第二章光合作用與生物固氮

第二章光合作用與生物固氮第一頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四第一節(jié)光合作用一.光能在葉綠體中的轉換第二頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四（一）光能轉換成電能光能是怎樣轉換成電能的？在光的照射下，少數(shù)處于特殊狀態(tài)的葉綠素a，連續(xù)不斷地丟失電子和獲得電子，從而形成電子流，使光能轉換成電能。第三頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四類囊體（二）電能轉換成活躍的化學能光光O2H2OeH+NADP+NADPHADP+PiATP第四頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四多種酶催化CO2C52C3(CH2O)ATPADP+Pi供能NADPHNADP+供能氫供(三)活躍的化學能轉換成穩(wěn)定的化學能第五頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四光能在葉綠體中的轉換光光O2H2OeH+NADP+NADPHADP+PiATP(CH2O)CO2第六頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四反應階段能量變化物質變化光反應暗反應光能轉化成電能水在光下分解電能轉換成活躍的化學能NADPH的形成ATP的形成CO2的固定CO2還原及糖類等有機物的形成活躍的化學能轉換成穩(wěn)定化學能光能在葉綠體中的轉換第七頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四二C3植物和C4植物什么叫C4植物？舉例。

光合作用時CO2中的C首先轉移到C4里，然后再轉移到C3中的植物，叫做C4植物。例如：玉米、甘蔗、高粱等熱帶植物。什么叫C3植物？舉例。光合作用時CO2中的C直接轉移到C3里的植物，叫做C3植物。例如：小麥、水稻、大麥、大豆、馬鈴薯、菜豆和菠菜等溫帶植物。第八頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四2、C3植物和C4植物葉片結構的特點：C3植物葉片C4植物葉片維管束維管束鞘細胞柵欄組織海綿組織葉肉細胞第九頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四CO2C4C4CO2多種酶參加催化葉肉細胞的葉綠體維管束鞘細胞的葉綠體(CH2O)NADP+NADPHATPADP+Pi2C3C5C4途徑C3ADPATPC3(丙酮酸）C3途經(jīng)第十頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四（二）C3途徑和C4途徑C4植物和C3植物CO2固定的途徑分別有幾條？C4植物有兩條：C4途徑和C3途徑C3植物有一條：C3途徑上述途徑分別發(fā)生在什么細胞內？C4植物的C4途徑發(fā)生在：葉肉細胞的葉綠體內C4植物的C3途徑發(fā)生在：維管束鞘細胞的葉綠體內C3植物的C3途徑發(fā)生在：葉肉細胞的葉綠體內第十一頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四CO2的受體CO2固定后的產物CO2固定的場所C3還原的場所ATP和NADPH的作用對象暗反應途徑C3植物C4植物C3PEPC5C3C3途徑C3C4途徑C3途徑C4C3C5葉肉細胞的葉綠體葉肉細胞的葉綠體維管束鞘細胞的葉綠體葉肉細胞的葉綠體維管束鞘細胞的葉綠體C3植物和C4植物光合作用比較第十二頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四三提高農作物的光合作用效率什么叫光合作用效率？綠色植物通過光合作用制造的有機物中所含有的能量，與光合作用中吸收的光能的比值。光合作用效率=光合作用制造的有機物中所含能量光合作用中吸收的光能第十三頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四（一）光照強度的控制AB光照強度光合速率0吸收CO2陽生植物陰生植物A：光補償點B：光飽合點應根據(jù)植物的生活習性因地制宜地種植植物。第十四頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四（二）不同光質的影響紅光和藍紫光有利于提高光合效率。黃綠光不利于提高光合效率。在藍紫光的照射下，光合產物中蛋白質和脂肪的含量較多。在紅光的照射下，光合產物中糖類的含量較多。第十五頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四（三）二氧化碳的供應BACO2濃度光合速率0釋放O2A：C3植物B：C4植物第十六頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四（三）二氧化碳的供應如何提高空氣中CO2的濃度？空氣中的CO2一般占空氣體積的0.03%，當植物旺盛生長時，所需的CO2就更多，若只靠空氣中CO2本身的濃度差所造成的擴散作用滿足不了CO2的需求。作物需要良好的通風，使大量空氣通過葉面，使光合作用正常進行。

《齊民要術》記載：“正其行，通其風”。第十七頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四（四）必需礦質元素的供應哪些必需元素會影響光合作用？（1）N：是各種酶以及NADP+和ATP的重要組成成分。（2）P：是葉綠體膜、NADP+和ATP的重要組成成分。（3）K：在合成糖類，以及將其運輸?shù)綁K根、塊莖和種子等器官過程中起作用。（4）Mg：葉綠素的重要組成成分。第十八頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四（1）根據(jù)植物的生長規(guī)律和需肥規(guī)律進行適時適量施肥。（2）可進行根外施肥。（3）與豆科植物進行間種和輪作，提高土壤的肥力，使植物獲得更多的氮肥。（4）將植物秸稈尤其是豆科植物的秸稈進行深耕翻壓，也是增加土壤肥力的有效措施。應如何進行合理施肥？（四）必需礦質元素的供應第十九頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四小結提高光合作用效率的方法有：

1、控制光照；

2、控制溫度；

3、提供適量的必需礦質元素；

4、提供適量的二氧化碳；

5、提供適量的水分第二十頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四第二節(jié)生物固氮氮在植物體中的含量與作用1)、氮在植物體中含量很小2)、氮是構成蛋白質的主要成分，占其含量的16～18％，而細胞質、細胞核和酶都含有蛋白質，所以氮也是細胞質、細胞核和酶的組成成分。3)、核酸、輔酶、磷脂、葉綠素等化合物中都含有氮。所以氮為基本生命元素，必須不斷補充氮素第二十一頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四第二節(jié)生物固氮什么叫做生物固氮？固氮微生物將大氣中的N2還原為NH3的過程。共生固氮微生物自生固氮微生物根瘤菌→豆科植物放線菌→非豆科植物藍藻→水生蕨類等圓褐固氮菌（好氧）梭菌（厭氧）魚腥藻等為代表的固氮藍藻固氮微生物有哪些種類？第二十二頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四原核生物—無核仁、核膜、染色體等結構，有DNA和核糖體根瘤菌結構特點：異養(yǎng)需氧型的細菌(有氧呼吸的場所在細胞膜)根瘤菌的新陳代謝類型：1）根瘤菌只有侵入豆科植物根內才能固氮。2）不同的根瘤菌各自只能侵入特定種類的豆科植物。（特異性）根瘤菌的固氮特點：共生固氮微生物第二十三頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四（一）生物固氮過程固氮酶的特點：1）固氮酶由兩種蛋白質構成，分別是鐵蛋白和鐵鉬蛋白，只有兩種蛋白質同時存在，固氮酶才具有固氮作用。2）固氮酶具有底物多樣性的特點，即N2→NH3，乙炔→乙烯固氮酶催化乙炔還原乙烯的化學反應，常被科學家用來測定固氮酶的活性。第二十四頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四鐵蛋白鐵鉬蛋白e+H+ATPADP+PiN2固氮酶C2H2NH3C2H4（一）生物固氮過程固氮過程：第二十五頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四（二）氮循環(huán)工業(yè)固氮高能固氮生物固氮有機氮合成氨化作用硝化作用反硝化作用O2不足硝化細菌反硝化細菌亞硝酸鹽第二十六頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四（三)生物固氮在農業(yè)生產中的應用1）含氮肥料的施用2）生物固氮1.土壤可通過哪兩條途徑獲得氮素？

選擇與該種豆科植物相適應的根瘤菌進行拌種

新開墾的農田和未種植過豆科作物的土壤2.提高豆科作物產量的有效措施是什么？8×107t4×108t3.豆科植物在農業(yè)生產上有何應用？制作綠肥---直接耕埋或堆漚飼養(yǎng)家畜，再將家畜的糞便還田第二十七頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四將固氮細菌體內的固氮基因轉移到非豆科糧食作物的細胞內，在固氮基因的調控下，讓非豆科糧食作物的細胞內合成出固氮酶并且固氮，這是解決非豆科糧食作物自行固氮的一條重要途徑，這一途徑叫做固氮基因工程。（四）生物固氮研究前景固氮基因工程：第二十八頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四練習1、在光合作用過程中，碳同化伴隨的能量變化是（）

A、將ATP和NADPH中活躍的化學能，轉換成貯存在有機物中穩(wěn)定的化學能

B、光能轉換為電能

C、電能轉換為活躍的化學能

D、光能轉換為活躍的化學能

A第二十九頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四2、甲、乙兩個密閉的玻璃鐘罩內，分別喂養(yǎng)同樣小鼠各一只，和長勢良好的同樣綠色植物各一盆。與甲罩不同的是，乙罩內多了一杯氫氧化鈣溶液。兩玻璃罩同在陽光下培養(yǎng)一段時間后，甲、乙兩個鐘罩內的小鼠和植物各發(fā)生了什么變化？分析產生此現(xiàn)象的原因。練習甲罩內的小鼠活著，乙罩內的小鼠死亡。

原因是甲罩內的綠色植物能正常進行光合作用，而乙罩內的綠色植物因缺少原料（CO2）不能進行正常的暗反應，使小鼠缺氧死亡。第三十頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四3、從海洋的不同深度采集到四種類型浮游植物（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ），測定了每種類型在不同光照強度下光合作用效率，如下圖所示，在最深的海域采集到的應是（）Ａ.ⅠＢ.ⅡＣ.ⅢＤ.ⅣＤ

第三十一頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四（1）在光線弱的情況下，光合作用速度與_________成正比增加，這種情況可以認為光合作用的速度受_________的影響。（2）當光照強度一定時，光合作用速度取決于_____，這種情況可以認為光合作用的速度主要取決于____的催化效率。（3）請畫出光照強度為A時，光合速率與溫度的變化曲線練習4、右圖顯示了四聯(lián)藻光合作用速度與環(huán)境因素之間的關系：光照強度

光照強度溫度

酶

A第三十二頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四練習5.根瘤菌在根內不斷繁殖，并且刺激根內的一些細胞分裂，進而使該處的組織逐漸膨大，形成根瘤，其刺激的細胞是（）

A、厚壁細胞

B、薄壁細胞

C、表皮細胞

D、根冠細胞B

第三十三頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期四練習6.關于根瘤菌的敘述中，不正確的一項是（）

A、根瘤菌可以單獨著生，也可以聚集在一起生在根上

B