第四讲：光合作用与生物固氮

第二章光协作用与生物固氮第一节光协作用叶绿体色素吸收光谱图叶绿素a叶绿素b类胡萝卜素色素分布在囊状构造薄膜上叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光主要吸收蓝紫光种类颜色分布主要吸收的光光光光ACDH2ONADP+NADPHADP+PiATPO2H+eC3C5CO2〔CH2O〕光能转换成电能电能转换成活泼的化学能活泼的化学能转换成稳定的化学能光反响暗反响吸收传送光能的色素〔囊状构造薄膜上进展〕〔叶绿体基质中进展〕eee复原固定知识体系建构思索：光能在叶绿体中的转换中物量变化和能量变化反应阶段能量变化物质变化光反应暗反应光能转化成电能水在光下分解电能转换成活泼的化学能NADPH的构成ATP的构成CO2的固定CO2复原及糖类等有机物的构成活泼的化学能转换成稳定化学能光能在叶绿体中的转换--(小结)水的光解：NADPH的构成：ATP的构成：ADP+Pi+电能ATP酶NADP++2e+H+NADPH酶2H2OO2+4H++4e-光色素关注和能量转换有关的重要物质光能在叶绿体中的转换--(小结)ATP和NADPH特殊形状的叶绿素aEF例题：以下图是光能转换成电能的表示图，依图简答：〔1〕光能转换成电能，电能转换成活泼的化学能，是在叶绿体的进展的。〔2〕图中B代表的色素是。A代表的色素是。〔3〕图中C和D是。〔4〕E是，当它得到和就构成这样一部分电能转换成储存在F中。囊状构造薄膜上天线色素作用中心色素电子传送的中间物质NADP+NADPH电子[H]活泼的化学能NADPH〔5〕光能在叶绿体中的转换过程中，变成强氧化剂，是很强的复原剂。〔6〕在光的照射下，叶绿体内能构成电子流的缘由是由于少数处于特殊形状的延续不断地和的缘故。EF〔7〕在光协作用中，光能转换成电能时，电子来自___，最终传送给。二氧化碳被固定时，既要接受释放的能量，又要被_________复原。水NADP+，ADP和PiNADPH和ATPNADPHNADPH失去电子的叶绿素a叶绿素a得电子失电子C3植物：只需C3途径的植物〔水稻、小麦、马铃薯〕C3、C4植物C4植物：具有C4途径的植物〔玉米、高粱、甘蔗〕栅栏组织海绵组织C3植物和C4植物叶片构造的区别C3植物C4植物维管束维管束鞘细胞叶肉细胞C4植物光协作用过程1、C4植物和C3植物CO2固定的途径分别有几条？2、上述途径分别发生在什么细胞内？思索?小大无叶绿体含没有基粒的叶绿体无有比较项目植物种类维管束鞘细胞有无围绕着维管束的“花环”细胞大小是否有叶绿体C3植物和C4植物叶片构造特点CO2的受体CO2固定后的产物CO2固定的场所C3还原的场所ATP和NADPH的作用对象暗反应途径C3植物C4植物C3PEPC5C3C3途径C3C4途径C3途径C4C3C5叶肉细胞的叶绿体叶肉细胞的叶绿体维管束鞘细胞的叶绿体叶肉细胞的叶绿体维管束鞘细胞的叶绿体C3植物和C4植物光协作用比较1.在高温、光照剧烈、干旱的条件下适宜种植哪一种植物？2.科学家发现C4植物在进展光协作用时，叶片中只需维管束鞘细胞内出现淀粉粒，叶肉细胞中没有淀粉粒；C3植物的情况正好相反。请他解释出现这些情况的缘由。思索?C4植物C4植物有机物生成场所在维管束鞘细胞而C3植物在叶肉细胞中C3和C4植物的鉴定方法生理鉴定构造鉴定化学鉴定原理过程和条件景象和目的结论在强光照、干旱、高温下，C4植物能利用较低浓度的CO2进展光协作用，而C3植物不能①生长情况类似②一株生长正常一株枯萎死亡生长情况密闭、强光照干旱、高温C4植物有花环型的两圈细胞，其维管束鞘细胞中有叶绿体，而C3植物没有过叶脉、横切切片→制片→察看①能否有花环型的两圈细胞.②维管束鞘细胞能否有叶绿体C4植物合成淀粉的场所是维管束鞘细胞的叶绿体，而C3那么是叶肉细胞.酒精能溶解色素,淀粉遇碘变蓝.脱绿→染色→切片→制片→察看出现蓝色颗粒的部位是叶肉细胞还是维管束鞘细胞.过叶脉、横切

CO2+2H2O*光能叶绿体〔CH2O〕+O2*原料条件产物请同窗们讨论，提高光协作用效率的方法？添加CO2浓度增加水分加强光照矿质元素温度/叶面积影响光协作用的要素1、CO2浓度对光协作用的影响CO2补偿点CO2饱和点C3植物···C4植物CO2吸收量OCO2释放量思索?1、描画曲线的内涵？2、他以为空气中CO2含量最能够是哪一点？3、如何提高大田和温室中CO2的含量？CO2浓度DCAB4、在此图上，他能画出C4植物的大约曲线图吗？(mg/dm2。h)添加CO2的措施：空气中CO2含量普通占330mg/L，与植物光合所需最适浓度〔1000mg/L〕相差太远。1、合理密植，通风透光2、增施农家肥，秸秆深埋3、施放NH4HCO34、日光温室可以与养殖场的鸡舍和猪圈相连5、运用CO2发生器添加CO2可以提高光合效率，但是无限制地在全球范围内提高CO2浓度，会产生“温室效应〞CO2吸收量OCO2释放量光照强度黑暗中呼吸所放出的CO2光补偿点光饱和点净光合量总光合量阴生植物···BC阳生植物2、光照强度对光协作用的影响思索?A1、在此图上，他能画出胡椒的大约曲线图吗？01234N含量光合效率〔相对值〕321水稻叶片N含量与光合效率的关系3、矿质元素对光协作用的影响思索?1、N元素终究与光协作用有怎样的关系呢？2、水稻的高产还离不开哪些必需矿质元素？3、施加肥料时我们还应留意哪些事项呢？适时适量，加强呼吸作用和蒸腾作用

4、温度对光协作用的影响正常的光照强度下，在一定的温度范围内，提高温度会促进光协作用的进展。但提高温度也会促进呼吸作用。所以植物净光协作用的最适温度不一定就是植物体内酶的最适温度。AB从这张表中，他想到了什么？0510152025303540512151924光协作用速率Timeofday(h)C3

C4光合速率的日变化思索：C3植物中午为什么光协作用的速率下降？C4植物为什么没有此景象？4、温度对光协作用的影响5、叶面积对光协作用的影响叶面积指数与光协作用的关系多要素对光协作用的影响光协作用速率高光照强度30°C20°C10°CO光协作用速率高CO2浓度中CO2浓度低CO2浓度O高光照强度高光照中光照低光照O温度光协作用速率提高光能利用率的目的－提高农作物产量1、延伸光协作用时间：复种〔合理密植〕提高光能利用率与光协作用效率的关系提高光能利用率3、提高光协作用效率2、添加光协作用面积：合理密植光照强弱的控制CO2的供应必需矿质元素的供应1.光协作用强度2.光协作用速率3.单位面积单位时间内CO2的变化量表示方法(05高考)以下图表示某种植物光照强度与光协作用强度的关系。P点的生物学含义是()A．无光协作用，有呼吸作用B．光协作用与呼吸作用到达动态平衡C．无呼吸作用，有光协作用D．光协作用与呼吸作用都不进展B〔2004江苏〕过去人们以为作物播种密度越大，产量越高。在保证营养需求的情况下，有人对小麦是产量与播种量的关系进展了研讨，结果如以下图所示。〔1〕略有下降〔2〕植株过密，叶片接受光照缺乏；通风透气差，CO2供应缺乏〔1〕根据上图分析，当播种密度过大时小麦产量将_____.〔2〕从影响光协作用效率的要素分析，产生上述景象的原理是_______________________。〔05高考〕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：(1)叶绿体中合成ATP的能量来源是，合成的ATP用于，释放的氧气的来源是，CO2除来自大气外还来源于。(2)线粒体中合成ATP的能量来源．合成的ATP用于．吸收的氧气除来自大气外还来源于．〔3〕将提取的完好线粒体和叶绿体悬浮液，分别参与盛有丙酮酸溶液和NaHCO3溶液的两支大小一样的试管中，给予充足光照，都会产生气泡请问这两种气泡成分能否一样?请解释缘由。(4)假设将上述两支试管移入黑暗的环境中，坚持温度不变，两支试管产生气泡的量分别有什么变化?为什么?光能CO2的复原水的分解呼吸作用有机物的分解生命活动光协作用〔4〕前者根本不变，后者逐渐减少直至停顿。由于光是光协作用的必需条件，在温度恒定时，呼吸作用根本稳定。〔3〕不一样。由于丙酮酸在线粒体中进展有氧呼吸，产生了CO2，而叶绿体利用HCO3—进展光协作用产生O2；氮在植物体中的含量与作用1)、含量很小2)、是蛋白质的主要成分，占16～18％，细胞质、细胞核和酶的组成成分。3)、核酸、磷脂、叶绿素等化合物中都含有氮。

氮为根本生命元素氮素吸收的方式：1、无机态氮，即铵态氮和硝态氮化合态氮的构成：工业固氮；高能固氮；生物固氮(主要方式)2、有机态氮，如尿素等。〔主要〕什么叫做生物固氮？固氮微生物将大气中的N2复原为NH3的过程。共生固氮微生物自生固氮微生物根瘤菌→豆科植物放线菌→非豆科植物蓝藻→水生的某些植物等圆褐固氮菌等固氮微生物有哪些种类？指与一些绿色植物互利共生的固氮微生物。共生固氮微生物概念：根瘤菌举例：根瘤菌固定的氮素占自然界生物固氮总量的绝大部分小型氮肥厂原核生物根瘤菌细胞构造特点：异养需氧型根瘤菌的新陈代谢类型：1〕根瘤菌只需侵入豆科植物根内才干固氮。2〕不同的根瘤菌各自只能侵入特定种类的豆科植物。〔特异性〕根瘤菌的固氮特点：—无核仁、核膜、染色体等构造，有DNA和核糖体(有氧呼吸的场所在细胞膜)互利共生关