生物542光合作用的原理和應用-新人教版必修1ppt課件

1、（三光合作用的原理和應用（三光合作用的原理和應用 1.1.光合作用的過程光合作用的過程過程過程光反應階段光反應階段暗反應階段暗反應階段CO2+C52C3酶酶2C3(CH2O)+C5酶酶2C3CO2固固 定定C5多種酶多種酶催化催化(CH2O)還還 原原1 12 2O2O2ATP酶酶ADP+PiADP+Pi葉綠體中的葉綠體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+供能供能供氫供氫2H2O 光解光解4e+4H+O2ADP+Pi+電能電能酶酶ATP酶酶NADP+2e+H+NADPHATPADP+PiNADPHNADP+基粒基粒

2、基質(zhì)基質(zhì)（2 2光合作用總反應式光合作用總反應式（3 3光反應、暗反應的關系光反應、暗反應的關系光反應光反應暗反應暗反應條條 件件場場 所所物質(zhì)變化物質(zhì)變化能量變化能量變化產(chǎn)產(chǎn) 物物原原 料料速速 度度聯(lián)聯(lián) 系系 光、色素、酶光、色素、酶 HH、ATPATP、多種酶、多種酶基粒類囊體的薄膜）基粒類囊體的薄膜） 基基 質(zhì)質(zhì)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化合物的還原化合物的還原 3. ATP3. ATP水解水解光能光能 ATP ATP中活躍中活躍 ATPATP中活躍的化學能中活躍的化學能的化學能的化

3、學能 有機物中穩(wěn)定的化學能有機物中穩(wěn)定的化學能 ATP、H、O2 （CH2O）、）、ADP、Pi等等H2O CO2快，以微秒計?？?，以微秒計。 較緩慢。較緩慢。光反應為暗反應提供了光反應為暗反應提供了HH和和ATPATP，暗反應為光反應，暗反應為光反應提供提供ADPADP、PiPi和和NADP+NADP+，且暗反應是光反應的繼續(xù)。，且暗反應是光反應的繼續(xù)。2 2、試分析光照、試分析光照、CO2CO2濃度驟變對植物細胞內(nèi)濃度驟變對植物細胞內(nèi) C3C3、C5C5、HH、ATPATP、（、（CH2OCH2O合成量影合成量影響響 短時間短時間 相對含量相對含量（1 1光照強光照強弱弱 CO2CO2供應

4、不變供應不變（2 2光照弱光照弱強強 CO2CO2供應不變供應不變2 2、試分析光照、試分析光照、CO2CO2濃度驟變對植物細胞內(nèi)濃度驟變對植物細胞內(nèi) C3C3、C5C5、HH、ATPATP、C6H12O6C6H12O6合成量影響合成量影響 （3 3光照不變光照不變 CO2CO2供應減少供應減少（4 4光照不變光照不變 CO2CO2不足不足充足充足（4 4光照不變光照不變 CO2CO2供應不變供應不變 有機物運輸受阻有機物運輸受阻3 3影響光合作用的因素及其影響光合作用的因素及其相關原理在生產(chǎn)實踐中的應用相關原理在生產(chǎn)實踐中的應用 葉齡葉齡 OAOA段：段：ABAB段：段：BCBC段：段：幼葉

5、，隨幼葉的不斷生幼葉，隨幼葉的不斷生長，葉面積不斷增大，長，葉面積不斷增大，葉內(nèi)葉綠體不斷增多，葉內(nèi)葉綠體不斷增多，葉綠素含量不斷增加，葉綠素含量不斷增加，光合作用速率不斷提高光合作用速率不斷提高 壯葉，葉片的面積、葉綠體和葉綠素都處壯葉，葉片的面積、葉綠體和葉綠素都處于穩(wěn)定狀態(tài)，光合速率也基本穩(wěn)定。于穩(wěn)定狀態(tài)，光合速率也基本穩(wěn)定。 老葉，隨著葉齡的增加，葉片內(nèi)葉綠素被老葉，隨著葉齡的增加，葉片內(nèi)葉綠素被破壞，光合速率也隨之下降。破壞，光合速率也隨之下降。 應用：農(nóng)作物、果樹管理后期適當摘除老葉、應用：農(nóng)作物、果樹管理后期適當摘除老葉、殘葉及莖葉蔬菜及時換新葉，可降低其細胞殘葉及莖葉蔬菜及時換

6、新葉，可降低其細胞呼吸消耗有機物。呼吸消耗有機物。 3 3影響光合作用的因素及其影響光合作用的因素及其相關原理在生產(chǎn)實踐中的應用相關原理在生產(chǎn)實踐中的應用 單因子變量對光合作用的影響單因子變量對光合作用的影響 光合作用強度表示方法光合作用強度表示方法1 1、單位時間內(nèi)光合作用產(chǎn)生有機物糖的、單位時間內(nèi)光合作用產(chǎn)生有機物糖的 數(shù)量即植物重量或有機物的增加量）。數(shù)量即植物重量或有機物的增加量）。2 2、單位時間內(nèi)光合作用吸收、單位時間內(nèi)光合作用吸收C02C02的量的量( (或?qū)嶒灮驅(qū)嶒?容器內(nèi)容器內(nèi)CO2CO2減少量減少量) )。3 3、單位時間內(nèi)光合作用放出、單位時間內(nèi)光合作用放出0202的量的

7、量( (或?qū)嶒灮驅(qū)嶒炄萑?器內(nèi)器內(nèi)0202增加量增加量) )。單因子變量對光合作用的影響單因子變量對光合作用的影響 光照時間：光照時間：光照強度：光照強度： 光質(zhì)：光質(zhì)：時間越長，產(chǎn)生的光合產(chǎn)物越多時間越長，產(chǎn)生的光合產(chǎn)物越多在一定光照強度范圍內(nèi)，增加在一定光照強度范圍內(nèi)，增加光照強度可提高光合作用速率。光照強度可提高光合作用速率。11光照光照實驗假設實驗假設實驗步驟實驗步驟實驗結果實驗結果實驗結論實驗結論在一定范圍內(nèi)隨光照強度的增強，在一定范圍內(nèi)隨光照強度的增強，光合作用強度也增強光合作用強度也增強案例：探究光照強弱對光合作用強度的影響案例：探究光照強弱對光合作用強度的影響實驗假設實驗假設實

8、驗步驟實驗步驟取生長旺盛的綠葉，用打孔器取生長旺盛的綠葉，用打孔器 打出小圓片打出小圓片3030片。片。將小圓形葉片置于注射器內(nèi)，將小圓形葉片置于注射器內(nèi)， 抽拉出小圓形葉片內(nèi)的氣體，抽拉出小圓形葉片內(nèi)的氣體， 重復幾次。重復幾次。葉葉圓圓片片實驗假設實驗假設實驗步驟實驗步驟將氣體逸出的小圓形葉片，放入黑暗處盛有清水將氣體逸出的小圓形葉片，放入黑暗處盛有清水的燒杯中待用。的燒杯中待用。取取3 3只小燒杯只小燒杯( (培養(yǎng)皿培養(yǎng)皿) )，分別倒入，分別倒入20mL20mL富含富含CO2CO2的的清水。清水。分別向分別向3 3只小燒杯中各放入只小燒杯中各放入1010片小圓形葉片，然后片小圓形葉片，

9、然后分別對這分別對這3 3個實驗裝置進行強、中、弱三種光照。個實驗裝置進行強、中、弱三種光照。實驗假設實驗假設實驗步驟實驗步驟30cm30cm60cm60cm90cm90cm觀察并記錄同一時間段內(nèi)各實驗裝置中小圓形葉觀察并記錄同一時間段內(nèi)各實驗裝置中小圓形葉片浮起的數(shù)量。片浮起的數(shù)量。實驗假設實驗假設實驗步驟實驗步驟30cm30cm60cm60cm90cm90cm實驗結果實驗結果實驗結論實驗結論A A中上浮葉圓片最多，其次是中上浮葉圓片最多，其次是B B，C C中最少。中最少。光合作用的強度受光照強度的影響，在光合作用的強度受光照強度的影響，在一定光照強度范圍內(nèi)，隨光照強度升高一定光照強度范圍

10、內(nèi)，隨光照強度升高光合作用速率逐漸增強。光合作用速率逐漸增強。光反應光反應光照強度光照強度光照強度光照強度光合速率光合速率0 0光強光強光強光強CO2CO2吸收吸收CO2CO2釋放釋放A A0 0B BC CNADPHNADPH、ATPATP暗反應暗反應 C3C3還原還原（CH20CH20）光照強度光照強度A A點：點：ABAB段：段：B B點：點：BCBC段：段：C C點：點：光照強度為光照強度為0 0時只進行時只進行細胞呼吸，釋放細胞呼吸，釋放C02C02量量代表此時的呼吸強度代表此時的呼吸強度 隨光照強度增強，光隨光照強度增強，光合作用逐漸增強，合作用逐漸增強，C02C02的釋放量逐漸減

11、少的釋放量逐漸減少, ,因因一部分用于光合作用一部分用于光合作用 光補償點光補償點, ,此時細胞呼吸釋放的此時細胞呼吸釋放的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= =細胞呼吸速率細胞呼吸速率 隨光照強度不斷增強，光合作用不斷增強隨光照強度不斷增強，光合作用不斷增強 光飽和點光飽和點, ,光照強度達到一定值時，光合作用光照強度達到一定值時，光合作用不再增強不再增強 凈凈光照強度光照強度凈凈真正光合速率凈光合速率真正光合速率凈光合速率+ +呼吸速率呼吸速率 光反應光反應光照強度光照強度光照強度光照強度光合速率光合速率0 0光強光強光強光強CO2CO2吸收吸收

12、CO2CO2釋放釋放A A0 0B BC C光補償點光補償點光飽和點光飽和點NADPHNADPH、ATPATP暗反應暗反應 C3C3還原還原（CH20CH20）光反應光反應光照強度光照強度光照強度光照強度光合速率光合速率0 0光強光強光強光強CO2CO2吸收吸收CO2CO2釋放釋放A A0 0B BC C陽生植物陽生植物陰生植物陰生植物光補償點光補償點光飽和點光飽和點NADPHNADPH、ATPATP暗反應暗反應 C3C3還原還原（CH20CH20）從海的不同深度采集到從海的不同深度采集到4 4種類型的浮游植物種類型的浮游植物（、和和），測定了每種類型的光），測定了每種類型的光合作用，如下圖所

13、示。在最深處采集到的是合作用，如下圖所示。在最深處采集到的是哪種類型的浮游植物？哪種類型的浮游植物？ 光照強度光照強度光合速率光合速率光反應光反應光照強度光照強度據(jù)光照強度可制定據(jù)光照強度可制定的農(nóng)作物增產(chǎn)措施的農(nóng)作物增產(chǎn)措施光照強度光照強度NADPHNADPH、ATPATP暗反應暗反應 C3C3還原還原（CH20CH20）(1)(1)白天：適當增強光照白天：適當增強光照(2)(2)陰雨天：適當補光陰雨天：適當補光(5)(5)種植時：種植時： 合理密植合理密植(4)(4)間作套種時農(nóng)作物的種類間作套種時農(nóng)作物的種類 搭配，林帶樹種的配置搭配，林帶樹種的配置 (3)(3)冬季溫室栽培避免高溫冬季

14、溫室栽培避免高溫 過度密植減產(chǎn)的原因過度密植減產(chǎn)的原因從生理學角度看：從生理學角度看：過度密植使得植物下半部的葉片受到的過度密植使得植物下半部的葉片受到的光照強度過弱小于光補償點），使這光照強度過弱小于光補償點），使這部分葉片光合作用強度小于呼吸作用強部分葉片光合作用強度小于呼吸作用強度造成大量消耗有機物導致農(nóng)作物減產(chǎn)。度造成大量消耗有機物導致農(nóng)作物減產(chǎn)。光的性質(zhì)光的性質(zhì)白光白光 紅光、藍紫光紅光、藍紫光 綠光綠光溫室大棚塑料薄膜的顏色最好是：溫室大棚塑料薄膜的顏色最好是：無色透明無色透明綠色植物生理實驗的安全燈顏色：綠色植物生理實驗的安全燈顏色： 綠色綠色水域植物藻類水域植物藻類水深的垂直分

15、布：水深的垂直分布：綠藻綠藻紅藻紅藻褐藻褐藻22光照面積光照面積 OAOA段：段：A A點：點：OBOB段：段：BCBC段：段：OCOC段：段：隨葉面積的不斷增大，隨葉面積的不斷增大，光合作用實際量不斷增大光合作用實際量不斷增大 光合作用面積的飽和點光合作用面積的飽和點 隨葉面積的增大，光合隨葉面積的增大，光合作用不再增強，原因是有作用不再增強，原因是有很多葉被遮擋，光照強度在光補償點以下很多葉被遮擋，光照強度在光補償點以下 干物質(zhì)量隨光合作用增強而增加干物質(zhì)量隨光合作用增強而增加 隨葉面積的不斷增加，干物質(zhì)積累量不斷降低隨葉面積的不斷增加，干物質(zhì)積累量不斷降低 隨葉面積的不斷增加，呼吸量不斷

16、增加隨葉面積的不斷增加，呼吸量不斷增加 22光照面積光照面積 應用：適當間苗、修剪，應用：適當間苗、修剪，合理施肥、澆水，避免合理施肥、澆水，避免徒長。封行過早，使中徒長。封行過早，使中下層葉片所受的光照往下層葉片所受的光照往往在光補償點以下，白往在光補償點以下，白白消耗有機物，造成不白消耗有機物，造成不必要的浪費。必要的浪費。 C3C3的生成的生成CO2CO2濃度濃度暗反應暗反應C3C3還原還原（CH20CH20）光合速率光合速率0 0CO2CO2濃度濃度A AB B3CO23CO2濃度濃度A A點：點：ABAB段：段：B B點：點：進行光合作用所需進行光合作用所需CO2CO2的最低濃度的最

17、低濃度 在一定范圍內(nèi)，隨在一定范圍內(nèi)，隨C02C02濃度的提高，植物的濃度的提高，植物的光合速率加快光合速率加快 表示表示C02C02的飽和點，的飽和點，CO2CO2超過該濃度，光合速率超過該濃度，光合速率達到最大不再提高。達到最大不再提高。 C3C3的生成的生成CO2CO2濃度濃度暗反應暗反應C3C3還原還原（CH20CH20）光合速率光合速率0 0CO2CO2濃度濃度A AB BCO2CO2飽和點飽和點CO2CO2補償點？補償點？C3C3的生成的生成CO2CO2濃度濃度暗反應暗反應C3C3還原還原（CH20CH20）光合速率光合速率0 0CO2CO2濃度濃度A AB B考慮：考慮：1 1、

18、在溫度適宜、在溫度適宜、CO2CO2含量超過含量超過B B點對應的濃度的條件下，如何進點對應的濃度的條件下，如何進一步提高光合效率？一步提高光合效率？2 2、若光照充足、溫度適宜，造、若光照充足、溫度適宜，造成成B B點的原因是什么？點的原因是什么？3 3、若再繪另一光照更弱條件下、若再繪另一光照更弱條件下的該曲線，則圖中的該曲線，則圖中A A點向什么方點向什么方向移動。向移動。3CO23CO2濃度濃度3CO2濃度濃度應用：農(nóng)作物增產(chǎn)措施應用：農(nóng)作物增產(chǎn)措施（2 2溫室栽培，晴天適當增加溫室栽培，晴天適當增加 CO2CO2濃度濃度施有機肥農(nóng)家肥）施有機肥農(nóng)家肥）施用施用NH4HCO3NH4HC

19、O3肥料肥料（1 1合理密植使農(nóng)田通風良好合理密植使農(nóng)田通風良好 “ “正其行，通其風正其行，通其風” ” 光合速率光合速率0 0CO2CO2濃度濃度A AB BCO2CO2發(fā)生器發(fā)生器 4 H2OH+H+的生成的生成H2OH2O暗反應暗反應C3C3還原還原（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、植物體內(nèi)各種生化、植物體內(nèi)各種生化 反應的介質(zhì)；反應的介質(zhì)；3 3、影響氣孔的開閉。、影響氣孔的開閉。應用：根據(jù)作物需水規(guī)律合理灌溉；應用：根據(jù)作物需水規(guī)律合理灌溉； 預防干旱洪澇預防干旱洪澇OAOA段：在一定范圍內(nèi)，水段：在

20、一定范圍內(nèi)，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 礦質(zhì)元素礦質(zhì)元素 礦質(zhì)元素礦質(zhì)元素礦質(zhì)元素直接或間接礦質(zhì)元素直接或間接影響光合作用。如可影響光合作用。如可促進葉片面積增大，促進葉片面積增大，提高酶的合成速率，提高酶的合成速率，作為酶的激活劑等，作為酶的激活劑等，提高光合作用速率。提高光合作用速率。 應用：根據(jù)作物的需肥規(guī)律，適時、應用：根據(jù)作物的需肥規(guī)律，適時、適量地增施肥料，可提高農(nóng)作物產(chǎn)量。適量地增施肥料，可提高農(nóng)作物產(chǎn)量。 66溫度溫度酶活性酶活性1 1、溫度、溫度NADPHNADPH、ATPATP生成量生成量暗反應暗反應（CH20CH20生成量生成量光反應光反應

21、主主次次2 2、溫度是影響氣孔開閉的因素之一、溫度是影響氣孔開閉的因素之一66溫度溫度應用：農(nóng)作物增產(chǎn)措應用：農(nóng)作物增產(chǎn)措施施晴天：白天適當升溫，晚上適當晴天：白天適當升溫，晚上適當 降溫以保持較高的晝夜溫差降溫以保持較高的晝夜溫差連續(xù)陰雨天：白天和晚上均降溫連續(xù)陰雨天：白天和晚上均降溫1 1、適時播種；、適時播種；2 2、溫室栽培：、溫室栽培：3 3、防止、防止“午休現(xiàn)象午休現(xiàn)象多因子對光合作用速率的影響多因子對光合作用速率的影響P P點：點：Q Q點：點：限制光合速率的因素為橫坐標所表示的因子，限制光合速率的因素為橫坐標所表示的因子，隨該因子的不斷加強，光合速率不斷提高隨該因子的不斷加強，

22、光合速率不斷提高 橫坐標所表示的因素，不再是影響光合速率的橫坐標所表示的因素，不再是影響光合速率的因子，若要提高光合速率，可采取適當提高圖因子，若要提高光合速率，可采取適當提高圖示中的其他因子的方法示中的其他因子的方法 多因子對光合作用速率的影響多因子對光合作用速率的影響溫室栽培時，在一定光照強度下，白天適當提高溫度，溫室栽培時，在一定光照強度下，白天適當提高溫度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同時適當充加增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同時適當充加C02C02，進一步提高光合速率。當溫度適宜時，可適當增，進一步提高光合速率。當溫度適宜時，可適當增加光照強度和加光照強度和C02C02濃度以提高光合速率?？傊?，可根據(jù)濃度以提高光合速率。總之，可根據(jù)具體情況，通過增加光照強度，調(diào)節(jié)溫度或增加具體情況，通過增加光照強度，調(diào)節(jié)溫度或增加CO2CO2濃濃度來充分提高光合速率，以達到增產(chǎn)的目的度來充分提高光合速率，以達到增產(chǎn)的目的 硝化細菌硝化細菌2NH3+3O22NH3+3O22HNO2+2H2O+2HNO2+2