能量之源--光與光合作用二光合作用的原理和應(yīng)用.ppt

光合作用（2）,光合作用的定義,綠色植物通過葉綠體，利用光能，把CO2和H2O轉(zhuǎn)化成儲存能量的有機物，并釋放出O2的過程。,總結(jié)光合作用的反應(yīng)式,CO2H2O （CH2O）O2,光能,葉綠體,第一組,光合作用產(chǎn)生的O2來自于H2O。,H2180,C02,H20,C18O2,第二組,1802,02,美國魯賓和卡門實驗（同位素標(biāo)記法）,結(jié)論,光合作用產(chǎn)生的有機物又是怎樣合成的？,美國卡爾文,用14C標(biāo)記14CO2，供小球藻進(jìn)行光合作用，探明了CO2中的C的去向，稱為卡爾文循環(huán)。,光合作用化學(xué)反應(yīng)式：,光合作用過程,（1）光合作用分為哪幾個階段？分類依據(jù)是什么？,（2）每個階段反應(yīng)的條件、場所、物質(zhì)變化、 能量變化如何？,光合作用的過程,光反應(yīng),暗反應(yīng),依據(jù)反應(yīng)過程是否需要光能,光反應(yīng)在白天可以進(jìn)行嗎？夜間呢？ 暗反應(yīng)在白天可以進(jìn)行嗎？夜間呢？,有光才能反應(yīng),有光、無光都能反應(yīng),光 反 應(yīng),條件：,水在光下分解,O2,H,光、酶、色素,過程：,場所：,類囊體的薄膜上,物質(zhì),能量,光能,暗 反 應(yīng),C5,固 定,2C3,場所：,條件：,過程：,葉綠體基質(zhì),酶,多種酶 參加催化,物 質(zhì),能量,ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為糖類中穩(wěn)定的化學(xué)能,還 原,色素分子,可見光,C5,2C3,ADP+Pi,ATP,2H2O,O2,4H,多種酶,酶,(CH2O),CO2,吸收,光解,能,固定,還原,酶,光反應(yīng),暗反應(yīng),光合作用總過程：,光反應(yīng)和暗反應(yīng)的比較,場所,條件,物質(zhì)變化,能量變化,光反應(yīng),暗反應(yīng),聯(lián)系,基粒片層結(jié)構(gòu)薄膜,葉綠體基質(zhì)中,光、色素、酶、水、ADP Pi,H、ATP、酶、 CO2 、C5,水的光解,ATP的生成,CO2的固定,C3的還原,光能ATP中活躍的化學(xué)能,ATP中活躍的化學(xué)能 有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能,1、光反應(yīng)為暗反應(yīng)準(zhǔn)備了還原劑H和能量ATP；,2、暗反應(yīng)為光反應(yīng)補充消耗掉的ADP和Pi。,葉綠體處不同條件下，C3、C5、H、ATP以及(CH2O)合成量的動態(tài)變化,增加 下降 減少或沒有 減少或沒有,減少 增加 增加 減少或沒有,增加 減少 增加 減少,原料和產(chǎn)物的對應(yīng)關(guān)系：,（CH2O）,C,H,O,CO2,CO2,H2O,O2,H2O,能量的轉(zhuǎn)移途徑：,碳的轉(zhuǎn)移途徑：,光能,ATP中活躍的化學(xué)能,(CH2O)中穩(wěn)定的化學(xué)能,CO2,C3,（CH2O）,光合作用原理的應(yīng)用,影響光合作用強度的因素？,CO2的濃度，光照的長短與強弱；光的成分；溫度的高低、必需礦物質(zhì)元素、水分等。,例：適當(dāng)提高CO2的濃度（溫室大棚），增加光照時間和光照強度，農(nóng)作物間距合理，選擇適當(dāng)?shù)墓庠吹取?自養(yǎng)生物：能夠直接把從外界環(huán)境攝取的無機物轉(zhuǎn)變成為自身的組成物質(zhì)，并儲存了能量的一類生物。,四、化能合成作用,能夠利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物的合成作用,例如：硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌等少數(shù)種類的細(xì)菌,光合作用與有氧呼吸的比較,影響光能利用率的因素在生產(chǎn)中的應(yīng)用：,延長光合作用時間,增加光合作用面積,光能利用率,光合作用效率,( 輪作 ),( 合理密植：間種、套種 ),1、光照強度、光質(zhì),2、CO2濃度,3、溫度,4、礦質(zhì)元素（ 合理施肥）,5、水（ 合理灌溉）,（1）單位時間內(nèi)光合作用產(chǎn)生糖的數(shù)量 （2）單位時間光合作用吸收二氧化碳的量 （3）單位時間光合作用放出的氧氣的量,對于綠色植物來說，進(jìn)行光合作用的同時，還在進(jìn)行呼吸作用。 光下測定的值為凈光合作用 實際光合作用凈光合作用呼吸作用。 （1）光合作用實際產(chǎn)氧量 = 實測的氧氣釋放量 + 呼吸作用吸耗氧量 （2）光合作用實際二氧化碳消耗量 = 實測的二氧化碳消耗量 + 呼吸作用二氧化碳釋放量 （3）光合作用葡萄糖凈生產(chǎn)量 = 光合作用實際葡萄糖生產(chǎn)量呼吸作用葡萄糖消耗量（呼吸速率可在黑暗條件下測得）,若甲曲線代表陽生植物，則乙曲線代表陰生植物。,BC段：隨光照強度不斷加強，光合作用強度不斷加強， C點為光飽和點。,A點:光照強度為0此時只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，釋放的二氧化碳量可表示此時細(xì)胞呼吸的強度。,AB段：隨光照強度增強，光合作用強度增強，二氧化碳釋放量逐漸減少，因細(xì)胞呼吸釋放二氧化碳一部分用于光合作用，細(xì)胞呼吸強度大于光合作用強度。,B點細(xì)胞呼吸釋放的二氧化碳全部用于光合作用，即光合作用強度等于細(xì)胞呼吸強度。B點稱為光補償點,(1)光照強度,(2)二氧化碳濃度,曲線分析 在一定濃度范圍內(nèi)，隨二氧化碳濃度的增加，植物的光合作用強度加強。 A點：表示進(jìn)行光合作用所需二氧化碳的最低濃度。 B點：表示二氧化碳飽和點，超過該濃度，光合強度不再增加。 應(yīng)用：對農(nóng)田里的農(nóng)作物應(yīng)合理密植，“正其行，通其風(fēng)；對溫室作物來說，應(yīng)增施農(nóng)家肥料或使用二氧化碳發(fā)生器。,B,A,光合作用強度,(3)溫度,曲線分析 光合作用是在多種酶的催化下進(jìn)行的，溫度直接影響酶的活性AB段：在一定溫度范圍內(nèi)，隨溫度的升高，光合作用逐漸增強B點表示光合作用的最適溫度，此時光合速率最高； BC段表示 ，超過了光合作用的最適溫度，隨溫度的升高，光合作用強度逐漸下降。 應(yīng)用：適時播種；溫室栽培中要保持晝夜溫差。,光合作用強度,(4)必需礦質(zhì)元素供應(yīng)對光合作用的影響 影響：礦質(zhì)元素直接或間接影響光合作用。一定范圍 內(nèi)N、P、K等礦質(zhì)元素越多，光合速率越快。N是構(gòu)成 葉綠素、酶、ATP等的元素；P是構(gòu)成ATP等的元素，參與葉綠體膜的構(gòu)成；Mg是構(gòu)成葉綠素的元素；K影響糖類的合成和運輸。 應(yīng)用：合理施肥。 (5)水對光合作用的影響 影響：水盡管是光合作用的原料和化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，但是水對光合作用的影響在多數(shù)情況下是間接影響