1、,生物的新陈代谢,植物的新陈代谢,植物的光合作用 植物的呼吸作用 植物对水分的吸收利用 植物的矿质营养,光合作用：,光合作用的发现 光合作用的过程 光合作用条件：光、色素、酶、温度、原料等 光合作用场所 光合作用实质 光合作用意义 练习题,演示？,光合作用的发现,18世纪中期以前：,植物所需营养物质都从土壤中获得,与空气无关.,1771年：,英国普里斯特利实验指出植物可以更新空气.,1864年:,德国萨克斯实验证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉.,1880年:,德国恩格尔曼实验证明,氧是由叶绿体释放出来的,叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所.,20世纪30年代：:,美国鲁宾和卡门实验证明光合作
2、用释放的氧全部来自水.,什么是光合作用？,光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧 的过程。,类胡萝卜素,叶绿素b,叶黄素,(蓝绿色）,（黄绿色）,（橙黄色）,（黄色）,（含量占3/4）,（含量占1/4）,叶绿体中的色素,叶绿体结构模式图,(色素),功能:吸收传递转化光能,用于光合作用.,1、光合作用的场所 叶绿体,光合作用的过程,光反应阶段,暗反应阶段,co2,2c3,水在光下分解,C5,ATP,ADP+Pi,酶,供能,H,供氢,O2,固 定,还 原,多种酶 参加催化,(CH2O),光能在叶绿体中的转换,光能在叶绿体中的转换分为三个步骤：
3、 光能转化为电能 电能转化为活跃的化学能 活跃的化学能转化为稳定的化学能。,光反应,暗反应,光能转化为电能,叶绿体内类囊体薄膜上的四种色素可分类两类：绝大多数的叶绿素a和全部叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素是吸收光能的色素；(B色素)少数处于特殊状态的叶绿素a (A色素)是将光能转化为电能的色素。,当光能被色素吸收并传递给特殊的叶绿素后，这种转化就开始了。,光能被色素吸收并传递给特殊的叶绿素a，这些叶绿素a被激发，失去一对电子。这一对电子经一系列物质(D物质)的传递,最后传递到NADP+(辅酶),得到一对电子的NADP+从溶液中得到一个H+成为NADPH(还原型辅酶)。,失去一对电子的叶绿素a具有强
4、氧化性。从水分子中夺取电子恢复到初始状态。水则分解为O2和H+。在光下，通过极少数叶绿素a源源不断地失去电子和夺取电子，形成连续的电子流(电流),光能转化成了电能。水和NADP+则不断地转化为O2和NADPH。,光能转化为活跃的化学能,光能转化为电能的同时，得到电子的NADP+还原成为NADPH，ADP与Pi合成ATP，将电能转化为活跃的化学能贮存起来。,H2O,NADP+,H2O,NADP+,活跃化学能转化为稳定化学能,在叶绿体基质中，CO2与基质中的C5结合形成C3，在有关酶的催化下，接受ATP和NADPH释放的能量并被NADPH还原，形成糖类等富含能量的有机物，将活跃的化学能转化为稳定的
5、化学能贮存在有机物中。,O2,H2O,e,H+,NADP+,NADPH,ADP+Pi,ATP,(CH2O),光合作用的过程,C3 植物和C4植物,1、C3 指的是_，C4 指的是_。2、C3 植物指的是_3、C4 植物指的是_,光合作用中CO2中C首先转移到C4中，然后才转 移到C3中的植物。,光合作用CO2中C只被C5固定转移到C3中的植物。,三个碳原子的化合物,含四个碳原子的草酰乙酸,C3 植物和C4 植物的概念,C3植物叶片结构,C4植物叶片结构,水稻、小麦等大多数植物在暗反应中，一个CO2被一个C5固定后形成两个C3化学物，因此叫C3植物。,甘蔗、玉米、高梁、苋菜等少数植物在暗反应中，
6、一个CO2首先被一个磷酸丙酮酸固定形成C4化学物，然后C4化合物分解出CO2再与C5结合形成两个C3化合物，因此叫C4植物。,多种酶参加催化,C3途径和C4途径,1、 C4植物光合作用特点示意图,叶肉细胞中的叶绿体,维管束鞘细胞中的叶绿体,C4,C4,CO2,C3（PEP）,（CH2O）,C3 （丙酮酸）,2C3,C5,2、C3植物和C4植物光合作用途径比较,C3途径 C4途径,维管束鞘细胞叶绿体,叶肉细胞叶绿体维管束鞘细胞叶绿体,C4、2C3,PEP（ C3 ）C5,C3途径,叶肉细胞叶绿体,叶肉细胞叶绿体,2C3,C5,C4植物先利用PEP与CO2结合成C4化合物，然后C4化合物再分解将C
7、O2释放出来。这一变化有什么意义呢？ 原来，PEP与CO2有很高的亲和力，它可以将大气中浓度很低的CO2固定下来，再集中到叶绿体中供暗反应利用。使植物具有更高的利用CO2进行光合作用的能力，提高了生物的适应性。,注意:光反应和暗反应是一个整体,二者紧密联系,缺一不可。 光反应是暗反应的基础，光反应阶段为暗反应阶段提供能量（ATP）和还原剂H； 暗反应阶段产生的ADP和Pi为光反应阶段合成ATP提供原料。,光反应阶段与暗反应阶段的比较,基粒(囊状结构的薄膜上),叶绿体基质中,需光,色素和酶,不需光和色素;需多种酶,光能转变为活泼的化学能，储存在ATP中,ATP中活泼的化学能转化为糖类等有机物中稳
8、定的化学能,NADP+ + 2e + H+ NADPH,光合作用的反应式：,光能,叶绿体,光合作用的实质,能量上把光能转变成有机物中的化学能,光合作用的意义：,1、光合作用为包括人类在内的几乎所有生物的生 存提供了物质来源和能量来源。 （最基本的物质和能量代谢）,2、光合作用维持大气中O2和CO2含量的相对稳定。,3、对生物的进化具有重要作用。,30亿20亿年前，蓝藻制造O2，使进行有氧呼吸的生物得以发生和发展。,O2可形成O3，可滤去紫外线，减轻其对生物的破坏，使水生生物开始逐渐在陆地生活，进而形成广泛分布的各种动植物。,提高农作物的光合作用效率,指绿色植物通过光合作用制造的有机物中所含有的
9、能量与光合 作用中吸收的光能的比值。,1、光合作用效率：,2、光合作用反应式：,CO2+H2O,（CH2O）+ O2,光能 叶绿体,3、提高光合作用效率,（2）从光合作用的条件看： 增加光照，控制光照强弱（阳生植物和阴生植物）。 增加矿质元素的供应。 控制温度，大棚作物白天可适当升高温度，夜晚适当降低温度。,（1）从光合作用的原料看： 增加作物周围二氧化碳浓度（措施）。 合理灌溉，增加植物体内的水分来增加光合作用的原料。,影响光合作用的因素,1，光照（主要影响光反应）,光照强度,阳生植物,阴生植物,真光合速率=表观光合速率+呼吸速率,光照时间,光照面积,b1,2,1,3,b2,4,3,7,一册
10、P57小字,？强度相同的单质光照射同一植物光合作用效率最强的是：,红橙光、蓝紫光,？如果上述情况下再加上白光，则光合效率最强的是：,白光,2、温度（主要影响暗反应）：,最低温度,最适温度,最高温度,温度通过影响酶的活性来影响光合作用过程,3、CO2（影响暗反应）,光照停止、CO2 不变,光照不变、CO2浓度减低,4、矿质元素,膜结构、ATP、叶绿素、酶和蛋白质的组成元素；（DNA 、RNA的组成元素）,膜结构、ATP、NADP、（DNA 、RNA的组成元素）,叶绿素的组成成分及其合成酶的活化剂,5、水分,光合作用的原料 蒸腾作用，影响气孔开闭，从而影响CO2的吸收,巩固练习,1、光合作用中，糖
11、类是在 阶段形成的，O2是在 阶段形成的，ATP是在 阶段形成的。 2、某科学家用含有14C的CO2来追踪光合作用中的C原子，这种C原子的转移途径是（ ）A、CO2 叶绿体 ATPB、CO2 叶绿素 ATPC、CO2 乙醇 糖类D、CO2 三碳化合物 糖类,暗反应,光反应,光反应,D,3、在光合作用中，需消耗ATP的是（ ） A、三碳化合物的还原 B、CO2的固定C、水在光下分解 D、 叶绿素吸收光能 4、光合作用过程中，光反应为暗反应提供的物质是（ ） A、H和ATP B、H和O2 C、O2和ATP D、H和H2O,A,A,D,A,7、光照增强，光合作用增强。但夏季的中午却又因叶表面气孔关闭
12、而使光合作用减弱。这是由于（ ）A、水分产生的H数量不足B、叶绿体利用的光能合成的ATP不足C、空气中CO2量相对增多，而起抑制 作用D、暗反应中三碳化合物产生的量太少 8、下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是（ ）A、增大O2浓度 B、增大CO2浓度C、增强光照 D、调节室温,D,A,9、下图是一个研究光合作用过程的实验，实验前溶液中加入ADP，磷酸盐、叶绿体等，实验时按图示控制进行，并不断测定有机物合成率，用此数据绘成曲线。请你用已学的光合作用知识， 解释曲线形成的原因。A B,有机物合成率,C,D,光照、无CO2,黑暗、有CO2,时间,（1）AB （2）BC段 （3）CD段,因为没有CO
13、2，只进行光反应，所以无有机物积累,因为AB段为暗反应提供了ATP和H，加之CO2供给，暗反应能够进行，有 机物合成率上升,因无光不能进行光反应，随着光反应产物的消耗，暗反应逐渐减弱，有机物合成率逐渐降低,想一想:根据光合作用的原理回答,分析下列增产措施依据： 1，华北平原冬小麦夏玉米轮作 2，秸杆焚烧还田 3，麦棉辣椒玉米立体组合种植4，农田保持良好通风 5，大棚生小火炉 6，果园中套种其他农作物 7，地膜覆盖 8，温室作物使用农家肥,合理利用土质资源 延长光合作用时间,无机盐、(提供CO2),增加光合作用面积提高光利用率,提供CO2,温度、CO2(白天）,提高光利用率,保水、保温,无机盐、 CO2、温度,再见,
