能量之源光與光合作用課件光合作用的定義總結光合作用的反應式CO2＋H2O（CH2O）＋O2光能葉綠體糖類綠色植物通過葉綠體，利用光能，把CO2和H2O轉化成儲存能量的有機物，并釋放出O2的過程。反應物、條件、場所、生成物光合作用的實質將無機物轉換成有機物，將光能轉化為穩定的化學能第2頁,共32頁，2024年2月25日，星期天二、光合作用的過程光反應：暗反應：1、劃分依據:反應過程是否需要光能光反應在白天可以進行嗎？夜間呢？暗反應在白天可以進行嗎？夜間呢？有光才能反應有光、無光都能反應第3頁,共32頁，2024年2月25日，星期天H2O類囊體膜酶Pi

＋ADPATP光、色素、酶葉綠體內的類囊體薄膜上水的光解：H2O[H]+O2光能（還原劑）ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能）ATP酶光能轉變為活躍的化學能貯存在ATP中[H]場所：條件：物質變化能量變化：進入葉綠體基質，參與暗反應供暗反應使用光能2、光反應階段第4頁,共32頁，2024年2月25日，星期天CO2

五碳化合物

C5

CO2的固定三碳化合物2C3C3的還原H2O類囊體膜酶Pi

＋ADPATP[H]糖類卡爾文循環3、暗反應階段葉綠體基質多種酶第5頁,共32頁，2024年2月25日，星期天3、暗反應階段CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的還原：ATP[H]、ADP+Pi葉綠體的基質中

ATP中活躍的化學能轉變為糖類等

有機物中穩定的化學能2C3(CH2O)酶糖類[H]、ATP、酶場所：條件：物質變化能量變化：CO2

五碳化合物

C5

CO2的固定三碳化合物2C3糖類ATP[H]葉綠體基質多種酶C3的還原第6頁,共32頁，2024年2月25日，星期天色素分子可見光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[H]多種酶酶(CH2O)CO2吸收光解能固定還原酶光反應暗反應光合作用總過程：第7頁,共32頁，2024年2月25日，星期天

聯系4、比較光反應、暗反應光反應階段暗反應階段條件場所物質變化能量變化光、色素、酶不需光、酶、[H]、ATP葉綠體類囊體薄膜葉綠體基質中水的光解；ATP的生成CO2的固定；C3的還原

ATP中活躍化學能光能ATP中活躍化學能有機物中穩定化學能光反應是暗反應的基礎，為暗反應提供[H]和ATP，暗反應為光反應提供ADP和Pi。第8頁,共32頁，2024年2月25日，星期天5、光合作用反應式及元素去向第9頁,共32頁，2024年2月25日，星期天下圖是光合作用過程圖解，請分析后回答下列問題：①圖中A是______,B是_______,它來自于______的分解。②圖中C是_______，它被傳遞到葉綠體的______部位，用于____________________

。③圖中D是____，在葉綠體中合成D所需的能量來自______④圖中G________,F是__________,J是_____________⑤圖中的H表示_______，H為I提供__________光H2OBACDE+PiFGCO2JHIＯ2水[H]基質用作還原劑，還原C3ATP色素吸收的光能光反應[H]和ATP色素C5化合物C3化合物糖類第10頁,共32頁，2024年2月25日，星期天三、光反應和暗反應中C3、C5、ATP和CO2之間的轉化關系(1)停止光照、CO2供應不變：短時間內C3：C5：ATP：ADP：增加減少減少增加第11頁,共32頁，2024年2月25日，星期天(2)停止CO2供應、光照不變：短時間內C3：C5：ATP：ADP：減少增加增加減少第12頁,共32頁，2024年2月25日，星期天⑶突然增強光照，CO2供應不變時：短時間內，ATP，ADP，C3，C5⑷突然增加CO2供應，光照不變：↑↓↓↑短時間內，ATP，ADP，C3，C5↓↑↑↓第13頁,共32頁，2024年2月25日，星期天例：在其他條件適宜的情況下，在供試植物正常進行光合作用時突然停止光照，并在黑暗中立即開始連續取樣分析，在短時間內葉綠體中C3和C5化合物含量的變化是（）A.C3和C5都迅速減少B.C3和C5都迅速增加C.C3迅速增加，C5迅速減少D.C3迅速減少，C5迅速增加C第14頁,共32頁，2024年2月25日，星期天四、影響光合作用的環境因素及其在生產上的應用（一）內部因素對光合作用速率的影響②應用：根據植物在不同生長發育階段光合作用速率不同，適時、適量地提供水肥及其他環境條件，以使植物茁壯成長。

1．同一植物的不同生長發育階段①曲線分析：在外界條件相同的情況下，光合作用速率由弱到強依次是幼苗期、營養生長期、開花期。第15頁,共32頁，2024年2月25日，星期天②應用：農作物、果樹管理后期適當摘除老葉、殘葉及莖葉使蔬菜及時換新葉，都是根據其原理，可降低其細胞呼吸消耗的有機物。2．同一葉片的不同生長發育時期①曲線分析：隨幼葉發育為壯葉，葉面積增大，葉綠體不斷增多，葉綠素含量不斷增加，光合速率增大；老葉內葉綠素被破壞，光合速率隨之下降。第16頁,共32頁，2024年2月25日，星期天②光質：由于色素吸收可見光中的紅光和藍紫光最多，吸收綠光最少，故不同波長的光對光合作用的影響不一樣，建溫室時，選用無色透明的玻璃(或塑料薄膜)做頂棚，能提高光能利用率。（二）外界因素對光合作用的影響1．光照——光合作用的動力①光照時間：光照時間越長，產生的光合產物越多。③光照強度：在一定光照強度范圍內，增加光照強度可提高光合作用速率。第17頁,共32頁，2024年2月25日，星期天B點，光合作用強度＝細胞呼吸強度，B點對應的光照強度稱為光補償點。Ⅰ.曲線分析：A點光照強度為0，此時只進行細胞呼吸，釋放CO2量表示此時的呼吸強度。AB段表明光照強度加強，光合作用增強強，但光合作用強度仍小于呼吸作用強度；BC段表明隨著光照強度不斷加強，光合作用強度不斷加強，到C點以上不再加強了。C點對應的光照強度稱為光飽和點，光合作用強度達到最大第18頁,共32頁，2024年2月25日，星期天Ⅱ.應用：陰生植物的光補償點和光飽和點比較低，如圖虛線所示。間作套種時農作物的種類搭配，林帶樹種的配置，冬季溫室栽培避免高溫等都與光補償點有關。

陽生植物陰生植物第19頁,共32頁，2024年2月25日，星期天Ⅲ.外界條件變化時，CO2(光)補償點移動規律：①呼吸速率增加，CO2(光)補償點應右移；呼吸速率減小，CO2(光)補償點應左移。②呼吸速率基本不變，條件的改變使光合速率下降時，CO2(光)補償點右移；條件的改變使光合速率上升時，CO2(光)補償點左移。第20頁,共32頁，2024年2月25日，星期天2．CO2濃度Ⅰ.曲線分析：①圖1中A點表示光合作用速率等于細胞呼吸速率時的CO2濃度，即CO2補償點；②圖2中的A′點表示進行光合作用所需CO2的最低濃度。③兩圖中的B和B′點都表示CO2飽和點，兩圖都表示在一定范圍內，光合作用速率隨CO2濃度增加而增大。Ⅱ.應用：大田要“正其行，通其風”，多施有機肥；溫室內可適當補充CO2，即適當提高CO2濃度可提高農作物產量。第21頁,共32頁，2024年2月25日，星期天3．光照面積Ⅰ.曲線分析：①OA段表明隨葉面積的不斷增大，光合作用實際量不斷增大；②A點為光合作用面積的飽和點；③隨葉面積的增大，光合作用強度不再增加，原因是有很多葉被遮擋，光照不足。第22頁,共32頁，2024年2月25日，星期天④OB段表明干物質量隨光合作用增加而增加，而由于A點以后光合作用強度不再增加，但葉片隨葉面積的不斷增加，呼吸量(OC段)不斷增加，所以干物質積累量不斷降低(BC段)。Ⅱ.應用：適當間苗、修剪，合理施肥、澆水，避免徒長。封行過早，使中下層葉子所受的光照往往在光補償點以下，白白消耗有機物，造成不必要的浪費。第23頁,共32頁，2024年2月25日，星期天4．必需礦質元素Ⅰ.曲線分析：在一定濃度范圍內，增大必需礦質元素的供應，可提高光合作用速率，但當超過一定濃度后，會因土壤溶液濃度過高而導致植物光合作用速率下降。Ⅱ.應用：在農業生產上，根據植物的需肥規律，適時、適量地增施肥料，可以提高作物的光能利用率。第24頁,共32頁，2024年2月25日，星期天5、溫度Ⅰ.曲線分析：溫度主要是通過影響與光合作用有關酶的活性而影響光合作用速率。Ⅱ.應用：冬天，溫室栽培可適當提高溫度；夏天，溫室栽培可適當降低溫度。白天調到光合作用最適溫度，以提高光合作用速率；晚上適當降低溫室溫度，以降低細胞呼吸速率，保證植物有機物的積累。第25頁,共32頁，2024年2月25日，星期天(三)多因子變量對光合作用速率的影響Ⅰ.曲線分析：①P點時，限制光合速率的因素應為橫坐標所表示的因子，隨其因子的不斷加強，光合速率不斷提高。②當到Q點時，橫坐標所表示的因素，不再是影響光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取適當提高圖示中的其他因子的方法。Ⅱ.應用：溫室栽培時，在一定光照強度下，白天適當提高溫度，增加光合作用酶的活性，提高光合速率，也可同時充入適量的CO2，進一步提高光合速率，當溫度適宜時，要適當提高光照強度和CO2濃度以提高光合速率。總之，可根據具體情況，通過提高光照強度、調節溫度或增加CO2濃度等來充分提高光合速率，以達到增產的目的。第26頁,共32頁，2024年2月25日，星期天五、有關光合作用的坐標曲線題首先要明確縱坐標和橫坐標的含義，其次要注意對“四點三趨勢”(起點、折點、交點和終點以及升、平、降三種變化趨勢)的生物學意義的分析。1．凈光合速率和真正光合速率(1)凈光合速率：常用一定時間內O2釋放量、CO2吸收量或有機物積累量表示。(2)真正光合速率：常用一定時間內O2產生量、CO2固定量或有機物產生量表示。(3)真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率第27頁,共32頁，2024年2月25日，星期天2．光合速率與呼吸速率的關系(1)曲線第28頁,共32頁，2024年2月25日，星期天(2)一晝夜有機物的積累量(用CO2量表示)可用下式表示：積累量＝白天從外界吸收的CO2量－晚上呼吸釋放的CO2量。第29頁,共32頁，2024年2月25日，星期天1、某植株在黑暗處每小時釋放0.02molCO2，而在光照強度為a的光照條件下(其他條件不變)，每小時吸收0.06molCO2，若在光照強度為1/2a的光照下，光合速度減半，則每小時吸收CO2的量為(

)A．0mol

B．0.02molC．0.03molD．0.04mol解析：