高中生物《光合作用》课件.ppt

光合作用基粒外膜内膜基质1.光合作用是不是细胞呼吸的逆反应？2.氧气中的氧来自哪里？第五节光合作用进行光合作用的生物有哪些？自养生物异养生物6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2光能叶绿体1939年，美国鲁宾和卡门的实验结论：光合作用释放的氧全部来自参加反应的水。光合作用释放的O2是来自同是气体的CO2吗？同位素标记法AB太阳光红外光700nm可见光400-700nm紫外光400nm紫靛蓝绿黄橙红橙黄色黄色蓝绿色黄绿色主要吸收红光、蓝紫光主要吸收蓝紫光胡萝卜素，C40H56叶黄素，C40H56O2叶绿素a，C55H72O5N4Mg叶绿素b，C55H70O6N4Mg叶绿体中色素提取和分离的实验原理是什么？95%的乙醇，层析液（都是有机溶剂）。吸收光谱叶绿体中的色素3叶绿素1类胡萝卜素3叶绿素a1叶绿素b2叶黄素1胡萝卜素都能吸收和传递光能叶绿体中的色素（有保护叶绿素作用）分布在类囊体的薄膜上。光反应场所：叶绿体类囊体的薄膜上。条件：直接需要光、色素、酶。光反应包括光系统Ⅰ和光系统Ⅱ。叶绿素、类胡萝卜素复合体（光系统）叶绿素类胡萝卜素光光叶绿素a蛋白质复合体光反应包括光系统Ⅰ和光系统Ⅱ2e-高能电子低能电子e-光系统Ⅰ+H++NADP+NADPH（强还原剂）光反应光系统Ⅱ低能电子e-高能电子e-叶绿素、类胡萝卜素复合体½O2+2H+H2O2e-叶绿体中的色素H2OO2NADPHATPADP+Pi水的光解①H2O的光解；②ATP的形成。光反应(1)光能被吸收并转化为ATP中的化学能；(2)水在光下裂解为H+、O2和e-；(3)水中的氢（H++e-）在光下将NADP+还原为NADPH。物质变化：能量变化：H2O→2H++½O2+2e-ADP+Pi+能量→ATP光能→电能→ATP、NADPH中活跃的化学能光反应中的物质变化NADP++H++2e-→NADPH碳反应场所：叶绿体基质。条件：不需光直接参与、酶。多种酶参加催化1个CO2①CO2的固定；②C3的还原。碳反应提供NADPH提供ATP2个三碳糖磷酸三碳糖离开卡尔文循环三碳糖再生为3个RuBP2个磷酸甘油酸1个RuBP（C5）（C3）多种酶参加催化3个CO2①CO2的固定；②C3的还原。碳反应提供NADPH提供ATP6个三碳糖磷酸1个三碳糖离开卡尔文循环5个三碳糖再生为3个RuBP6个磷酸甘油酸3个RuBP（C5）（C3）碳反应中的物质变化CO2的固定：C3的还原：C5（RuBP）的再生：5三碳糖→3C5ATPADPNADPHNADP+6三碳糖6C33C5（RuBP）+3CO2→6C3（3-磷酸甘油酸）光合产物在植物细胞中的利用1.碳反应的直接产物是三碳糖；2.三碳糖在叶绿体内能参与合成淀粉、蛋白质和脂质；3.大部分三碳糖运到叶绿体外，转变成蔗糖。光反应与碳反应的关系叶绿体中的色素H2ONADPHATPADP+Pi水的光解O22C3C5三碳糖多种酶参加催化CO2C5的再生3环境因素影响光合速率CO2+2H2O*光能叶绿体(CH2O)+H2O+O2*原料条件产物怎样才能提高光合速率？光合速率(光合强度)指一定量植物在单位时间内进行多少光合作用(可用O2吸收量或CO2释放量表示)。CO2浓度水分光照矿质元素温度（光饱和点）（光补偿点）光强度ABCO2吸收值CO2释放值黑暗中呼吸作用强度表观光合速率真正光合速率(1)影响光合速率的因素（光强度）真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率光合速率与光强度的关系1.对植物而言，光照越强越好吗?2.请在图上画出阴生植物胡椒光合速率的曲线?102010505-放出吸收O2(mg/dm2h)光照强度(klx)ABCDE红光区蓝紫光区不同光质对光合速率的影响光合作用整套机构对温度比较敏感，温度过高时光合速率会减弱。光合作用的最适温度因植物种类而异。(2)影响光合速率的因素（温度）呼吸作用光合作用温度吸收或释放量CO20将生长状况相同的水稻幼苗分成若干组，分别置于不同日温和夜温下生长，其他条件相同且适宜。一段时间后测定统计每组幼苗的平均高度，结果如下：日温(℃)夜温(℃)11172330—33.2cm19.9cm2330.7cm24.9cm15.8cm1716.8cm10.9cm—温室栽培中，可适当提高白天温度，适当降低夜间温度，从而提高作物产量（有机物积累量）。影响光合速率的因素（温度）1.如何提高大田和温室中的CO2含量?CO2浓度在1%以内时，光合速率会随CO2浓度的增高而增高。农田里的农作物应确保良好的通风透光和增施有机肥。温室中可增施有机肥或使用CO2发生器等。2.请在图上画出更弱光强度下光合速率的曲线?(3)影响光合速率的因素（CO2浓度）CO2浓度光合速率0AB光强度AB（光补偿点）（光饱和点）CO2的吸收量CO2的释放量光照强度的影响温度，CO2一般情况下，光强度达到B点后，限制光合速率的主要原因有哪些？环境因素对光合速率的综合影响较高光强度CO2浓度光合速率0BA较低光强度光强度可以影响CO2饱和点的变化，同样道理，温度，CO2浓度也可以影响光饱和点的变化。光强度、温度和CO2浓度对光合作用的影响是综合性的。若降低环境中CO2浓度，图中A点、B点将会如何移动？光强度AB（光补偿点）（光饱和点）CO2的吸收量CO2的释放量环境因素对光合速率的综合影响RuBP羧化酶既有羧化作用，又有加氧作用。催化RuBP与O2结合，形成一个三碳酸(C3)和一个二碳化合物(C2)。二碳化合物随后进入线粒体被氧化成为CO2。较高CO2浓度时，羧化酶活性相对高，促进光合作用;较高O2浓度时，加氧酶活性相对高，促进光呼吸。光呼吸C-3植物：CO2被同化后形成的第一个化合物是三碳酸，如水稻、小麦、树木、大部分蔬菜等。C-3植物和C-4植物C-4植物：在发生卡尔文循环之前，CO2在另一种更强的羧化酶的作用下，先被固定在一种四碳酸中，如玉米，高粱，甘蔗等。C-4植物叶片结构的特点维管束鞘细胞部分叶肉细胞（含另一种羧化酶）叶肉细胞中：CO2+三碳酸(C3)四碳酸(C4)维管束鞘细胞中：卡尔文循环羧化酶CO2C4C4三碳酸NADP+NADPHATPADP多种酶的催化2C3C5三碳糖CO2叶肉细胞维管束鞘细胞C4途径C3途径C-4植物光合作用特点示意图释放C-4途径可以提高维管束鞘细胞中的CO2浓度,抑制卡尔文循环中RuBP羧化酶的加氧活性，抑制光呼吸。在高温、高光强度的条件下，C-4植物将光能转化到糖中的效率几乎是C-3植物的2倍。C-4途径的意义