光合作用和生物固氮測

1、主講：李先明主講：李先明實質實質光合作用光合作用發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)場所場所過程過程意義意義應用應用一、光合作用的發(fā)現(xiàn)過程一、光合作用的發(fā)現(xiàn)過程1648年年范范 海耳蒙特海耳蒙特水水是柳樹重量增是柳樹重量增加的主要原料加的主要原料1771年年約瑟夫約瑟夫 普里斯特利普里斯特利植物能植物能凈化凈化被污染被污染了的空氣了的空氣l從該實驗我們又可以得出什么結論？光合作用釋放出光合作用釋放出 。l從這個實驗我們可以得出什么結論？1、綠色制造的有機物主要是綠色制造的有機物主要是 。2、綠色植物制造有機物的必要、綠色植物制造有機物的必要條件是條件是 。l從該實驗我們可以得出什么結論？光合作用的必要原料是光合作用的必要

2、原料是 。綠藻綠藻綠藻綠藻H218OH2O C18O2 CO2 O218O2H2OH218O O218O2這個實驗證明？這個實驗證明？（一）（一）（二）（二）I can look further(更遠更遠) because I am on the shoulders（肩膀）（肩膀） of many great men. 掌握科學方法掌握科學方法樹立創(chuàng)新意識樹立創(chuàng)新意識 理解現(xiàn)有知識理解現(xiàn)有知識學會推廣應用學會推廣應用 二、光合作用的場所二、光合作用的場所葉綠體葉綠體色素色素葉綠素葉綠素類胡蘿卜素類胡蘿卜素葉綠素葉綠素a葉綠素葉綠素b葉黃素葉黃素胡蘿卜素胡蘿卜素吸收可見吸收可見的太陽光的太陽光葉

3、綠素葉綠素主要吸收主要吸收紅光紅光和和藍紫光藍紫光類胡蘿卜素類胡蘿卜素主主要吸收要吸收藍紫光藍紫光葉綠體中的葉綠體中的色素分子色素分子可見光可見光C52C3ADP+PiATP2H2OO24H多種酶多種酶酶酶(CH2O)nCO2吸收光解能能固定還原酶光反應光反應暗反應暗反應 三、三、光合作用的過程光合作用的過程供氫供氫C C植物和植物和C C植物植物C C3 3植物葉片結構植物葉片結構C C4 4植物葉片結構植物葉片結構水稻、小麥等大多數(shù)植物在水稻、小麥等大多數(shù)植物在暗反應中，一個暗反應中，一個COCO2 2被一個被一個C C5 5固固定后形成兩個定后形成兩個C C3 3化合物，因此叫化合物，因

4、此叫C C3 3植物。植物。甘蔗、玉米等少數(shù)植物在暗甘蔗、玉米等少數(shù)植物在暗反應中，一個反應中，一個COCO2 2首先被一個磷首先被一個磷酸丙酮酸固定形成酸丙酮酸固定形成C C4 4化學物，然化學物，然后后C C4 4化合物分解出化合物分解出COCO2 2再與再與C5C5結結合形成兩個合形成兩個C C3 3化合物，因此叫化合物，因此叫C C4 4植物。植物。三、三、光合作用的過程光合作用的過程光反應和暗反應的比較光反應和暗反應的比較場所場所條件條件物質物質變化變化能量變化能量變化光反應光反應暗反應暗反應囊狀結構薄膜囊狀結構薄膜上上葉綠體基葉綠體基質中質中有光、色素、酶【H】、能量、多種酶水的光

5、解水的光解ATP的生成的生成CO2的固定的固定C3的還原的還原光能光能 活躍化能活躍化能活躍化能活躍化能 穩(wěn)定化能穩(wěn)定化能 討論：討論：光合作用有何意義？光合作用有何意義？CO2O2 四、光合作用的意義四、光合作用的意義把無機物變成有機物把無機物變成有機物蓄積太陽能蓄積太陽能提供氧氣和保護環(huán)境提供氧氣和保護環(huán)境對生物的進化有重要作用對生物的進化有重要作用 H2O + CO2 淀粉淀粉（儲存能量）（儲存能量）+O2光光葉綠體葉綠體糧食危機嚴重地影響人類的生糧食危機嚴重地影響人類的生存和發(fā)展，是當今世界面臨的重大存和發(fā)展，是當今世界面臨的重大問題之一。而我國可耕地面積只有問題之一。而我國可耕地面積

6、只有世界總量的世界總量的7%7%，卻要養(yǎng)活世界人口，卻要養(yǎng)活世界人口的的22%22%。如何解決十多億人口的吃。如何解決十多億人口的吃飯問題，是我國面臨各種問題的重飯問題，是我國面臨各種問題的重中之重！中之重！耕地面積不可能增加，如何解決耕地面積不可能增加，如何解決1313億多人億多人口的吃飯問題？口的吃飯問題？答案只有一個，那就是提高單位面積的糧答案只有一個，那就是提高單位面積的糧食產量！也就是說，提高作物光合作用的效率食產量！也就是說，提高作物光合作用的效率是解決我國是解決我國1313億人口吃飯問題的唯一出路！億人口吃飯問題的唯一出路！光合作用是葉綠體內進行的一個光合作用是葉綠體內進行的一個

7、復雜的能量轉換與物質變化過程。從復雜的能量轉換與物質變化過程。從能量方面看，光合作用將光能轉化為能量方面看，光合作用將光能轉化為化學能；從物質方面看，光合作用將化學能；從物質方面看，光合作用將水和二氧化碳轉化成糖類等貯存了能水和二氧化碳轉化成糖類等貯存了能量的有機物并釋放出氧氣。量的有機物并釋放出氧氣。要提高農作物的光合作用效率，要提高農作物的光合作用效率，提高產量就必須對光合作用中能量轉提高產量就必須對光合作用中能量轉換和物質變化進行深入的分析研究。換和物質變化進行深入的分析研究。H2O + CO2 淀粉淀粉（儲存能量）（儲存能量）+O2光光葉綠體葉綠體綠色植物通過葉綠體，吸收綠色植物通過葉

8、綠體，吸收 ，把，把 和和 合合成為貯藏能量的成為貯藏能量的 （主要是（主要是 ），同時釋），同時釋放出放出 。二、光合作用的實質二、光合作用的實質六、光合作用原理在農業(yè)生產上的應用六、光合作用原理在農業(yè)生產上的應用H2O + CO2 淀粉淀粉+O2光光葉綠體葉綠體H2O的利用的利用CO2的利用的利用光能的利用光能的利用葉綠體的利用葉綠體的利用要動腦筋噢六、光合作用原理在農業(yè)生產上的應用六、光合作用原理在農業(yè)生產上的應用H2O的利用的利用給你給你1噸水，用來澆半畝水稻地：噸水，用來澆半畝水稻地：你打算一次用光還是分多次用，WHY？要動腦筋噢六、光合作用原理在農業(yè)生產上的應用六、光合作用原理在農

9、業(yè)生產上的應用CO2的利用的利用假如你有半畝栽培蔬菜的溫室：假如你有半畝栽培蔬菜的溫室：為了提高蔬菜產量，能想到什么辦法？要動腦筋噢六、光合作用原理在農業(yè)生產上的應用六、光合作用原理在農業(yè)生產上的應用光能的利用光能的利用你知道焦裕祿帶領蘭考縣人民在農田里種泡桐的故事嗎？這樣做除了可以固沙改土以外還有什么好處？要動腦筋噢六、光合作用原理在農業(yè)生產上的應用六、光合作用原理在農業(yè)生產上的應用葉綠體的利用葉綠體的利用你打算在1平方米的土地上種多少棵玉米？要動腦筋噢A.2棵棵B.20C.200給你1噸水，用來澆半畝水稻和半畝旱稻地，你打算怎么使用？六、提高農作物的光合作用效率六、提高農作物的光合作用效率

10、要提高農作物的產量就必須提高它們的光要提高農作物的產量就必須提高它們的光合作用效率。分析植物光合作用的過程可知這合作用效率。分析植物光合作用的過程可知這與光照強度、與光照強度、COCO2 2的濃度、葉片中葉綠體和葉的濃度、葉片中葉綠體和葉綠素含量、酶的數(shù)量和活性等因素都有關。綠素含量、酶的數(shù)量和活性等因素都有關。光照強度與色譜光照強度與色譜光合作用的能源；光合作用的能源；COCO2 2的供應的供應光合作用的原料之一；光合作用的原料之一；必需礦質元素的供應必需礦質元素的供應影響色素及有影響色素及有關酶的合成；關酶的合成；溫度溫度影響酶的的活性。影響酶的的活性。光照強度與色譜光照強度與色譜光照是光

11、合作用的能源。不同類型的作物需光照是光合作用的能源。不同類型的作物需要不同的光照強度。要不同的光照強度。水稻、玉米等作物需水稻、玉米等作物需要強光照才能生長發(fā)育良要強光照才能生長發(fā)育良好，屬于陽生植物。好，屬于陽生植物。胡椒、人參等作物需胡椒、人參等作物需要弱光照才能生長發(fā)育良要弱光照才能生長發(fā)育良好，屬于陰生植物。好，屬于陰生植物。紅光區(qū)紅光區(qū)藍紫光區(qū)藍紫光區(qū)光照強度與色譜光照強度與色譜不同顏色的光照也會影響光合作用的效率。不同顏色的光照也會影響光合作用的效率。只有能被葉綠體吸收的光才能為植物的光合作用只有能被葉綠體吸收的光才能為植物的光合作用后利用。后利用。 上圖中的小點為好氧性的細菌。用

12、不同顏上圖中的小點為好氧性的細菌。用不同顏色的光照射水綿，細菌向紅光區(qū)和藍紫光區(qū)集色的光照射水綿，細菌向紅光區(qū)和藍紫光區(qū)集中。想一想，這是為什么？中。想一想，這是為什么？COCO2 2的供應的供應 葉片周圍的葉片周圍的COCO2 2濃度通常都很低，適當提高濃度通常都很低，適當提高COCO2 2濃度可以提高光合作用效率，有利增產。濃度可以提高光合作用效率，有利增產。 大田中提高大田中提高COCO2 2濃度的有效方法是合理密植濃度的有效方法是合理密植和增施有機肥料。溫室中則可以人工施放和增施有機肥料。溫室中則可以人工施放COCO2 2。 COCO2 2既是光合作用的既是光合作用的原料，又是呼吸作用

13、的原料，又是呼吸作用的產物。適當提高環(huán)境中產物。適當提高環(huán)境中COCO2 2的濃度能提高光合作的濃度能提高光合作用強度，有利增產。但用強度，有利增產。但COCO2 2濃度過高時又會使光濃度過高時又會使光合作用強度下降。想一合作用強度下降。想一想，這是為什么？想，這是為什么？CO2CO2濃度濃度光合作用強度光合作用強度必需礦質元素的供應必需礦質元素的供應 光合作用不但需要光、光合作用不但需要光、CO2CO2和水，還和水，還需要葉綠素吸收光，需要酶催化，需要需要葉綠素吸收光，需要酶催化，需要ATPATP和和NADPNADP+ +等。植物合成這些物質都需要等。植物合成這些物質都需要礦質元素。植物必需的礦質元素不足或比礦質元素。植物必需的礦質元素不足或比例不合理，都會影響光合作用的效率。例不合理，都會影響光合作用的效率。缺氮的作物缺氮的作物缺鉀的作物缺鉀的作物缺磷的作物缺磷的作物溫度溫度 光合作用是一系列的化學反應，需要光合作用是一系列的化學反應，需要由酶來催化。溫度過高或過低都不利于酶由酶來催化。溫度過高或過低都不利于酶的催化作用，影響光合作用效率的提高。的催化作用，影響光合作用效率