湖南长沙高中生物5.4光合作用的原理和应用必修1.ppt

第4节能量之源 光与光合作用 二光合作用的原理和应用 一 光合作用的概念 H20 CO2 O2 糖类 CH20 等有机物 是能源物质 光 叶绿体 不足 没有考虑到空气对光合作用的影响 五年后 柳树增重74 47kg土壤减少0 06kg 植物增重主要来自水分 二 光合作用的探究历程 1 17世纪40年代 赫尔蒙特 荷兰 2 1771年 英国的科学家普利斯特利实验 一段时间后 一段时间后 2 1771年 英国的科学家普利斯特利实验 结论 绿色植物可以更新空气 3 1779年 荷兰科学家英格豪斯做了500多次植物更新空气的实验 1 只有在光下植物才能更新空气 2 植物体只有绿叶才能更新空气 结论 直到1785年 由于发现了空气的组成 人们才明确 在光下放出的是氧气 吸收的是二氧化碳 分析 结论 A装置内存在CO2B装置中没有CO2存在 CO2是光合作用的原料之一 二 光合作用的探究历程 4 1845年 德国科学家梅耶 据能量转化与守恒定律明确指出 植物进行光合作用时 将光能转化成化学能储存起来 5 1864年 德国植物学家萨克斯实验 天竺葵 一半曝光 一半遮光 5 1864年 德国植物学家萨克斯实验 一半曝光 一半遮光 在暗处放置几小的叶片 碘蒸气 6 1939年 美国科学家鲁宾和卡门 同位素标记法 什么是同位素 同位素标记法 具有相同质子数 不同中子数的原子 互称同位素 由于核的不稳定性 同位素往往具有放射性 释疑解惑 6 1939年 美国科学家鲁宾和卡门 同位素标记法 7 20世纪40年代 美国科学家卡尔文 碳的同位素14C CO2 14CO2 有机物 卡尔文循环 二氧化碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径 三 光合作用的过程 1 反应式 CO2 H2O CH2O O2 光能 叶绿体 三 光合作用的过程 2 过程 色素分子 可见光 吸收 三 光合作用的过程 2 过程 色素分子 可见光 2H2O O2 H 吸收 光解 三 光合作用的过程 2 过程 色素分子 可见光 ADP Pi ATP 2H2O O2 H 酶 吸收 光解 三 光合作用的过程 2 过程 色素分子 可见光 ADP Pi ATP 2H2O O2 H 酶 吸收 光解 光反应 三 光合作用的过程 2 过程 色素分子 可见光 C5 2C3 ADP Pi ATP 2H2O O2 H 多种酶 酶 CO2 吸收 光解 固定 光反应 三 光合作用的过程 2 过程 色素分子 可见光 C5 2C3 ADP Pi ATP 2H2O O2 H 多种酶 酶 CO2 吸收 光解 能量 固定 还原 CH2O 光反应 三 光合作用的过程 2 过程 色素分子 可见光 C5 2C3 ADP Pi ATP 2H2O O2 H 多种酶 酶 CO2 吸收 光解 能量 固定 还原 CH2O 光反应 暗反应 三 光合作用的过程 2 过程 例1 将植物栽培在适宜的光照 温度和充足的CO2条件下 如果将环境中CO2含量突然降至极低水平 此时叶肉细胞内的C3化合物 C5化合物和ATP含量的变化情况依次是 A 上升 下降 上升B 下降 上升 下降C 下降 上升 上升D 上升 下降 下降 C 3 当条件改变时 C3 C5 ATP H 含量变化 条件 停止光照CO2供应不变 突然光照CO2供应不变 光照不变停止CO2供应 光照不变CO2大量供应 C3 C5 ATP和 H 增加 减少 减少 减少 增加 增加 减少 增加 增加 增加 减少 减少 3 当条件改变时 C3 C5 ATP H 含量变化 4 光合作用中元素的转移 H的转移 H2O H CH2O C的转移 CO2 C3 CH2O CO2中的O和H2O中的O的转移 CO2 C3 CH2O H2O O2 5 光反应阶段与暗反应阶段的比较 光反应阶段 暗反应阶段 1 场所 2 速度 3 条件 4 原料 基粒 囊状结构的薄膜上 叶绿体基质中 快速 较缓慢 需光 色素和酶 不需光和色素 需多种酶 H2O ADPPi CO2 H ATP C5 项目 项目 光反应阶段 暗反应阶段 5 物质变化 6 能量变化 7 产物 H2O的光解 2H2O 光能 4 H O2 ATP的生成 ADP Pi 能量 酶 ATP CO2 C5 2C3 CO2还原即C3还原 2C3 H CO2的固定 CH2O C5 光能 活跃的化学能 ATP ATP 活跃的化学能 CH2O 稳定的化学能 ATP H O2 C5 CH2O ADP Pi等 酶 酶 ATP 1 光合作用强度 是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量 2 光合速率 单位时间 单位面积的叶生产的有机物的量 单位时间 单位面积的叶释放的氧气的量 单位时间 单位面积的叶吸收的二氧化碳的量 四 光合作用原理的应用 基本概念 例如 控制光照的强弱和温度的高低 适当增加作物环境中二氧化碳的浓度 等等 1 光合作用强度 2 光合速率 四 光合作用原理的应用 基本概念 3 真正光合速率和净光合速率 真正光合速率 光照强度 不考虑呼吸作用 0 净光合速率 光照强度 考虑呼吸作用 0 真正光合速率 净光合速率 呼吸速率 A B 内部因素对光合作用的影响 植物种类不同 同一植物在不同的生长发育阶段 同一植物不同部位的叶片 同一叶片的不同生长发育期等 其光合速率都不尽相同 叶面积光合速率 调查开始后的天数 叶面积 一片叶 光合速率 内部因素对光合作用的影响 植物种类不同 同一植物在不同的生长发育阶段 同一植物不同部位的叶片 同一叶片的不同生长发育期等 其光合速率都不尽相同 一片地 o 2 4 6 8 叶面积指数 物质量 呼吸量 实际光合作用量 净光合作用量 光照强度对光合作用的影响 氧气释放速率 光照强度 光照强度对光合作用的影响 氧气释放速率 光照强度 A B C 光照强度对光合作用的影响 氧气释放速率 光照强度 A B C A B C三点分别代表什么生物学意义 光照强度对光合作用的影响 氧气释放速率 光照强度 A B C A B C三点分别代表什么生物学意义 A 光强为0时 呼吸作用速率 光照强度对光合作用的影响 氧气释放速率 光照强度 A B C A B C三点分别代表什么生物学意义 A 光强为0时 呼吸作用速率 B 呼吸作用速率与光合作用速率相等 光补偿点 光照强度对光合作用的影响 氧气释放速率 光照强度 A B C A B C三点分别代表什么生物学意义 A 光强为0时 呼吸作用速率 B 呼吸作用速率与光合作用速率相等 光补偿点 C 光合作用最强所需的最低光照强度 光饱和点 光照强度对光合作用的影响 氧气释放速率 光照强度 A B C 红线代表阳生植物 绘出阴生植物的相应曲线图 光照强度对光合作用的影响 氧气释放速率 光照强度 A B C 红线代表阳生植物 绘出阴生植物的相应曲线图 阳生植物的光补偿点和光饱和点比阴生植物高 光照强度对光合作用的影响 氧气释放速率 光照强度 A B C 当CO2浓度适当升高时 B C两点应怎样移动 光照强度对光合作用的影响 氧气释放速率 光照强度 A B C 当CO2浓度适当升高时 B C两点应怎样移动 高CO2浓度 光照强度对光合作用的影响 氧气释放速率 光照强度 A B C 当CO2浓度适当升高时 B C两点应怎样移动 高CO2浓度 B 向左移动 C 向右移动 光照强度对光合作用的影响 氧气释放速率 光照强度 A B C 当CO2浓度适当升高时 B C两点应怎样移动 高CO2浓度 B 向左移动 当CO2浓度适当降低时 B C两点应怎样移动 C 向右移动 光照强度对光合作用的影响 氧气释放速率 光照强度 A B C 当CO2浓度适当升高时 B C两点应怎样移动 B 向左移动 当CO2浓度适当降低时 B C两点应怎样移动 低CO2浓度 C 向右移动 光照强度对光合作用的影响 氧气释放速率 光照强度 A B C 当CO2浓度适当升高时 B C两点应怎样移动 B 向左移动 C 向右移动 当CO2浓度适当降低时 B C两点应怎样移动 低CO2浓度 B 向右移动 C 向左移动 二氧化碳对光合作用的影响 氧气释放速率 CO2的浓度 氧气释放速率 CO2的浓度 A B C 二氧化碳对光合作用的影响 氧气释放速率 CO2的浓度 A B C CO2饱和点 二氧化碳对光合作用的影响 不同光强下 CO2浓度对光合速率影响 二氧化碳对光合作用的影响 不同光强下 CO2浓度对光合速率影响 二氧化碳对光合作用的影响 可采取哪些措施提高某植物的CO2饱和点 不同光强下 CO2浓度对光合速率影响 二氧化碳对光合作用的影响 可采取哪些措施提高某植物的CO2饱和点 适当提高光照强度和温度等 温度对光合作用的影响 1 温度直接影响酶的活性 2 温度过高影响气孔开放 影响二氧化碳的供应 进而影响暗反应 从而影响光合速率 应用 适时播种 温室栽培农作物时 白天适当提高温度 晚上适当降温 六 N P K等必需元素 应用 合理施肥 七 水 应用 预防干旱 合理灌溉 八 环境因素对光合作用强度的影响 1 实验原理 八 环境因素对光合作用强度的影响 1 实验原理 2 实验流程 八 环境因素对光合作用强度的影响 1 实验原理 2 实验流程 打出小圆形叶片 30片 用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出 直径 1cm 抽出叶片内气体 用注射器 内有清水 小圆形叶片 抽出叶片内气体 小圆形叶片沉水底 将内部气体逸出的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中 小圆形叶片全部沉到水底 八 环境因素对光合作用强度的影响 1 实验原理 2 实验流程 八 环境因素对光合作用强度的影响 项目 烧杯 1 实验原理 2 实验流程 3 实验结论 八 环境因素对光合作用强度的影响 项目 烧杯 在一定范围内 随着光照强度不断增强 光合作用强度也不断增强 五 化能合成作用 1 概念 自养生物 异养生物 利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物 这种合成作用叫做化能合成作用 共同点 反应过程 能量来源 代表生物 化能合成作用 光合作用 2 光合作用与化能合成作用的比较 无机物氧化所放出来的化学能 光能 硝化细菌等 绿色植物 CO2 H2O CH2O O2 光能叶绿体 将无机物 CO2和H2O 转变为自身储存能量的有机物 六 光合作用与呼吸作用的计算 光合作用 呼吸作用的速率一般为一段时间内CO2 O2和葡萄糖的变化量计算 六 光合作用与呼吸作用的计算 光合作用 呼吸作用的速率一般为一段时间内CO2 O2和葡萄糖的变化量计算 光合作用实际产O2量 实测O2释放量 呼吸作用耗O2量 六 光合作用与呼吸作用的计算 光合作用 呼吸作用的速率一般为一段时间内CO2 O2和葡萄糖的变化量计算 光合作用实际产O2量 实测O2释放量 呼吸作用耗O2量 光合作用实际CO2消耗量 实测CO2消耗量 呼吸作用CO2释放量 六 光合作用与呼吸作用的计算 光合作用 呼吸作用的速率一般为一段时间内CO2 O2和葡萄糖的变化量计算 光合作用实际产O2量 实测O2释放量 呼吸作用耗O2量 光合作用实际CO2消耗量 实测CO2消耗量 呼吸作用CO2释放量 光合作用C6H12O6净生产量 光合作用实际C6H12O6生产量 呼吸作用C6H12O6消耗量 六 光合作用与呼吸作用的计算 例 下图是在一定的CO2浓度和温度下 某阳生植物CO2的吸收量和光照强度的关系曲线 据图回答 5 10 15 20 25 30 35 5 10 20 15 光照强度 Klx 25 CO2吸收量mg dm2 h b c d 5 该植物的呼吸速率为每小时释放CO2 mg dm2 5 10 15 20 25 30 35 5 10 20 15 光照强度 Klx 25 CO2吸收量mg dm2 h b c d b点表示 5 5 光合作用与呼吸作用速率相等 若该植物叶面积为10dm2 在光照强度为25Klx条件下光照1小时 则该植物进行光合作用时叶绿体吸收CO2 mg 5 10 15 20 25 30 35 5 10 20 15 光照强度 Klx 25 C。