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能量之源光与光合作用能量之源光与光合作用》
光合作用的定义,总结光合作用的回响式,CO2+H2O(CH2O)+O2,光能,叶绿体,糖类,,绿色植物通过叶绿体,利用光能,把CO2和H2O转化成储存能量的有机物,并释放出O2的过程。,光合作用的实质,将无机物转换成有机物,将光能转化为稳定的化学能,二、光合作用的过程,光回响:,暗回响:,1、划分依据:回响过程是否需要光能,光回响在白天可以举行吗?夜间呢?暗回响在白天可以举行吗?夜间呢?,有光才能回响,有光、无光都能回响,,H2O,类囊体膜,酶,,,,,光、色素、酶,叶绿体内的类囊体薄膜上,,水的光解:,(恢复剂),ATP的合成:,光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中,场所:,条件:,物质变化,能量变化:,进入叶绿体基质,参与暗回响,供暗回响使用,光能,2、光回响阶段,,CO2,五碳化合物C5,CO2的固定,三碳化合物2C3,,,C3的恢复,糖类,卡尔文循环,3、暗回响阶段,3、暗回响阶段,CO2的固定:,C3的恢复:,叶绿体的基质中,,[H]、ATP、酶,场所:,条件:,物质变化,能量变化:,CO2,五碳化合物C5,CO2的固定,三碳化合物2C3,糖类,[H],C3的恢复,色素分子,可见光,,,,,C5,2C3,,,,ADP+Pi,ATP,2H2O,O2,4[H],,多种酶,酶,,(CH2O),CO2,,吸收,光解,能,固定,恢复,酶,,,光回响,暗回响,光合作用总过程:,,,,,4、对比光回响、暗回响,光回响阶段,暗回响阶段,条件,场所,物质变化,能量变化,光、色素、酶,不需光、酶、[H]、ATP,叶绿体类囊体薄膜,叶绿体基质中,水的光解;
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ATP的生成,CO2的固定;
C3的恢复,ATP中活跃化学能,,光能,ATP中活跃化学能,,有机物中稳定化学能,光回响是暗回响的根基,为暗回响供给[H]和ATP,暗回响为光回响供给ADP和Pi。,,5、光合作用回响式及元素去向,下图是光合作用过程图解,请分析后回复以下问题:,①图中A是______,B是_______,它来自于______的分解。
②图中C是_______,它被传递到叶绿体的______部位,用于____________________。
③图中D是____,在叶绿体中合成D所需的能量来自______④图中G________,F是__________,J是_____________⑤图中的H表示_______,H为I供给__________,O2,水,[H],基质,用作恢复剂,恢复C3,ATP,色素吸收的光能,光回响,[H]和ATP,色素,C5化合物,C3化合物,糖类,三、光回响和暗回响中C3、C5、ATP和CO2之间的转化关系,(1)中断光照、CO2供给不变:,短时间内,,C3:
C5:
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ATP:
ADP:,增加裁减裁减增加,(2)中断CO2供给、光照不变:,短时间内,,C3:
C5:
ATP:
ADP:,裁减增加增加裁减,⑶突然巩固光照,CO2供给不变时:,短时间内,ATP,ADP,C3,C5,⑷突然增加CO2供给,光照不变:,↑↓↓↑,短时间内,ATP,ADP,C3,C5,↓↑↑↓,例:在其他条件适合的处境下,在供试植物正常举行光合作用时突然中断光照,并在黑暗中立刻开头连续取样分析,在短时间内叶绿体中C3和C5化合物含量的变化是(),,,C5急速增加,C,四、影响光合作用的环境因素及其在生产上的应用,(一)内部因素对光合作用速率的影响,②应用:根据植物在不同生长发育阶段光合作用速率不同,适时、适量地供给水肥及其他环境条件,以使植物茁壮成长。,,①曲线分析:在外界条件一致的处境下,光合作用速率由弱到强依次是幼苗期、养分生长期、开花期。,②应用:农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶使蔬菜实时换新叶,都是根据其原理,可降低其细胞呼吸消耗的有机物。,,①曲线分析:随幼叶发育为壮叶,叶面积增大,叶绿体不断增多,叶绿素含量不断增加,光合速率增大;
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老叶内叶绿素被破坏,光合速率随之下降。,②光质:由于色素吸收可见光中的红光和蓝紫光最多,吸收绿光最少,故不同波长的光对光合作用的影响不一样,建温室时,选用无色通明的玻璃(或塑料薄膜)做顶棚,能提高光能利用率。,(二)外界因素对光合作用的影响,——光合作用的动力,①光照时间:光照时间越长,产生的光合产物越多。,③光照强度:在确定光照强度范围内,增加光照强度可提高光合作用速率。,B点,光合作用强度=细胞呼吸强度,B点对应的光照强度称为光补偿点。,Ⅰ.曲线分析:,A点光照强度为0,此时只举行细胞呼吸,释放CO2量表示此时的呼吸强度。,AB段说明光照强度加强,光合作用巩固强,但光合作用强度仍小于呼吸作用强度;
,BC段说明随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强,到C点以上不再加强了。,C点对应的光照强度称为光饱和点,光合作用强度达成最大,,,,Ⅱ.应用:阴生植物的光补偿点和光饱和点对比低,如图虚线所示。间作套种时农作物的种类搭配,林带树种的配置,冬季温室栽培制止高温等都与光补偿点有关。,Ⅲ.外界条件变化时,CO2(光)补偿点移动规律:
①呼吸速率增加,CO2(光)补偿点应右移;
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呼吸速率减小,CO2(光)补偿点应左移。
②呼吸速率根本不变,条件的变更使光合速率下降时,CO2(光)补偿点右移;
条件的变更使光合速率上升时,CO2(光)补偿点左移。,Ⅰ.曲线分析:,①图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度,即CO2补偿点;
②图2中的A′点表示举行光合作用所需CO2的最低浓度。
③两图中的B和B′点都表示CO2饱和点,两图都表示在确定范围内,光合作用速率随CO2浓度增加而增大。,Ⅱ.应用:大田要“正其行,通其风”,多施有机肥;
温室内可适当补充CO2,即适当提高CO2浓度可提高农作物产量。,Ⅰ.曲线分析:
①OA段说明随叶面积的不断增大,光合作用实际量不断增大;
②A点为光合作用面积的饱和点;
③随叶面积的增大,光合作用强度不再增加,理由是有好多叶被遮挡,光照缺乏。,④OB段说明干物质量随光合作用增加而增加,而由于A点以后光合作用强度不再增加,但叶片随叶面积的不断增加,呼吸量(OC段)不断增加,所以干物质积累量不断降低(BC段)。,Ⅱ.应用:适当间苗、修剪,合理施肥、浇水,制止徒长。封行过早,使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下,白白消耗有机物,造成不必要的滥用。,Ⅰ.曲线分析:在确定浓度范围内,增大必需矿质元素的供给,可提高光合作用速率,但当超过确定浓度后,会因土壤溶液浓度过高而导致植物光合作用速率下降。,Ⅱ.应用:在农业生产上,根据植物的需肥规律,适时、适量地增施肥料,可以提高作物的光能利用率。,5、温度Ⅰ.曲线分析:温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。,Ⅱ.应用:冬天,温室栽培可适当提高温度;
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夏天,温室栽培可适当降低温度。
白天调到光合作用最适温度,以提高光合作用速率;
晚上适当降低温室温度,以降低细胞呼吸速率,保证植物有机物的积累。,(三)多因子变量对光合作用速率的影响,Ⅰ.曲线分析:
①P点时,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随其因子的不断加强,光合速率不断提高。
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②当到Q点时,横坐标所表示的因素,不再是影响光合速率的因子,要想提高光合速率,可采取适当提高图示中的其他因子的方法。,Ⅱ.应用:温室栽培时,在确定光照强度下,白天适当提高温度,增加光合作用酶的活性,提高光合速率,也可同时充入适量的CO2,进一步提高光合速率,当温度适合时,要适当提高光照强度和CO2浓度以提高光合速率。总之,可根据概括处境,通过提高光照强度、调理温度或增加CO2浓度等来充分提高光合速率,以达到增产的目的。,五、有关光合作用的坐标曲线题,首先要明确纵坐标和横坐标的含义,其次要留神对“四点三趋势”(起点、折点、交点和终点以及升、平、降三种变化趋势)的生物学意义的分析。,(1)净光合速率:常用确定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示。
(2)真正光合速率:常用确定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量表示。
(3)真正光合速率=净光合速率+呼吸速率,(1)曲线,(2)一昼夜有机物的积累量(用CO2量表示)可用下式表示:
积累量=白天从外界吸收的CO2量-晚上呼吸释放的CO2量。,1、,而在光照强度为a的光照条件下(其他条件不变),,若在光照强度为1/2a的光照下,光合速度减半,那么每小时吸收CO2的量为(),解析:光照强度为a时,;
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光照强度为1/2a时,,,。,B,2、如右图所示为光照强度对植物光合作用的影响。以下有关曲线的相关表达中,错误的是(),植物仍能生长,D,3、某校生物兴趣小组在玻璃温室里举行植物栽培测验。他们对室内空气中的CO2含量举行了24h测定,并根据数据绘制成如图曲线。请问图中表示光合速率等于呼吸速率的点是()、、、、d,解析:a~b、c~d测得温室里CO2含量上升,是由于呼吸作用大于光合作用。b~c测得CO2含量下降,是由于呼吸作用小于光合作用。b、c两点光合速率等于呼吸速率,B,