葉的生理功能1-光合作用

匯報人：史梅新疆農(nóng)業(yè)技師培訓(xùn)學(xué)院教師：楊夢嬌生物科技學(xué)院

植物與植物生理學(xué)知識目標(biāo)1.掌握光合作用的概念和意義；2.光合作用進行的場所和過程；3.了解影響光合作用的因素及其對作物的影響能力目標(biāo)教學(xué)單元六第二節(jié)植物葉生理功能（一）光合作用學(xué)習(xí)重點難點了解光合作用的影響因素和農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用

光合作用知識在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用知識回顧葉片的結(jié)構(gòu)表皮葉肉葉脈葉片葉肉：有柵欄組織和海綿組織的分化，都含有葉綠體。進行光合作用的主要場所我們呼吸的氧氣來自哪里？植物是如何進行光合

作用制造氧氣的？想一想一、光合作用的發(fā)現(xiàn)（一）海爾蒙特的實驗：柳樹栽培5年后1648年海爾蒙特的結(jié)論：水分是建造植物體的唯一原料。存在的缺陷：未考慮空氣和光照對植物生長的影響。開始時5年后實驗前后的差值柳樹的質(zhì)量2.3kg76.7kg干土的質(zhì)量90.8kg90.743kg柳樹增重74.475kg土壤減少0.057kgＡＢＣＤ1771年英國

普利斯特萊

實驗普里斯特利的結(jié)論：綠色植物能夠更新空氣

實驗過程：英根豪斯花了三個月的時間，用帶葉的枝條實驗了500多次。把帶葉的枝條放到水里，發(fā)現(xiàn)這些葉在陽光下才能（釋放氣體）更新空氣，在暗處并不能更新空氣。光照產(chǎn)生氣體暗處不產(chǎn)生氣體英根豪斯實驗示意圖直到1785年，人們才明確綠葉在光下放出的氣體是O2，吸收的CO2

。1779年

荷蘭英根豪斯實驗人工定量配制的空氣一周后：O2增多,CO2減少,植物體增重。且植物制造的有機物和釋放出的氧的總量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過它們所吸收的二氧化碳的量。結(jié)論：CO2和H2O是植物體有機物的來源。1804年法國索緒爾的實驗1864年德國薩克斯的實驗植物黑暗處理遮光曝光碘蒸汽處理一半遮光一半曝光遮光部分曝光部分變藍(lán)淀粉遇碘變藍(lán)結(jié)論：綠色葉片在光合作

用中產(chǎn)生了淀粉1941年魯賓和卡門

用同位素標(biāo)記法有力證明了光合作用釋放的氧氣來自水。1880年恩吉爾曼證明：氧氣是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所。二、光合作用的概念及意義（一）概念：

綠色植物通過葉綠體吸收利用光能，將二氧化碳和水合成有機物并釋放氧氣的過程。6CO2+6H2OC6H12O6+6O2光能葉綠體（二）光合作用的意義（1）食物和工業(yè)原料來源植物通過光合作用制造了自然界生物所需的幾乎所有的有機物，也是人類生活的必需品和重要的工業(yè)原料，如糧、棉、油、菜、果、茶、藥，以及橡膠、木材等。綠色植物通過光合作用將無機物轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物的同時，將吸收的光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能貯藏在有機物中?；瘜W(xué)能不僅是植物自身以及其它所有異養(yǎng)生物生命活動的能源，也是我們?nèi)祟惿a(chǎn)活動的重要能量來源。（2）能量來源在地球上，生物呼吸和燃燒大氣層中的氧氣只夠用3000年，綠色植物通過光合作用產(chǎn)生氧氣，將大氣中的氧氣含量保持在21%左右，維持了大氣中氧氣和二氧化碳濃度的相對平衡，對環(huán)境保護起到重要作用。（3）維持大氣平衡（氧氣來源）三、光合作用進行的場所和過程（一）場所：光合作用在葉綠體中進行，每個葉肉細(xì)胞約有20-200個葉綠體。葉綠體組成：被膜、基質(zhì)、類囊體等.葉綠體中類囊體膜上分布著與光合作用有關(guān)的各種色素，增大了接受光的面積。葉綠素類胡蘿卜素葉綠素b葉黃素(藍(lán)綠色）（黃綠色）（橙黃色）（黃色）（含量占3/4）（含量占1/4）葉綠體中的色素：葉綠素和類胡蘿卜素色素功能：吸收傳遞轉(zhuǎn)化光能,用于光合作用.胡蘿卜素葉綠素a(色素)葉片的顏色在綠色植物葉片中，葉綠素的含量通常是類胡蘿卜素含量的4倍，葉綠素吸收綠光最少，反射出了綠光，因此葉片總是呈現(xiàn)綠色。當(dāng)葉片衰老或環(huán)境條件不良時（如干旱、高溫、寒冷等），葉綠素比類胡蘿卜素更容易被破壞，其含量降低，葉片由此顯現(xiàn)出類胡蘿卜素的顏色。無論是晴天還是陰天，綠色植物都能（通過葉綠素）利用太陽光進行光合作用。所有吸收的光能，最后都要傳遞給葉綠素a才能用于光合作用。（二）光合作用過程：光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段光反應(yīng)階段:

1.

水的光解

2.

ATP的合成光能

→

ATP中活躍的化學(xué)能酶暗反應(yīng)階段：1.

二氧化碳固定2.

碳三化合物被還原ATP中活躍化學(xué)能→有機物中穩(wěn)定化學(xué)能光反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ)，光反應(yīng)階段為暗反應(yīng)階段提供能量（ATP）和還原劑[H]；暗反應(yīng)階段產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應(yīng)階段合成ATP提供原料。葉綠體中的色素光能H2O〔H〕O2直接釋放到空氣中為第二階段提供還原劑為第二階段提供能量

光反應(yīng)階段:（類囊體膜）水在光下分解ADP+PiATP酶2.ATP的合成1.水的光解

光能

→

ATP中活躍的化學(xué)能

酶光反應(yīng)階段產(chǎn)物為氫、氧、ATP多種酶參加催化

2C3

CO2C5還原固定（CH2O）

暗反應(yīng)階段

（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）

供氫酶〔H〕ATP供能酶固定固定光反應(yīng)階段1.

二氧化碳的固定

2.

三碳化合物被還原ADP+PiATP中活躍的化學(xué)能→有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能光反應(yīng)階段與暗反應(yīng)階段的比較項目光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段場所條件物質(zhì)變化能量變化基粒(囊狀結(jié)構(gòu)的薄膜上)葉綠體基質(zhì)中需光,色素，酶和水ATP，[H]，CO2和多種酶2H2O光4[H]+O2CO2的固定：CO2+C5

2C3C3的還原：2C3（CH2O）

[H]，ATP酶光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛顫姷幕瘜W(xué)能，儲存在ATP中光ADP+PiATP酶ATP中活潑的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為糖類等有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能C5原料和產(chǎn)物的對應(yīng)關(guān)系：（CH2O）CHOCO2CO2H2OO2H2O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CO2C3（CH2O）四、影響光合作用的因素（一）外界因素光照強度、溫度、CO2濃度、礦質(zhì)元素、水分等。酶的種類數(shù)量、葉綠素含量、葉片含水量、葉的發(fā)育階段等。（二）內(nèi)部因素光合速率：也叫光合作用的強度，一定量的植物（如一定量的葉面積）在單位時間內(nèi)進行光合作用釋放O2或消耗CO2的量來表示。1、光照強度（主要影響光反應(yīng)）CO2吸收量CO2釋放量光照強度在黑暗中呼吸所釋放出的CO2量光補償點光飽和點ABCA點處光照強度=0，不進行光合作用，只進行呼吸作用B點處CO2吸收量=CO2釋放量，也就是CO2的凈含量為0，此時的光照強度為光補償點。C點處所對應(yīng)的光照強度為光飽和點，因此即使光照強度再增加，光合作用強度也增加很少2、溫度（主要影響暗反應(yīng)）：通過影響酶的活性來影響光合作用最低溫度最適溫度ABC光合作用強度溫度最高溫度溫度三基點：是作物生命活動過程的最適溫度，

最低溫度和最高溫度的總稱3、CO2濃度（影響暗反應(yīng)）光合作用的強度CO2濃度ABC在一定范圍內(nèi)，隨著CO2濃度增加，光合作用強度也增加，如圖中A、B之間范圍內(nèi)。如果CO2濃度繼續(xù)升高，光合作用不但不會增加，反而下降，甚至引起植物CO2中毒，影響植物正常的生長發(fā)育。例如圖中B、C之間。A點：植物能夠進行光合作用積累有機物質(zhì)的最低CO2濃度稱為CO2補償點。B點：當(dāng)CO2濃度繼續(xù)增加時，光合作用強度不再增加或增加很少，此時的CO2濃度稱為CO2的飽和點。4、礦質(zhì)元素N:膜結(jié)構(gòu)、ATP、葉綠素、酶和蛋白質(zhì)的組成元素；（DNA、RNA的組成元素）P:膜結(jié)構(gòu)、ATP、NADP、（DNA、RNA的組成元素）Mg、Fe：葉綠素的組成成分及其合成酶的活化劑5、水分光合作用的原料蒸騰作用，影響氣孔開閉，從而影響CO2的吸收光合效率時間3610131418夏日某晴朗一天植物光合作用日變化曲線四.化能合成作用自養(yǎng)生物

以光為能源，以CO2和H2O（無機物）為原料合成糖類（有機物），糖類中儲存著由光能轉(zhuǎn)換來的能量。例如綠色植物。異養(yǎng)生物

只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機物來維持自身的生命活動。例如人、動物、真菌及大多數(shù)的細(xì)菌?；芎铣勺饔?/p>

利用環(huán)境中某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物。少數(shù)的細(xì)菌，如硝化細(xì)菌。光能自養(yǎng)生物化能自養(yǎng)生物所需的能量來源不同（光能、化學(xué)能）五、光合作用對作物的影響如何提高農(nóng)作物的光合作用效率？光合作用效率？=有機物中的能量吸收的光能（1）從光合作用的原料看：①增加作物周圍二氧化碳濃度（措施）。②合理灌溉，增加植物體內(nèi)水分來增加光合作用的原料。（2）從光合作用的條件看：①增加光照，控制光照強弱（陽生植物和陰生植物）。②增加礦質(zhì)元素的供應(yīng)。③控制溫度，大棚作物白天可適當(dāng)升高溫度，

夜晚適當(dāng)降低溫度。例：合理密植是提高農(nóng)作物產(chǎn)量的重要措施，分析農(nóng)民這樣做的原因。

密植要合理，不能太稀，也不能太密。

太稀，群體內(nèi)每個個體雖能得到較好發(fā)展，但單位面積上光能利用不充分，故單位面積產(chǎn)量不高。

太密，葉片過多，互相遮蔽，下層葉片受光少；另外密度過大通風(fēng)不良，株間溫度高，濕度大，易發(fā)生病害。

所以密植要合理，才能充分利用陽光，提高光能利用率，以達(dá)到提高單位面積產(chǎn)量的目的。輪作：延長光合作用時間間種：增加光合作用面積合理利用光能想一想:根據(jù)光合作用的原理回答分析下列增產(chǎn)措施依據(jù)：1.華北平原冬小麥—夏玉米輪作2.秸桿焚燒還田3.麥—棉—辣椒—玉米立體組合種植4.農(nóng)田保持良好通風(fēng)合理利用土質(zhì)資源延長光合作用時間秸稈中含有大量新鮮有機物料，在歸還于農(nóng)田之后，經(jīng)過一段時間的腐解作用，就可轉(zhuǎn)化成有機質(zhì)和速效養(yǎng)分。增加光合作用面積提高光利用率如溫室栽培植物時，保持通風(fēng)，適當(dāng)提高室內(nèi)CO2濃度，如釋放一定量的干冰或多施有機肥，使植物吸收CO2增多，提高光合速率。想一想:根據(jù)光合作用的原理回答5.大棚生小火爐6.果園中套種其他農(nóng)作物7.地膜覆蓋8.溫室作物使用農(nóng)家肥溫度、CO2(白天）提高光利用率保水、保溫?zé)o機鹽、

CO2、溫度1.葉綠體中的色素所吸收的光能，用于_______和____________;形成的________和__________提供給暗反應(yīng)。2.光合作用的實質(zhì)是：把______和_______轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物，把_______轉(zhuǎn)變成_______,貯藏在有機物中。3.在光合作用中，葡萄糖是在________中形成的，氧氣是在_________中形成的，ATP是在_______中形成的，CO2是在_______固定的。水的光解形成ATP[H]ATPCO2H2O光能化學(xué)能暗反應(yīng)光反應(yīng)光反應(yīng)暗反應(yīng)練一練1.在光合作用的暗反應(yīng)過程中，沒有被消耗掉的是（）