高中生物：第2章《光合作用与生物固氮》学案（旧人教版选修）.doc

第二章 光合作用与生物固氮1、光合作用1光能在叶绿体中的转换（1）光能转换成电能：光合色素的作用：吸收和传递光能：包括大多数叶绿素a、所有胡萝卜素、叶黄素和叶绿素b。吸收和转换光能：包括少数特定状态下的叶绿素a。过程：最初电子供体：水（2H2O4HO24e）；最终电子供体：NADP+特殊状态下叶绿素a失去的电子后自身变成一种强氧化剂场所：叶绿体的类囊体（2）电能转换成活跃的化学能过程：NADPH的形成：NADP2eH NADPH；ATP的形成：ADPPi电能ATP场所：叶绿体的类囊体（3）活跃的化学能转换成稳定的化学能过程：CO2的固定：CO2C52C3 ；C3的还原：2C3（CH2O）C5H2O场所：叶绿体的基质中小结：光能电能活跃的化学能（贮存在ATP、NADPH中）稳定的化学能（贮存在糖类等有机物中）2 C3植物和C4植物生理特征特征C3植物C4植物植物类型典型的温带植物小麦、大豆等典型热带或亚热带植物玉米、甘蔗、高粱、苋菜叶片结构维管束鞘细胞不含叶绿体，叶肉细胞含叶绿体，维管束鞘细胞周围叶肉细胞排列松散，没有“花环型”结构维管束鞘细胞含许多没有基粒或基粒发育不良的较大的叶绿体；叶肉细胞叶绿体较少、较小，但有基粒。且维管束鞘的外侧密接一层环状排列的叶肉细胞，组成“花环型”结构CO2固定途径C3途径C4途径和C3途径最初CO2受体C5C3CO2固定的最初产物C3C4光合最适温度15253047CO2固定场所叶肉细胞叶绿体C4途径：叶肉细胞叶绿体C3途径：维管束鞘细胞叶绿体光合产物形成场所叶肉细胞维管束鞘细胞3C4植物和C3植物的光合作用C3植物的光合作用：C3植物仅有叶肉细胞含叶绿体，整个光合过程都是在叶肉细胞里进行，光合产物亦只是积累在叶肉细胞中，维管束鞘细胞不积存光合产物，CO2固定途径仅有C3途径。（2）C4植物的光合作用：叶肉细胞中的叶绿体进行C4途径和光反应，维管束鞘细胞中进行CO2固定途径C3途径（暗反应），光合产物只积累在维管束鞘薄壁细胞中。4提高农作物的光能利用率（1） 光能利用率概念：是指单位土地面积上，农作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的比。（2）光照强弱的控制：阳生植物和阴生植物；光质对提高光能利用率的影响：蓝光下蛋白质多，红光下糖多。（3）二氧化碳的供应： 二氧化碳的含量对光合作用的强弱影响；提高二氧化碳浓度的措施：合理密植，通风透光；使用农家肥或二氧化碳发生器。（4）必须矿质元素的供应：氮元素在植物生命活动中的作用：氮元素是蛋白质的主要组成元素，而蛋白质是细胞结构和酶的重要组成成分；氮元素是ATP中腺苷的组成元素；光反应的电子受体NADP+含有氮元素；核酸中有含氮的碱基。磷元素在植物生命活动中的作用：生物膜结构的组成成分磷脂中含有磷元素；磷元素是DNA和RNA的组成成分；磷元素是ATP和NADPH的组成元素。镁和钾元素在植物生命活动中的作用： 镁元素是叶绿素的组成成分。植物缺镁时，叶绿素不能合成，在老叶上表现为缺绿，严重影响光合作用的效率。钾元素能促进糖类物质运输到储藏器官，并促进储藏器官合成多糖，例如，种植马铃薯、水稻、小麦等以收获淀粉为主的作物要多施钾肥。植物缺钾时，蛋白质分解，叶绿素破坏，叶色变黄卷曲，茎杆易倒伏，抗旱抗寒能力降低。 2、生物固氮1生物固氮的概念：是指固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程2固氮微生物的种类：（1）共生固氮微生物：概念：象根瘤菌与豆科植物这样，能与一些绿色植物互利共生的固氮微生物叫共生固氮微生物。分布：广泛分布在表层土壤中实例：根瘤菌：形态特征：棒槌形、“T”形、“Y”形；代谢类型：需氧异养型；生理特征：与豆科植物互利共生但有专一性，植物开花之前，其固氮能力最强；根瘤的形成和作用：形成：根内薄壁细胞分裂，作用：“小氮肥厂”一旦破溃，会将其中的根瘤菌和一些含N化合物释放到土壤中，提高土壤肥力。（2）自生固氮微生物：概念：指在土壤中能够独立进行固氮的微生物代谢类型：异养需氧型实例：圆褐固氮菌：形态特征：杆菌成短杆菌、单生或对生；作用：有较强的固氮合物，并且能够分泌生长素，促进植株生长和果实发育；应用：制成菌剂。3生物固氮的意义：氮循环过程自然界的固氮途径有：生物固氮、工业固氮、高能（闪电）固氮，大气中的氮通过这些途径进入生态系统。生物固氮和工业固氮相比好处：工业固氮需极高的温度和压力，对大气产生严重污染，生物固氮在常温常压条件下可以完成，对大气没有任何不良影响。生物体内有机氮的合成植物：无机氮（如铵盐、硝酸盐）有机氮（如蛋白质）动物：植物体内有机氮动物体内有机氮氨化作用：动植物遗体排出物、残落物中的有机氮无机氮（NH3）硝化作用反硝化作用 （N2离开生态系统返回大气） 硝化细菌和反硝化细菌的代谢类型是（自养需氧和异养厌氧）4生物固氮在农业生产中的应用：氮素是农作物从土壤中吸收的一种大量元素，土壤每年