光合作用 讲义.doc

光合作用一、光合作用的概念:光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并释放出氧气的过程。光合作用总反应式:二、叶绿体的结构和功能绿叶中色素的提取和分离【实验原理】a、实验中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇(***,汽油,苯等)中,所以,可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。b、色素在层析液中的溶解度不同;溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快;反之则慢。【实验步骤】(1)提取色素:研磨(碳酸钙、二氧化硅、95%乙醇),过滤(单层尼龙布)。(2)制备滤纸条:剪去两角(防止两边滤液扩散速度太快),画铅笔线。(3)点样:画滤液细线,细、直、齐,重复几次。(4)分离:用层析液,液面不能淹没滤液细线。【实验结果】【注意事项】在研磨绿叶时,加入少许SiO2是为了使研磨更充分,加入少许的CaCO3是为了防止研磨过程中色素受到破坏,加入10ml无水乙醇是使色素溶解在其中,便于提取。三、光合作用的过程 光反应 暗反应 条件光、色素、酶[H]、ATP、酶 时间 短促  较缓慢 场所 叶绿体类囊体薄膜上 叶绿体基质 物质变化水的光解:2H2O → 4[H] + O2 ② ATP的合成:ADP + Pi + 光能 → ATP  ① CO2的固定:CO2 + C5 → 2C3 ②CO2的还原: 2C3 + [H] →(CH2O)能量变化光能 → ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能 → 有机物中稳定的化学能 联系1、光反应是暗反应的基础,光反应为暗反应的进行提供NADPH和ATP2、暗反应是光反应的继续,暗反应水解ATP生成ADP和Pi为光反应的物质(ATP)合成提供原料 光合作用的实质 通过光反应把光能转变成活跃的化学能,通过暗反应把二氧化碳和水合成有机物,同时把活跃的化学能转变成稳定的化学能贮存在有机物中。 光合作用的意义①制造有机物,实现物质转变,将CO2和H2O合成有机物,转化并储存太阳能;②调节大气中的O2和CO2含量保持相对稳定;③生物生命活动所需能量的最终来源;注:光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。四、叶绿体处于不同的条件下,C3、C5、NADPH、ATP和(CH2O)合成量的动态变化五、影响光合作用速率的因素内部因素不同部位、不同生长期外部因素光、CO2、温度、水分、矿质元素等(1)(如图所示)曲线分析:A点光照强度为0,此时只进行细胞呼吸,释放CO2量表明此时的呼吸强度。AB段表明光照强度加强,光合作用逐渐加强,CO2的释放量逐渐减少,有一部分用于光合作用;而到B点时,细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用,即光合作用强度=细胞呼吸强度,称B点为光补偿点(植物白天的光照强度在光补偿点以上,植物才能正常生长)。BC段表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,称C点为光饱和点。应用:阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低,如上图虚线所示。间作套种时农作物的种类搭配,林带树种的配置,冬季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关。、含水量和矿质元素(如图所示)N:酶及NADP+和ATP的重要组分P:NADP+和ATP的重要组分;维持叶绿体正常结构和功能K:促进光合产物向贮藏器官运输Mg:叶绿素的重要组分曲线分析:CO2和水是光合作用的原料,矿质元素直接或间接影响光合作用。在一定范围内,CO2、水和矿质元素越多,光合作用速率越快,但到A点时,即CO2、水、矿质元素达到饱和时,就不再增加了。应用:“正其行,通其风”,温室内充CO2,即提高CO2浓度,,提高酶的合成速率,增加光合作用速率。(如图所示)曲线分析:光合作用是在酶催化下进行的,温度直接影响酶的活性。一般植物在10~35℃下正常进行光合作用,其中AB段(10~35℃)随温度的升高而逐渐加强,B点(35℃)以上光合酶活性下降,光合作用开始下降,50℃左右光合作用完全停止。应用:冬天温室栽培可适当提高温度;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:晚上适当降低温室温度,以降低细胞呼吸,保证有机物的积累。(2)多因子对光合作用速率影响的分析(如图所示)曲线分析:P点时,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随着因子的不断加强,光合速率不断提高。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。应用:温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度,增加光合酶的活性,提高光合速率,也可同时适当充加CO2,进一步提高光合速率。当温度适宜时,可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。总之,可根据具体情况,通过增加光照强度,调节温度或增加CO