3.在光合作用中，葡萄糖是在________中形成的，氧气是在_________中形成的，ATP是在_______中形成的，CO2是在_______固定的。水的光解形成ATP[H]ATPCO2H2O光能化学能暗反应光反应光反应暗反应练一练1.在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉的是（）