湖南省长沙市高中生物 5.4 光合作用的原理和应用课件 新人教版必修1.ppt

第4节能量之源 光与光合作用 二光合作用的原理和应用 一 光合作用的概念 h20 co2 o2 糖类 ch20 等有机物 是能源物质 光 叶绿体 不足 没有考虑到空气对光合作用的影响 五年后 柳树增重74 47kg土壤减少0 06kg 植物增重主要来自水分 二 光合作用的探究历程 1 17世纪40年代 赫尔蒙特 荷兰 2 1771年 英国的科学家普利斯特利实验 一段时间后 一段时间后 2 1771年 英国的科学家普利斯特利实验 结论 绿色植物可以更新空气 3 1779年 荷兰科学家英格豪斯做了500多次植物更新空气的实验 1 只有在光下植物才能更新空气 2 植物体只有绿叶才能更新空气 结论 直到1785年 由于发现了空气的组成 人们才明确 在光下放出的是氧气 吸收的是二氧化碳 分析 结论 a装置内存在co2b装置中没有co2存在 co2是光合作用的原料之一 二 光合作用的探究历程 4 1845年 德国科学家梅耶 据能量转化与守恒定律明确指出 植物进行光合作用时 将光能转化成化学能储存起来 5 1864年 德国植物学家萨克斯实验 天竺葵 一半曝光 一半遮光 5 1864年 德国植物学家萨克斯实验 一半曝光 一半遮光 在暗处放置几小的叶片 碘蒸气 6 1939年 美国科学家鲁宾和卡门 同位素标记法 什么是同位素 同位素标记法 具有相同质子数 不同中子数的原子 互称同位素 由于核的不稳定性 同位素往往具有放射性 释疑解惑 6 1939年 美国科学家鲁宾和卡门 同位素标记法 7 20世纪40年代 美国科学家卡尔文 碳的同位素14c co2 14co2 有机物 卡尔文循环 二氧化碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径 三 光合作用的过程 1 反应式 co2 h2o ch2o o2 光能 叶绿体 三 光合作用的过程 2 过程 色素分子 可见光 吸收 三 光合作用的过程 2 过程 色素分子 可见光 2h2o o2 h 吸收 光解 三 光合作用的过程 2 过程 色素分子 可见光 adp pi atp 2h2o o2 h 酶 吸收 光解 三 光合作用的过程 2 过程 色素分子 可见光 adp pi atp 2h2o o2 h 酶 吸收 光解 光反应 三 光合作用的过程 2 过程 色素分子 可见光 c5 2c3 adp pi atp 2h2o o2 h 多种酶 酶 co2 吸收 光解 固定 光反应 三 光合作用的过程 2 过程 色素分子 可见光 c5 2c3 adp pi atp 2h2o o2 h 多种酶 酶 co2 吸收 光解 能量 固定 还原 ch2o 光反应 三 光合作用的过程 2 过程 色素分子 可见光 c5 2c3 adp pi atp 2h2o o2 h 多种酶 酶 co2 吸收 光解 能量 固定 还原 ch2o 光反应 暗反应 三 光合作用的过程 2 过程 例1 将植物栽培在适宜的光照 温度和充足的co2条件下 如果将环境中co2含量突然降至极低水平 此时叶肉细胞内的c3化合物 c5化合物和atp含量的变化情况依次是 a 上升 下降 上升b 下降 上升 下降c 下降 上升 上升d 上升 下降 下降 c 3 当条件改变时 c3 c5 atp h 含量变化 条件 停止光照co2供应不变 突然光照co2供应不变 光照不变停止co2供应 光照不变co2大量供应 c3 c5 atp和 h 增加 减少 减少 减少 增加 增加 减少 增加 增加 增加 减少 减少 3 当条件改变时 c3 c5 atp h 含量变化 4 光合作用中元素的转移 h的转移 h2o h ch2o c的转移 co2 c3 ch2o co2中的o和h2o中的o的转移 co2 c3 ch2o h2o o2 5 光反应阶段与暗反应阶段的比较 光反应阶段 暗反应阶段 1 场所 2 速度 3 条件 4 原料 基粒 囊状结构的薄膜上 叶绿体基质中 快速 较缓慢 需光 色素和酶 不需光和色素 需多种酶 h2o adppi co2 h atp c5 项目 项目 光反应阶段 暗反应阶段 5 物质变化 6 能量变化 7 产物 h2o的光解 2h2o 光能 4 h o2 atp的生成 adp pi 能量 酶 atp co2 c5 2c3 co2还原即c3还原 2c3 h co2的固定 ch2o c5 光能 活跃的化学能 atp atp 活跃的化学能 ch2o 稳定的化学能 atp h o2 c5 ch2o adp pi等 酶 酶 atp 1 光合作用强度 是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量 2 光合速率 单位时间 单位面积的叶生产的有机物的量 单位时间 单位面积的叶释放的氧气的量 单位时间 单位面积的叶吸收的二氧化碳的量 四 光合作用原理的应用 基本概念 例如 控制光照的强弱和温度的高低 适当增加作物环境中二氧化碳的浓度 等等 1 光合作用强度 2 光合速率 四 光合作用原理的应用 基本概念 3 真正光合速率和净光合速率 真正光合速率 光照强度 不考虑呼吸作用 0 净光合速率 光照强度 考虑呼吸作用 0 真正光合速率 净光合速率 呼吸速率 a b 内部因素对光合作用的影响 植物种类不同 同一植物在不同的生长发育阶段 同一植物不同部位的叶片 同一叶片的不同生长发育期等 其光合速率都不尽相同 叶面积光合速率 调查开始后的天数 叶面积 一片叶 光合速率 内部因素对光合作用的影响 植物种类不同 同一植物在不同的生长发育阶段 同一植物不同部位的叶片 同一叶片的不同生长发育期等 其光合速率都不尽相同 一片地 o 2 4 6 8 叶面积指数 物质量 呼吸量 实际光合作用量 净光合作用量 光照强度对光合作用的影响 氧气释放速率 光照强度 光照强度对光合作用的影响 氧气释放速率 光照强度 a b c 光照强度对光合作用的影响 氧气释放速率 光照强度 a b c a b c三点分别代表什么生物学意义 光照强度对光合作用的影响 氧气释放速率 光照强度 a b c a b c三点分别代表什么生物学意义 a 光强为0时 呼吸作用速率 光照强度对光合作用的影响 氧气释放速率 光照强度 a b c a b c三点分别代表什么生物学意义 a 光强为0时 呼吸作用速率 b 呼吸作用速率与光合作用速率相等 光补偿点 光照强度对光合作用的影响 氧气释放速率 光照强度 a b c a b c三点分别代表什么生物学意义 a 光强为0时 呼吸作用速率 b 呼吸作用速率与光合作用速率相等 光补偿点 c 光合作用最强所需的最低光照强度 光饱和点 光照强度对光合作用的影响 氧气释放速率 光照强度 a b c 红线代表阳生植物 绘出阴生植物的相应曲线图 光照强度对光合作用的影响 氧气释放速率 光照强度 a b c 红线代表阳生植物 绘出阴生植物的相应曲线图 阳生植物的光补偿点和光饱和点比阴生植物高 光照强度对光合作用的影响 氧气释放速率 光照强度 a b c 当co2浓度适当升高时 b c两点应怎样移动 光照强度对光合作用的影响 氧气释放速率 光照强度 a b c 当co2浓度适当升高时 b c两点应怎样移动 高co2浓度 光照强度对光合作用的影响 氧气释放速率 光照强度 a b c 当co2浓度适当升高时 b c两点应怎样移动 高co2浓度 b 向左移动 c 向右移动 光照强度对光合作用的影响 氧气释放速率 光照强度 a b c 当co2浓度适当升高时 b c两点应怎样移动 高co2浓度 b 向左移动 当co2浓度适当降低时 b c两点应怎样移动 c 向右移动 光照强度对光合作用的影响 氧气释放速率 光照强度 a b c 当co2浓度适当升高时 b c两点应怎样移动 b 向左移动 当co2浓度适当降低时 b c两点应怎样移动 低co2浓度 c 向右移动 光照强度对光合作用的影响 氧气释放速率 光照强度 a b c 当co2浓度适当升高时 b c两点应怎样移动 b 向左移动 c 向右移动 当co2浓度适当降低时 b c两点应怎样移动 低co2浓度 b 向右移动 c 向左移动 二氧化碳对光合作用的影响 氧气释放速率 co2的浓度 氧气释放速率 co2的浓度 a b c 二氧化碳对光合作用的影响 氧气释放速率 co2的浓度 a b c co2饱和点 二氧化碳对光合作用的影响 不同光强下 co2浓度对光合速率影响 二氧化碳对光合作用的影响 不同光强下 co2浓度对光合速率影响 二氧化碳对光合作用的影响 可采取哪些措施提高某植物的co2饱和点 不同光强下 co2浓度对光合速率影响 二氧化碳对光合作用的影响 可采取哪些措施提高某植物的co2饱和点 适当提高光照强度和温度等 温度对光合作用的影响 1 温度直接影响酶的活性 2 温度过高影响气孔开放 影响二氧化碳的供应 进而影响暗反应 从而影响光合速率 应用 适时播种 温室栽培农作物时 白天适当提高温度 晚上适当降温 六 n p k等必需元素 应用 合理施肥 七 水 应用 预防干旱 合理灌溉 八 环境因素对光合作用强度的影响 1 实验原理 八 环境因素对光合作用强度的影响 1 实验原理 2 实验流程 八 环境因素对光合作用强度的影响 1 实验原理 2 实验流程 打出小圆形叶片 30片 用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出 直径 1cm 抽出叶片内气体 用注射器 内有清水 小圆形叶片 抽出叶片内气体 小圆形叶片沉水底 将内部气体逸出的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中 小圆形叶片全部沉到水底 八 环境因素对光合作用强度的影响 1 实验原理 2 实验流程 八 环境因素对光合作用强度的影响 项目 烧杯 1 实验原理 2 实验流程 3 实验结论 八 环境因素对光合作用强度的影响 项目 烧杯 在一定范围内 随着光照强度不断增强 光合作用强度也不断增强 五 化能合成作用 1 概念 自养生物 异养生物 利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物 这种合成作用叫做化能合成作用 共同点 反应过程 能量来源 代表生物 化能合成作用 光合作用 2 光合作用与化能合成作用的比较 无机物氧化所放出来的化学能 光能 硝化细菌等 绿色植物 co2 h2o ch2o o2 光能叶绿体 将无机物 co2和h2o 转变为自身储存能量的有机物 六 光合作用与呼吸作用的计算 光合作用 呼吸作用的速率一般为一段时间内co2 o2和葡萄糖的变化量计算 六 光合作用与呼吸作用的计算 光合作用 呼吸作用的速率一般为一段时间内co2 o2和葡萄糖的变化量计算 光合作用实际产o2量 实测o2释放量 呼吸作用耗o2量 六 光合作用与呼吸作用的计算 光合作用 呼吸作用的速率一般为一段时间内co2 o2和葡萄糖的变化量计算 光合作用实际产o2量 实测o2释放量 呼吸作用耗o2量 光合作用实际co2消耗量 实测co2消耗量 呼吸作用co2释放量 六 光合作用与呼吸作用的计算 光合作用 呼吸作用的速率一般为一段时间内co2 o2和葡萄糖的变化量计算 光合作用实际产o2量 实测o2释放量 呼吸作用耗o2量 光合作用实际co2消耗量 实测co2消耗量 呼吸作用co2释放量 光合作用c6h12o6净生产量 光合作用实际c6h12o6生产量 呼吸作用c6h12o6消耗量 六 光合作用与呼吸作用的计算 例 下图是在一定的co2浓度和温度下 某阳生植物co2的吸收量和光照强度的关系曲线 据图回答 5 10 15 20 25 30 35 5 10 20 15 光照强度 klx 25 co2吸收量mg dm2 h b c d 5 该植物的呼吸速率为每小时释放co2 mg dm2 5 10 15 20 25 30 35 5 10 20 15 光照强度 klx 25 co2吸收量mg dm2 h b c d b点表示 5 5 光合作用与呼吸作用速率相等 若该植物叶面积为10dm2 在光照强