光合作用和生物固氮测

1、主讲：李先明主讲：李先明实质实质光合作用光合作用发现发现场所场所过程过程意义意义应用应用一、光合作用的发现过程一、光合作用的发现过程1648年年范范 海耳蒙特海耳蒙特水水是柳树重量增是柳树重量增加的主要原料加的主要原料1771年年约瑟夫约瑟夫 普里斯特利普里斯特利植物能植物能净化净化被污染被污染了的空气了的空气l从该实验我们又可以得出什么结论？光合作用释放出光合作用释放出 。l从这个实验我们可以得出什么结论？1、绿色制造的有机物主要是绿色制造的有机物主要是 。2、绿色植物制造有机物的必要、绿色植物制造有机物的必要条件是条件是 。l从该实验我们可以得出什么结论？光合作用的必要原料是光合作用的必要

2、原料是 。绿藻绿藻绿藻绿藻H218OH2O C18O2 CO2 O218O2H2OH218O O218O2这个实验证明？这个实验证明？（一）（一）（二）（二）I can look further(更远更远) because I am on the shoulders（肩膀）（肩膀） of many great men. 掌握科学方法掌握科学方法树立创新意识树立创新意识 理解现有知识理解现有知识学会推广应用学会推广应用 二、光合作用的场所二、光合作用的场所叶绿体叶绿体色素色素叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b叶黄素叶黄素胡萝卜素胡萝卜素吸收可见吸收可见的太阳光的太阳光叶

3、绿素叶绿素主要吸收主要吸收红光红光和和蓝紫光蓝紫光类胡萝卜素类胡萝卜素主主要吸收要吸收蓝紫光蓝紫光叶绿体中的叶绿体中的色素分子色素分子可见光可见光C52C3ADP+PiATP2H2OO24H多种酶多种酶酶酶(CH2O)nCO2吸收光解能能固定还原酶光反应光反应暗反应暗反应 三、三、光合作用的过程光合作用的过程供氢供氢C C植物和植物和C C植物植物C C3 3植物叶片结构植物叶片结构C C4 4植物叶片结构植物叶片结构水稻、小麦等大多数植物在水稻、小麦等大多数植物在暗反应中，一个暗反应中，一个COCO2 2被一个被一个C C5 5固固定后形成两个定后形成两个C C3 3化合物，因此叫化合物，因

4、此叫C C3 3植物。植物。甘蔗、玉米等少数植物在暗甘蔗、玉米等少数植物在暗反应中，一个反应中，一个COCO2 2首先被一个磷首先被一个磷酸丙酮酸固定形成酸丙酮酸固定形成C C4 4化学物，然化学物，然后后C C4 4化合物分解出化合物分解出COCO2 2再与再与C5C5结结合形成两个合形成两个C C3 3化合物，因此叫化合物，因此叫C C4 4植物。植物。三、三、光合作用的过程光合作用的过程光反应和暗反应的比较光反应和暗反应的比较场所场所条件条件物质物质变化变化能量变化能量变化光反应光反应暗反应暗反应囊状结构薄膜囊状结构薄膜上上叶绿体基叶绿体基质中质中有光、色素、酶【H】、能量、多种酶水的光

5、解水的光解ATP的生成的生成CO2的固定的固定C3的还原的还原光能光能 活跃化能活跃化能活跃化能活跃化能 稳定化能稳定化能 讨论：讨论：光合作用有何意义？光合作用有何意义？CO2O2 四、光合作用的意义四、光合作用的意义把无机物变成有机物把无机物变成有机物蓄积太阳能蓄积太阳能提供氧气和保护环境提供氧气和保护环境对生物的进化有重要作用对生物的进化有重要作用 H2O + CO2 淀粉淀粉（储存能量）（储存能量）+O2光光叶绿体叶绿体粮食危机严重地影响人类的生粮食危机严重地影响人类的生存和发展，是当今世界面临的重大存和发展，是当今世界面临的重大问题之一。而我国可耕地面积只有问题之一。而我国可耕地面积

6、只有世界总量的世界总量的7%7%，却要养活世界人口，却要养活世界人口的的22%22%。如何解决十多亿人口的吃。如何解决十多亿人口的吃饭问题，是我国面临各种问题的重饭问题，是我国面临各种问题的重中之重！中之重！耕地面积不可能增加，如何解决耕地面积不可能增加，如何解决1313亿多人亿多人口的吃饭问题？口的吃饭问题？答案只有一个，那就是提高单位面积的粮答案只有一个，那就是提高单位面积的粮食产量！也就是说，提高作物光合作用的效率食产量！也就是说，提高作物光合作用的效率是解决我国是解决我国1313亿人口吃饭问题的唯一出路！亿人口吃饭问题的唯一出路！光合作用是叶绿体内进行的一个光合作用是叶绿体内进行的一个

7、复杂的能量转换与物质变化过程。从复杂的能量转换与物质变化过程。从能量方面看，光合作用将光能转化为能量方面看，光合作用将光能转化为化学能；从物质方面看，光合作用将化学能；从物质方面看，光合作用将水和二氧化碳转化成糖类等贮存了能水和二氧化碳转化成糖类等贮存了能量的有机物并释放出氧气。量的有机物并释放出氧气。要提高农作物的光合作用效率，要提高农作物的光合作用效率，提高产量就必须对光合作用中能量转提高产量就必须对光合作用中能量转换和物质变化进行深入的分析研究。换和物质变化进行深入的分析研究。H2O + CO2 淀粉淀粉（储存能量）（储存能量）+O2光光叶绿体叶绿体绿色植物通过叶绿体，吸收绿色植物通过叶

8、绿体，吸收 ，把，把 和和 合合成为贮藏能量的成为贮藏能量的 （主要是（主要是 ），同时释），同时释放出放出 。二、光合作用的实质二、光合作用的实质六、光合作用原理在农业生产上的应用六、光合作用原理在农业生产上的应用H2O + CO2 淀粉淀粉+O2光光叶绿体叶绿体H2O的利用的利用CO2的利用的利用光能的利用光能的利用叶绿体的利用叶绿体的利用要动脑筋噢六、光合作用原理在农业生产上的应用六、光合作用原理在农业生产上的应用H2O的利用的利用给你给你1吨水，用来浇半亩水稻地：吨水，用来浇半亩水稻地：你打算一次用光还是分多次用，WHY？要动脑筋噢六、光合作用原理在农业生产上的应用六、光合作用原理在农

9、业生产上的应用CO2的利用的利用假如你有半亩栽培蔬菜的温室：假如你有半亩栽培蔬菜的温室：为了提高蔬菜产量，能想到什么办法？要动脑筋噢六、光合作用原理在农业生产上的应用六、光合作用原理在农业生产上的应用光能的利用光能的利用你知道焦裕禄带领兰考县人民在农田里种泡桐的故事吗？这样做除了可以固沙改土以外还有什么好处？要动脑筋噢六、光合作用原理在农业生产上的应用六、光合作用原理在农业生产上的应用叶绿体的利用叶绿体的利用你打算在1平方米的土地上种多少棵玉米？要动脑筋噢A.2棵棵B.20C.200给你1吨水，用来浇半亩水稻和半亩旱稻地，你打算怎么使用？六、提高农作物的光合作用效率六、提高农作物的光合作用效率

10、要提高农作物的产量就必须提高它们的光要提高农作物的产量就必须提高它们的光合作用效率。分析植物光合作用的过程可知这合作用效率。分析植物光合作用的过程可知这与光照强度、与光照强度、COCO2 2的浓度、叶片中叶绿体和叶的浓度、叶片中叶绿体和叶绿素含量、酶的数量和活性等因素都有关。绿素含量、酶的数量和活性等因素都有关。光照强度与色谱光照强度与色谱光合作用的能源；光合作用的能源；COCO2 2的供应的供应光合作用的原料之一；光合作用的原料之一；必需矿质元素的供应必需矿质元素的供应影响色素及有影响色素及有关酶的合成；关酶的合成；温度温度影响酶的的活性。影响酶的的活性。光照强度与色谱光照强度与色谱光照是光

11、合作用的能源。不同类型的作物需光照是光合作用的能源。不同类型的作物需要不同的光照强度。要不同的光照强度。水稻、玉米等作物需水稻、玉米等作物需要强光照才能生长发育良要强光照才能生长发育良好，属于阳生植物。好，属于阳生植物。胡椒、人参等作物需胡椒、人参等作物需要弱光照才能生长发育良要弱光照才能生长发育良好，属于阴生植物。好，属于阴生植物。红光区红光区蓝紫光区蓝紫光区光照强度与色谱光照强度与色谱不同颜色的光照也会影响光合作用的效率。不同颜色的光照也会影响光合作用的效率。只有能被叶绿体吸收的光才能为植物的光合作用只有能被叶绿体吸收的光才能为植物的光合作用后利用。后利用。 上图中的小点为好氧性的细菌。用

12、不同颜上图中的小点为好氧性的细菌。用不同颜色的光照射水绵，细菌向红光区和蓝紫光区集色的光照射水绵，细菌向红光区和蓝紫光区集中。想一想，这是为什么？中。想一想，这是为什么？COCO2 2的供应的供应 叶片周围的叶片周围的COCO2 2浓度通常都很低，适当提高浓度通常都很低，适当提高COCO2 2浓度可以提高光合作用效率，有利增产。浓度可以提高光合作用效率，有利增产。 大田中提高大田中提高COCO2 2浓度的有效方法是合理密植浓度的有效方法是合理密植和增施有机肥料。温室中则可以人工施放和增施有机肥料。温室中则可以人工施放COCO2 2。 COCO2 2既是光合作用的既是光合作用的原料，又是呼吸作用

13、的原料，又是呼吸作用的产物。适当提高环境中产物。适当提高环境中COCO2 2的浓度能提高光合作的浓度能提高光合作用强度，有利增产。但用强度，有利增产。但COCO2 2浓度过高时又会使光浓度过高时又会使光合作用强度下降。想一合作用强度下降。想一想，这是为什么？想，这是为什么？CO2CO2浓度浓度光合作用强度光合作用强度必需矿质元素的供应必需矿质元素的供应 光合作用不但需要光、光合作用不但需要光、CO2CO2和水，还和水，还需要叶绿素吸收光，需要酶催化，需要需要叶绿素吸收光，需要酶催化，需要ATPATP和和NADPNADP+ +等。植物合成这些物质都需要等。植物合成这些物质都需要矿质元素。植物必需的矿质元素不足或比矿质元素。植物必需的矿质元素不足或比例不合理，都会影响光合作用的效率。例不合理，都会影响光合作用的效率。缺氮的作物缺氮的作物缺钾的作物缺钾的作物缺磷的作物缺磷的作物温度温度 光合作用是一系列的化学反应，需要光合作用是一系列的化学反应，需要由酶来催化。温度过高或过低都不利于酶由酶来催化。温度过高或过低都不利于酶的催化作用，影响光合作用效率的提高。的催化作用，影响光合作用效率