光反应碳反应环境因素影响光合速率优秀PPT.ppt

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1、光反应碳反应环境因素影响光合速率第1页，本讲稿共37页1 1概述光反应、碳反应的过程。概述光反应、碳反应的过程。2 2比较细胞呼吸和光合作用的异同。比较细胞呼吸和光合作用的异同。3 3分析外界因素对光合速率的影响。分析外界因素对光合速率的影响。第2页，本讲稿共37页 人的生长靠吃五谷杂人的生长靠吃五谷杂粮，植物的生长靠什么呢粮，植物的生长靠什么呢？第3页，本讲稿共37页叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素叶绿素叶绿素b b叶黄素叶黄素(蓝绿色）蓝绿色）（黄绿色）（黄绿色）（橙黄色）（橙黄色）（黄色）（黄色）（占（占3/43/4）（占（占1/41/4）色素色素胡萝卜素胡萝卜素叶绿素叶绿素a a类囊体

2、上类囊体上功功能能：吸吸收收、传传递递、转转化化光光能能上上下下上节知识回顾上节知识回顾第4页，本讲稿共37页一、光合作用的过程一、光合作用的过程多种酶多种酶ADP+PiATP酶酶色素分子色素分子可见光可见光吸收吸收2H2OO2NADPNADPH H光解光解C52C3CO2固定固定光反应光反应还原还原(CH2O)+H2O能能酶酶碳反应碳反应第5页，本讲稿共37页第一阶段：第一阶段：第二阶段：第二阶段：光反应光反应碳反应碳反应根据上图回答光合作用的两个阶段的场所、反应物和生成物。根据上图回答光合作用的两个阶段的场所、反应物和生成物。场所：场所：叶绿体类囊体膜叶绿体类囊体膜反应物：反应物：氧气、氧

3、气、ATPATP、NADPHNADPH生成物：生成物：水水叶绿体基质叶绿体基质COCO2 2 、ATPATP、NADPHNADPH糖类等有机物糖类等有机物场所：场所：反应物：反应物：生成物：生成物：第6页，本讲稿共37页v物质变化：物质变化：v能量变化：能量变化：光能光能v条件：条件：ADPADPPiPiATPATP酶酶NADPNADP H H 2e 2e-NADPHNADPHH H2 2O O2H2H +1/2O+1/2O2 2+2e+2e-酶酶光光光、酶、水、色素（光系统光、酶、水、色素（光系统和光系统和光系统)1.1.光反应光反应电能电能电能电能ATPATP、NADPHNADPH中活跃的

4、化学能中活跃的化学能场所：场所：叶绿体类囊体膜叶绿体类囊体膜第7页，本讲稿共37页2.2.碳反应碳反应场所：叶绿体基质场所：叶绿体基质（1 1）COCO2 2的固定的固定（2 2）三碳分子）三碳分子 的还原的还原（3 3）五碳分子）五碳分子 的再生的再生三碳糖磷酸运至叶三碳糖磷酸运至叶绿体外绿体外第8页，本讲稿共37页v物质变化：物质变化：v能量变化：能量变化：v条件：条件：ATPATP、NADPHNADPH、COCO2 2、酶、酶ATPATP、NADPHNADPH中活跃的化学能中活跃的化学能3CO3CO2 2+3C+3C5 5NADPHNADPHNADPNADP+ATPATPADP+PiAD

5、P+Pi6 6三碳糖三碳糖1 1三碳糖三碳糖5 5三碳糖三碳糖6C6C3 3有机物中稳定的化学能有机物中稳定的化学能（三碳糖磷酸）（三碳糖磷酸）（三碳分子）（三碳分子）叶绿体内叶绿体内叶绿体外叶绿体外淀粉等淀粉等蔗糖蔗糖第9页，本讲稿共37页第10页，本讲稿共37页梅尔文梅尔文卡尔文卡尔文19611961年诺贝尔化学奖获得者，年诺贝尔化学奖获得者，通过化学分析，阐明光合作用通过化学分析，阐明光合作用中碳化合物的合成过程，即发中碳化合物的合成过程，即发现卡尔文循环。现卡尔文循环。第11页，本讲稿共37页光反应光反应碳反应碳反应场所场所条件条件物质物质变化变化能量能量变化变化联系联系叶绿体基粒类囊

6、体膜上叶绿体基粒类囊体膜上叶绿体基质叶绿体基质光、水、色素和酶光、水、色素和酶COCO2 2、ATP ATP、NADPHNADPH和酶和酶光能转变为光能转变为ATPATP和和NADPHNADPH中活跃的化学能中活跃的化学能ATPATP和和NADPHNADPH中活跃的化学中活跃的化学能转变成三碳糖中稳定的能转变成三碳糖中稳定的化学能化学能 光反应为碳反应提供光反应为碳反应提供 NADPH NADPH 和和ATPATP水的光解、释放水的光解、释放O O2 2COCO2 2的固定、的固定、C C3 3的还原、的还原、RuBPRuBP的再生的再生合成合成ATPATP、NADPHNADPH碳反应为光反应

7、提供碳反应为光反应提供 NADP NADP+、ADPADP、PiPi光反应和碳反应的比较光反应和碳反应的比较第12页，本讲稿共37页光合速率：又称光合强度，是指一定量的植物（如一定叶光合速率：又称光合强度，是指一定量的植物（如一定叶面积）在单位时间内进行多少光合作用（如释放多少氧气、面积）在单位时间内进行多少光合作用（如释放多少氧气、消耗多少二氧化碳）。消耗多少二氧化碳）。二、影响光合速率的环境因素二、影响光合速率的环境因素 6CO 6CO2 2+12H+12H2 2O O光能光能叶绿体叶绿体C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O+6OO+6O2 2原料原料条件条件产物产物

8、怎样才能提高光合速率？怎样才能提高光合速率？C CO O2 2浓浓度度 水水 分分 光光 照照 矿矿质质元元素素 温温 度度第13页，本讲稿共37页1.1.光照强度光照强度B B：光补偿点：光补偿点C C2 2：光饱和点：光饱和点光照强度光照强度0 0吸吸收收量量COCO2 2C C2 2A AB BC C1 1c ca ab bb(b(总光合量总光合量)=a()=a(净光合量净光合量)+c()+c(呼吸作用呼吸作用)光补偿点：光补偿点：光合作用吸光合作用吸收的收的COCO2 2和呼吸放出的和呼吸放出的COCO2 2相等时的光照强度。相等时的光照强度。光饱和点：光饱和点：光合作用达光合作用达到

9、最强时所需的最低的到最强时所需的最低的光照强度。光照强度。第14页，本讲稿共37页以下箭头各表示什么过程？以下箭头各表示什么过程？COCO2 2O O2 2a ab bd dc cf fe eh hg g第15页，本讲稿共37页2.2.温度温度(1)(1)光合作用是在光合作用是在 的催化下进行的，温度直接影响的催化下进行的，温度直接影响 ；(2)B(2)B点表示：点表示：；(3)BC(3)BC段表示：段表示：。酶的活性酶的活性酶酶此温度条件下，光合速率最高此温度条件下，光合速率最高超过最适温度，光合速率随温度升高而下降超过最适温度，光合速率随温度升高而下降一定范围内提高温度一定范围内提高温度可

10、以提高酶的活性，可以提高酶的活性，加快反应速率。加快反应速率。光光合合速速率率温度温度O O10 20 30 40 5010 20 30 40 50A AB BC C第16页，本讲稿共37页 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：幼苗的平均高度，结果如下：日温日温()()夜温夜温()()111117172323303033.2cm33.2cm19.9cm19.9cm232330.7cm30.7

11、cm24.9cm24.9cm15.8cm15.8cm171716.8cm16.8cm10.9cm10.9cm 温室栽培中，白天可适当提高温度，夜间适当降低温度，适当提温室栽培中，白天可适当提高温度，夜间适当降低温度，适当提高昼夜温差，从而提高作物产量高昼夜温差，从而提高作物产量(有机物积累量有机物积累量)。第17页，本讲稿共37页分析分析:CO:CO2 2浓度是如何影响光合作用速率的？浓度是如何影响光合作用速率的？二氧化碳含量二氧化碳含量_时，绿色植物不能制造有机物，时，绿色植物不能制造有机物，随着随着COCO2 2浓度的增加浓度的增加,光合作用光合作用_,_,但达到一定值但达到一定值后后,光

12、合作用强度光合作用强度_随随COCO2 2浓度的增加而加强。浓度的增加而加强。加强加强不再不再很低很低3.CO3.CO2 2浓度浓度光合作用的强度光合作用的强度二氧化碳的含量二氧化碳的含量第18页，本讲稿共37页(1)(1)如何提高农田和温室中如何提高农田和温室中的的COCO2 2含量含量?COCO2 2浓度在浓度在1%1%以内时，光合速率会随以内时，光合速率会随COCO2 2浓度的增加而增加。浓度的增加而增加。答案答案：（1 1）农田的农作物应确保良好的通风透光和增施有机肥。农田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温室中可增施有机肥或使用COCO2 2发生器等。

13、发生器等。(2)(2)请在图上画出更弱光照请在图上画出更弱光照强度下光合速率的曲线。强度下光合速率的曲线。COCO2 2浓度浓度光光合合速速率率 0 0A AB B第19页，本讲稿共37页 H H2 2O O是光合作用的原料。在一定范围内是光合作用的原料。在一定范围内,H,H2 20 0越多，光合速率越快，越多，光合速率越快，但到达但到达A A点时，即点时，即H H2 2O O达到饱和时，光合速率不再增加。达到饱和时，光合速率不再增加。4.H4.H2 2O O光光合合速速率率含水量含水量O OA A第20页，本讲稿共37页N N：酶及：酶及NADPHNADPH和和ATPATP的重要组分的重要组

14、分P P：磷脂、：磷脂、NADPHNADPH和和ATPATP的重要组分；维持叶绿体的正常结构和功能的重要组分；维持叶绿体的正常结构和功能MgMg：叶绿素的重要组成成分：叶绿素的重要组成成分5.5.矿质元素矿质元素第21页，本讲稿共37页综合因素和主要因素综合因素和主要因素光照强度、温度和光照强度、温度和COCO2 2浓度对光合作用的影响是综合性的，但在某些浓度对光合作用的影响是综合性的，但在某些情况下会有一个起限制性作用的主要因素。情况下会有一个起限制性作用的主要因素。如：夏季早晨和正午光合作用下降，主要因素分别是光照强度、如：夏季早晨和正午光合作用下降，主要因素分别是光照强度、COCO2 2

15、浓度等。浓度等。第22页，本讲稿共37页Q QQ QQ Q第23页，本讲稿共37页1.(20121.(2012杭州高二检测杭州高二检测)如图表示绿色植物体内某些代如图表示绿色植物体内某些代谢过程中的物质变化，谢过程中的物质变化，A A、B B、C C分别表示不同的代谢过分别表示不同的代谢过程，以下表述正确的是程，以下表述正确的是()()A.BA.B在叶绿体类囊体膜上进行在叶绿体类囊体膜上进行B.B.水参与水参与C C中的第二阶段的反应中的第二阶段的反应C.AC.A中产生的中产生的O O2 2参与参与C C的第二阶段的第二阶段D.XD.X代表的物质从叶绿体基质移向代表的物质从叶绿体基质移向类囊体

16、膜类囊体膜B B第24页，本讲稿共37页【解析】【解析】由图可知：由图可知：A A、B B、C C分别表示光反应分别表示光反应(场所：类囊场所：类囊体膜体膜)、碳反应、碳反应(场所：叶绿体基质场所：叶绿体基质)和细胞呼吸和细胞呼吸(场所：细场所：细胞溶胶和线粒体胞溶胶和线粒体)，故，故A A错错;光反应产生的光反应产生的O O2 2参与细胞呼吸参与细胞呼吸(C)(C)的第三阶段；的第三阶段；X X是光反应产生的是光反应产生的ATPATP，在叶绿体中，在叶绿体中，ATPATP由类囊体由类囊体膜移向叶绿体基质。膜移向叶绿体基质。第25页，本讲稿共37页2.2.下下图为图为光合作用光合作用强强度与光

17、照度与光照强强度之度之间间关系的曲关系的曲线线，光照，光照强强度在度在B B点点时时，限制光合作用，限制光合作用强强度度进进一步升高的因素是一步升高的因素是()()光照光照强强度度 CO CO2 2浓浓度度 温度温度 水分水分A A B B C C D DA A光照强度光照强度A AB B光光合合作作用用强强度度第26页，本讲稿共37页解析解析:B B点表示光合作用的光饱和点，超过点表示光合作用的光饱和点，超过B B点的光照强度光合作点的光照强度光合作用强度不再增加，此时的光照强度不再是限制光合作用强度的因用强度不再增加，此时的光照强度不再是限制光合作用强度的因素，而素，而COCO2 2浓度、

18、温度都可以限制光合作用浓度、温度都可以限制光合作用,一般情况下植物不一般情况下植物不会因水影响光合作用的。会因水影响光合作用的。第27页，本讲稿共37页3 3温度是影响光合作用的重要温度是影响光合作用的重要环环境因素，下列关于温境因素，下列关于温度度对对光合作用影响的叙述，不正确的是（光合作用影响的叙述，不正确的是（）A.A.温度温度对对光合作用的影响是通光合作用的影响是通过过影响影响酶酶的活性的活性实现实现的的 B.B.温度降到温度降到00仍有植物进行光合作用仍有植物进行光合作用C.C.温度对不同植物的光合速率影响不同温度对不同植物的光合速率影响不同 D.D.温度影响碳反应对光反应没有影响温

19、度影响碳反应对光反应没有影响D D第28页，本讲稿共37页【解析】【解析】酶的活性受温度影响，光合作用是一种酶促反应，因此，酶的活性受温度影响，光合作用是一种酶促反应，因此，温度对光合作用的影响是通过影响酶活性实现的。一些常绿树种，温度对光合作用的影响是通过影响酶活性实现的。一些常绿树种，如松类，在冬天低温环境中也可以进行光合作用。不同植物由于如松类，在冬天低温环境中也可以进行光合作用。不同植物由于酶的不同，其最适温度也有差异，因此温度对不同植物的光合速酶的不同，其最适温度也有差异，因此温度对不同植物的光合速率的影响不同。无论是光反应还是碳反应都是在酶的催化下进行率的影响不同。无论是光反应还是

20、碳反应都是在酶的催化下进行的，因此，温度对光合作用的光反应和碳反应都有影响。的，因此，温度对光合作用的光反应和碳反应都有影响。第29页，本讲稿共37页4.4.已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是2525，3030，如图曲线表示该植物在，如图曲线表示该植物在3030时光合作用强度（用时光合作用强度（用COCO2 2量表示）与光照强度的关系。若将温度调节到量表示）与光照强度的关系。若将温度调节到2525，从理，从理论上讲，图中相应点的移动分别是（论上讲，图中相应点的移动分别是（）A.aA.a上移，上移，b b左移，左移，m m值增加值增加B.aB

21、.a不移，不移，b b左移，左移，m m值不变值不变C.aC.a上移，上移，b b右移，右移，m m值下降值下降D.aD.a下移，下移，b b不移，不移，m m值上升值上升A A光合作光合作用强度用强度m mO Oa ab b光照强度光照强度第30页，本讲稿共37页5.(20115.(2011浙江高考浙江高考)下列有关叶绿体及光合作用的叙述，正确的是下列有关叶绿体及光合作用的叙述，正确的是 ()()A.A.破坏叶绿体外膜后，破坏叶绿体外膜后，O O2 2不能产生不能产生B.B.植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不变植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不变C.C.与夏季相比，植物在

22、冬季光合作用速率低的主要原因是光照时间缩短与夏季相比，植物在冬季光合作用速率低的主要原因是光照时间缩短D.D.离体的叶绿体基质中添加离体的叶绿体基质中添加ATPATP、NADPHNADPH和和COCO2 2后，可完成碳反应后，可完成碳反应D D第31页，本讲稿共37页【解析】【解析】A A项，叶绿体类囊体膜上产生项，叶绿体类囊体膜上产生O O2 2，而不是外膜；，而不是外膜；B B项，不同季节各色项，不同季节各色素的比例不同，秋季叶绿素少而胡萝卜素和叶黄素多；素的比例不同，秋季叶绿素少而胡萝卜素和叶黄素多；C C项，影响光合作项，影响光合作用速率的因素有光照强度、用速率的因素有光照强度、COC

23、O2 2浓度、温度等，与夏季相比，冬季温度低浓度、温度等，与夏季相比，冬季温度低是光合作用速率低的主要原因；是光合作用速率低的主要原因；D D项，暗反应不仅需要项，暗反应不仅需要COCO2 2，还需要光反应，还需要光反应提供提供ATPATP、NADPHNADPH，只要离体的叶绿体基质中添加，只要离体的叶绿体基质中添加ATPATP、NADPHNADPH和和COCO2 2，就可以完，就可以完成碳反应。成碳反应。第32页，本讲稿共37页6.6.如图是改变光照和如图是改变光照和COCO2 2浓度后与光合作用有关的浓度后与光合作用有关的RuBPRuBP和三碳分和三碳分子在细胞内的变化曲线。请回答：子在细

24、胞内的变化曲线。请回答：O O时间时间O O时间时间物物质质含含量量物物质质含含量量光光1%CO1%CO2 20.03%CO0.03%CO2 2暗暗a ab ba ab b第33页，本讲稿共37页(1)(1)曲线曲线a a表示的化合物是表示的化合物是_，在无光照时，其含量迅速下，在无光照时，其含量迅速下降的原因是：降的原因是：_；_。(2)(2)曲线曲线b b表示的化合物是表示的化合物是_。在。在COCO2 2含量降低时，其含量迅含量降低时，其含量迅速下降的原因是：速下降的原因是：_；_。(3)(3)由此可见光照强度和由此可见光照强度和COCO2 2浓度的变化均影响光合作用的速度，但浓度的变化

25、均影响光合作用的速度，但前者主要影响光合作用的前者主要影响光合作用的_过程，后者主要影响过程，后者主要影响_过程。过程。第34页，本讲稿共37页【解析】【解析】此题考查影响光合作用的因素及光反应与碳反应的关系。光此题考查影响光合作用的因素及光反应与碳反应的关系。光照直接影响光反应，光反应的产物照直接影响光反应，光反应的产物ATPATP、NADPHNADPH的产量变化又会影响碳反的产量变化又会影响碳反应中的三碳分子还原为三碳糖的反应。应中的三碳分子还原为三碳糖的反应。COCO2 2直接影响碳反应，影响三碳直接影响碳反应，影响三碳分子的产量及分子的产量及RuBPRuBP的消耗量。的消耗量。答案：答

26、案：(1)RuBP (1)RuBP 停止光照后，停止光照后，ATPATP、NADPHNADPH减少，三碳分子还原减少，三碳分子还原变慢，变慢，RuBPRuBP再生减少再生减少 RuBP RuBP继续与继续与COCO2 2反应，反应，RuBPRuBP因消耗而减少因消耗而减少(2)(2)三碳分子三碳分子 CO CO2 2减少后，减少后，RuBPRuBP与与COCO2 2的反应变慢，三碳分子生的反应变慢，三碳分子生成减少成减少 三碳分子继续被还原成三碳糖，三碳分子因消耗而减三碳分子继续被还原成三碳糖，三碳分子因消耗而减少少 (3)(3)光反应光反应 碳反应碳反应第35页，本讲稿共37页叶绿体叶绿体中的色素中的色素H H2 2O ONADPHNADPHATPATPADP+PiADP+Pi水的光解水的光解O O2 22C2C3 3C C5 5三碳糖三碳糖COCO2 2还还 原原固固 定定再再 生生多种酶多种酶参加催化参加催化光反应光反应碳反应碳反应光光第36页，本讲稿共37页生活不相信眼泪，唯有不停地奋斗，才能不断地完美。第37页，本讲稿共37页