(410-470nm)-光合作用一.ppt

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LS双螺旋工作室赵洪波光合作 一、捕获光能的色素二、叶绿体与光合作用相适应的特点三、光合作用的概念四、光合作用的反应式五、光合作用的探究历程六、光合作用的过程七、光合作用的实质八、光合作用的意义九、影响光合作用的因素及实践应用十、光能利用率和光合效率十一、光合作用日变更十二、条件骤变时间合作用的物质量的变更十三、补偿点和饱和点的移动十四、光合作用与呼吸作用的比较十五、绿色植物的气体代谢及有关计算光合作用 一、捕获光能的色素1．分布分布于叶绿体的类囊体膜上。光合作用 一、捕获光能的色素2．类型黄绿叶黄素蓝紫光蓝绿胡萝卜素类胡萝卜素黄叶绿素b红光蓝紫光橙黄叶绿素a叶绿素纸层析图吸取光谱颜色色素的种类光合作用 一、捕获光能的色素2．类型叶绿素a：C55H72O5N4Mg叶绿素b：C55H70O6N4Mg叶黄色：C40H56O2胡萝卜素：C40H56光合作用 一、捕获光能的色素3．功能色素溶液清水分光仪分光仪色素具有选择吸取光能的作用光合作用 一、捕获光能的色素3．功能叶绿素的吸取光谱红光区(640－660nm)蓝紫光区(410－470nm)700nm040050060050100叶绿素b叶绿素a光合作用 一、捕获光能的色素3．功能Waverlength(nm)Relativeabsorbtance050100150200250300380400420440460480500520类胡萝卜素的吸取光谱蓝紫光区(410－470nm)光合作用 一、捕获光能的色素3．功能叶绿体中的色素，只吸取可见光，不吸取红外光和紫外光。叶绿素对红光和蓝紫光吸取量大，类胡萝卜素对蓝紫光吸取量大，但对其它波段的光并非不吸取，只是吸取量少。不同颜色温室大棚的光合效率无色透亮大棚光合效率最高：绿色大棚光合效率最低无色透亮大棚各色光都能透过，有色大棚主要透过同色光，其他光被吸取。光合作用 一、捕获光能的色素4．性质（1）四种色素都不溶于水，而溶于酒精、丙酮、石油醚等有机溶剂中；（2）四种色素在层析液中的溶解度不同：胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a＞叶绿素b（3）叶绿素没有类胡萝卜素稳定，叶绿素的合成易受光照、温度、Mg2+的影响，而这些条件对类胡萝卜素的影响很小。光合作用 一、捕获光能的色素5．色素与叶色的关系秋天降温时，植物体为适应寒冷，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷渐渐降解，所以叶子呈现红色红色寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，类胡萝卜素的颜色显现出来，叶子变黄。黄色正常叶子的叶绿素与类胡萝卜素的比例是3：1，且对绿光吸取最少，所以正常叶子总是呈绿色。绿色原因叶色光合作用 二、叶绿体与光合作用相适应的特点（1）外膜、内膜将叶绿体与细胞质基质隔开；（2）类囊体构成基粒，极大地扩展了受光面积和色素、酶的附着面积；（3）与光反应有关的色素和酶在类囊体膜上，与暗反应有关的酶分布于基质中，光反应与暗反应既相对独立，又紧密联系。光合作用 三、光合作用的概念光合作用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能量的有机物，并释放出氧气的过程。有机物能量二氧化碳水氧气叶绿体 四、光合作用的反应式光合作用CO2+H2O(CH2O)+O2光能叶绿体6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O光能叶绿体6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2光能叶绿体光合作用的产物主要是糖类，包括单糖（葡萄糖和果糖）、二糖（蔗糖）和多糖（淀粉），其中以蔗糖和淀粉最普遍。一部分蛋白质、脂肪和有机酸也是光合作用的产物。对光合作用产物的理解为有机物和氧气更精确。 五、光合作用的探究历程光合作用H218O＋CO2→18O2；H2O＋C18O2→O2光合作用释放的氧来自水鲁宾、卡门（美）1939暗处理→叶片一半曝光，另一半遮光→照光→碘蒸汽→遮光部分颜色无变更，曝光部分呈深蓝色绿色叶片在光合作用中产生淀粉萨克斯（德）1864光能转变成化学能储存起来梅耶（德）1845500多次植物更新空气试验只有绿叶光下才能更新空气英格豪斯（荷兰）1779绿色植物＋点燃的蜡烛→不易熄灭；绿色植物＋小鼠→小鼠不易死证明绿色植物可以更新空气普利斯特利（英）1771相关实验成就科学家时间 六、光合作用的过程光合作用暗反应与光无关，有光无光都能进行，若光反应停止，暗反应可接着进行一段时间，但时间不长。故晚上一般认为不进行暗反应，只进行呼吸作用。相同时间内，光照与黑暗间隔处理，比始终光照积累的有机物多。因为［H］、ATP基本不积累，利用充分。 六、光合作用的过程光合作用活跃的化学能→稳定的化学能(合成有机物中)光能→电能→活跃的化学能(ATP高能键中)能量变更光反应阶段是暗反应阶段的准备阶段：供［H］和ATP暗反应阶段是光反应阶段的接着阶段：供应ADP、Pi联系CO2+C5→2C32C3→（CH2O）+C52H2O→4［H］+O2物质变更适当上升温度增大光照强度加速较缓慢特殊快速度酶色素、光、酶条件叶绿体基质叶绿体类囊体薄膜场所暗反应阶段光反应阶段 七、光合作用的实质光合作用把CO2和H2O转变成有机物把光能转变成有机物中的化学能最基本的物质代谢和能量代谢物质变更：能量变更：光合作用 八、光合作用的意义光合作用1．生物界中有机物的来源—“绿色工厂”2．生物生命活动所需能量的最终来源－“能量转换器”3．调整大气中02和CO2的含量—“自动的空气净化器”4．对生物的进化具有重要作用为无氧呼吸→有氧呼吸、水生→陆生创建了条件 九、影响光合作用的因素及实践应用光合作用1．光（1）光照强度喜阳光足够环境。(如：水稻、小麦、玉米等)喜潮湿、背阴环境。(如：胡椒、三七、人参等)①不同的植物，对光照强弱的需求不同。阳生植物：阴生植物： 九、影响光合作用的因素及实践应用光合作用1．光（1）光照强度①不同的植物，对光照强弱的需求不同。光合速率光强阴生苔藓阴生草木阳生草木小麦玉米高粱 九、影响光合作用的因素及实践应用光合作用1．光（1）光照强度②光补偿点和光饱和点光补偿点：净光合速率等于零时的光强。光饱和点：净光合速率达到最大时的最小光强。AB光照强度0吸收量CO2阳生植物阴生植物A：光补偿点B：光饱合点应用适当提高光照强度，增加光合作用。呼吸作用净光合作用真光合作用 九、影响光合作用的因素及实践应用光合作用1．光（2）光质（光的波长）光质不同影响光合速率，白光为复合光，光合作用实力最强，单色光中红光作用最快，蓝紫光次之，绿光最差。应用对温室大棚用无色透亮玻璃。若要降低光合作用则用有色玻璃，如用红色玻璃，则透红光吸取其他波长的光，光合实力较白光弱，但较其他单色光强。 九、影响光合作用的因素及实践应用光合作用1．光（3）光照面积叶面积指数有机物光合作用总量呼吸作用总量应用合理密植：增加单位面积株数变更株形：提高单株受光面积间作、套种：提高散射光的利用率 九、影响光合作用的因素及实践应用光合作用1．光（4）光照时间大棚人工光照轮作延长光照时间轮作在同一块田地上有依次地在季节间和年度间轮换种植不同作物或复种组合的种植方式。是用地养地相结合的一种生物学措施。有利于均衡利用土壤养分和防治病、虫、草害；能有效地改善土壤的理化性状，调整土壤肥力。 九、影响光合作用的因素及实践应用光合作用2．二氧化碳二氧化碳补偿点：净光合速率等于零时的二氧化碳浓度二氧化碳饱和点：净光合速率达到最大时最小二氧化碳浓度ABCO2浓度0吸收量CO2A：CO2补偿点B：CO2饱合点应用作物须要良好的通风，使大量空气通过叶面，使光合作用正常进行。适当增加二氧化碳浓度：燃烧秸杆、施放干冰、施用农家肥。呼吸作用净光合作用真光合作用 九、影响光合作用的因素及实践应用光合作用3．温度温度影响酶的活性，从而影响光合作用。反应速度最适温度温度一般植物可在10～35℃下正常进行光合作用,其中25～30℃最适宜，在35℃以上光合作用起先下降，40～45℃时完全停止。 九、影响光合作用的因素及实践应用光合作用3．温度温度对净光合速率的影响温度吸收量CO2光合速率呼吸速率净光合速率应用温室大棚白天适当上升温度，晚上适当降低温度。 九、影响光合作用的因素及实践应用光合作用4．水分缺水使气孔关闭，影响二氧化碳进入叶肉细胞；缺水使叶片淀粉水解加强，糖类积累，光合产物输出缓慢；因此，植物水分削减，光合作用速率下降。应用合理浇灌 九、影响光合作用的因素及实践应用光合作用5．矿质元素①N：酶、叶绿素、NADP+、ATP、叶绿体膜的重要组成成分。②P：NADP+、ATP、叶绿体膜的重要组成成分。③K：在合成糖类，以及将其运输到块根、块茎和种子等器官过程中起作用。④Mg：⑤Fe：叶绿素的重要组成成分。酶活化剂。 九、影响光合作用的因素及实践应用光合作用5．矿质元素吸收量CO2N吸收量CO2P2O5吸收量CO2K2O应用①依据植物的生长规律和需肥规律进行适时适量施肥。②可进行根外施肥。③与豆科植物进行间种和轮作，提高土壤的肥力，使植物获得更多的氮肥。④将植物秸秆尤其是豆科植物的秸秆进行深耕翻压，也是增加土壤肥力的有效措施。 九、影响光合作用的因素及实践应用光合作用6．叶龄叶龄0释放量O2应用去掉老叶 九、影响光合作用的因素及实践应用光合作用7．多因子影响光照强度0速率10℃20℃30℃PQ光照强度－温度－光合速率光照强度0速率低CO2中CO2高CO2PQ光照强度－CO2浓度－光合速率温度0速率弱光照中光照强光照PQ温度－光照强度－光合速率CO2浓度0速率弱光照中光照强光照PQCO2浓度－光照－光合速率 九、影响光合作用的因素及实践应用光合作用7．多因子影响温度0速率弱光照中光照强光照PQ温度光－照强度－光合速率温度0速率弱光照中光照强光照PQCO2浓度－温度－光合速率关键点的含义P点：此点之前，限制光合作用速率的因素为横坐标所示的因子，随着其因子的增加光合速率加快。Q点：此点时，横坐标所在的因素不再是影响光合速率的因子，影响因素为坐标图中三条曲线所示出的其他因子。 十、光合作用日变更光合作用610121518时间光合速率陆生植物夏季晴天中午 十一、条件骤变时间合作用的物质量的变更光合作用削减增加削减增加运输受阻光照不变CO2不变增加削减削减增加CO2增加光照不变削减或没有增加增加削减停止CO2光照不变增加增加增加削减突然光照CO2不变削减或没有削减或没有下降增加停止光照CO2不变（CH2O）H、ATPC5C3条件 十二、光合作用与呼吸作用的比较光合作用1．从反应式上追踪元素的来龙去脉（1）光合作用6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2光能叶绿体（2）呼吸作用C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶 十二、光合作用与呼吸作用的比较光合作用2．从过程中找寻物质循环和能量流淌 十二、光合作用与呼吸作用的比较光合作用2．从过程中找寻物质循环和能量流淌（1）物质循环C：O：H：CO2暗反应（CH2O）呼吸ⅠC3呼吸ⅡCO2H2O光反应O2呼吸ⅢH2OH2O光反应[H]暗反应（CH2O）呼吸ⅠⅡ[H]呼吸ⅢH2O 十二、光合作用与呼吸作用的比较光合作用2．从过程中找寻物质循环和能量流淌（2）能量流淌光能光反应ATP暗反应（CH2O）呼吸作用热能ATP各项生命活动 十二、光合作用与呼吸作用的比较光合作用3．从【H】和ATP的来源、去路，看差异作为能量通货用于各项生命活动第一、二、三阶段均产生，能量来自于有机物氧化分解有氧呼吸用于暗反应阶段C3还原能量之需，以稳定化学能形式储存于有机物中光反应阶段：光能→电能→ATP光合作用ATP用于第三阶段还原O2，生成H2O葡萄糖和丙酮酸脱氢有氧呼吸作为还原剂用于暗反应阶段还原C3光反应中水的光解光合作用[H]去路来源 十二、光合作用与呼吸作用的比较光合作用光合作用是呼吸作用的物质基础和能量基础；呼吸作用为光合作用供应二氧化碳；光合作用为呼吸作用的进化创建条件；共同维持碳循环。联系为生命活动供应能量，为其他化合物的合成供应原料为几乎全部生物供应物质和能量意义稳定的化学能→活跃的化学能+热能光能→电能→活跃的化学能→稳定的化学能能量变更有机物→无机物无机物→有机物物质变更酶光、色素、酶条件细胞质基质、线粒体叶绿体、蓝藻、光合细菌场所有氧呼吸型和兼性厌氧型活细胞含光合色素的细胞细胞区别有氧呼吸光合作用 十三、绿色植物的气体代谢及有关计算光合作用 光合作用1．黑暗状态只进行呼吸作用，不进行光合作用。（1）气体代谢此时植物从外界吸取O2，并将呼吸作用产生的CO2代谢释放到体外。O2O2CO2CO2十三、绿色植物的气体代谢及有关计算 光合作用1．黑暗状态只进行呼吸作用，不进行光合作用。（2）呼吸作用相对强度的表示方法①用CO2释放量(或容器内CO2增加量)表示。②用O2吸取量(或容器内O2削减量)表示③用植物重量(有机物)削减量表示。十三、绿色植物的气体代谢及有关计算 光合作用2．较强光照既进行呼吸作用又进行光合作用，且光合强度大于呼吸强度。（1）气体代谢CO2CO2O2O2mm1m2NN1N2m＝m1＋m2N＝N1＋N2十三、绿色植物的气体代谢及有关计算 光合作用2．较强光照既进行呼吸作用又进行光合作用，且光合强度大于呼吸强度。（2）光合作用相对强度表示方法①用O2释放量(或容器内O2增加量)表示。②用CO2吸取量(或容器内CO2削减量)表示。③用植物重量(有机物)增加量表示。十三、绿色植物的气体代谢及有关计算 光合作用3．较弱光照既进行呼吸作用又进行光合作用，且光合强度等于或小于呼吸强度。CO2CO2O2O2mm1m2NN1N2m＝m1－m2N＝N1－N2十三、绿色植物的气体代谢及有关计算 十四、补偿点和饱和点的移动光合作用1．光照强度变更时，二氧化碳补偿点和饱和点的移动（1）增加光照强度ACCO2浓度0吸收量CO2BDA点：B点：C点：D点：不移左移右上移右移光照对呼吸作用无影响光照增加,较低CO2,就可与呼吸强度相等光照增加，光合作用增加光照增加，光合作用最强时，需CO2多 十五、补偿点和饱和点的移动光合作用1．光照强度变更时，二氧化碳补偿点和饱和点的移动（2）减弱光照强度ACCO2浓度0吸收量CO2BDA点：B点：C点：D点：不移右移左下移左移光照对呼吸作用无影响光照减弱,较高CO2,才可与呼吸强度相等光照减弱，光合作用减弱光照减弱，光合作用最强时，需CO2少 光合作用2．二氧化碳浓度变更时，光补偿点和饱和点的移动（1）增大二氧化碳浓度AC光照强度0吸收量CO2BDA点：B点：C点：D点：不移不移右上移右移十五、补偿点和饱和点的移动CO2浓度的适当增大，不会抑制呼吸作用光照弱,增大CO2浓度,对光合作用无影响CO2浓度增大，光合作用增加CO2浓度增大，光合作用最强时，需光强 光合作用2．二氧化碳浓度变更时，光补偿点和饱和点的移动（2）降低二氧化碳浓度AC光照强度0吸收量CO2BDA点：B点：C点：D点：不移右移左下移左移十五、补偿点和饱和点的移动CO2浓度的降低，呼吸作用基本无影响CO2浓度降低,较强光照,才与呼吸强度相等CO2浓度降低，光合作用减弱CO2浓度降低，光合作用最强时，需光弱 光合作用3．温度变更时，补偿点和饱和点的移动（1）在最适温度以下上升温度AC光照强度0吸收量CO2BDA点：B点：C点：D点：下移右移右上移右移十五、补偿点和饱和点的移动低于最适温度，温度上升，呼吸作用增加需较强光照，才能产生与呼吸消耗相当的有机物低于最适温度，温度上升，光合作用增加温度上升，酶活性上升，可利用更强的光照 光合作用3．温度变更时，补偿点和饱和点的移动（2）超过光合酶最适温度上升温度AC光照强度0吸收量CO2BDA点：B点：C点：D点：下移右移左下移左移呼吸酶的最适温度比光合酶高,温度上升,呼吸增加需较强光照，才能产生与呼吸消耗相当的有机物高于最适温度，温度上升，光合作用减弱高于最适温度，酶活性降低，弱光时就达到饱和十五、补偿点和饱和点的移动 一、捕获光能的色素3．功能色素溶液清水分光仪分光仪色素具有选择吸取光能的作用光合作用 十、光能利用率和光合效率光合作用光照强度、二氧化碳浓度、温度、水、矿质元素等。延长光合作用时间、增大光合作用面积和提高光合作用效率等途径。提高措施提高光合作用效率能够提高光能利用率，提高光能利用率不确定能提高光合作用效率。但二者均影响农作物产量。包括了光反应和暗反应，实指有机物的产生量或氧气的产生速率。色素对光的吸取、转化和利用，它的提高不等于光合效率提高。本质光合效率=转化到有机物中的能量/植物吸取的光能光能利用率=转化到有机物中的能量/照到地上的光能公式绿色植物通过光合作用制造的有机物中所含有的能量与光合作用所吸取的光能的比值。一般是指单位土地面积上,植物通过光合作用所产生的有机物中所含的能量与这块土地所接受的太阳能之比。概念光合效率光能利用率联系