北京四中--光合与固氮ppt课件.ppt
《北京四中--光合与固氮ppt课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《北京四中--光合与固氮ppt课件.ppt(93页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、光合作用和生物固氮光合作用和生物固氮 第一节第一节 光合作用光合作用一、光能在叶绿体中的转换一、光能在叶绿体中的转换二、二、C C3 3植物和植物和C C4 4植物植物 C C4 4途径途径( (选学选学) )三、提高农作物的光能利用率三、提高农作物的光能利用率n (CH2O)NADPH反应中心反应中心得得e还还,失失e氧氧光化学反应是指作用光化学反应是指作用中心色素分子吸收光中心色素分子吸收光能所起的氧化还原反能所起的氧化还原反应应n(1)A、B表示色素,它们分别代表什么色素表示色素,它们分别代表什么色素以及各自的作用以及各自的作用(复习复习)。n (2)特殊状态的叶绿素特殊状态的叶绿素a在
2、光的照射下发生在光的照射下发生了什么变化?了什么变化?n (3)特殊状态的叶绿素特殊状态的叶绿素a失去的电子后自身失去的电子后自身的氧化还原性质的前后变化情况怎样?的氧化还原性质的前后变化情况怎样?n (5)失去电子的叶绿体a最终从什么物质中获得电子恢复稳定状态?该物质发生了什么变化?并写出物质变化的反应简式。(一)光能(一)光能电能电能n(6)特殊状态的叶绿素a在光照下连续不断失电子和得电子形成电子流,从物理学角度,表示能量形式发生了什么变化?n(7)能量转换的场所?(与高二知识内容衔接,提示:叶绿体的囊状结构即类囊体。)n(8)分析回答氧气的来源和产生的原因; 如何证明氧气来自于水的光解?
3、(复习)一、光能在叶绿体中的转换一、光能在叶绿体中的转换( (难点难点) )能量转换的三个步骤能量转换的三个步骤 光能光能电能电能活跃化学能活跃化学能稳定化学能稳定化学能 教学难点(1)特殊状态叶绿素a分子得失电子根本原因?(2)水的光解产生的电子最终传递给什么物质,并生成了什么物质?反应需何条件?尝试写出物质变化的反应式。(3) H+不平衡?水形成H+的去路?如何形成ATP? (4)在物质形成过程中,能量形式发生变化情(5)电能转换成活跃的化学能,贮存在物质中?(6)能量转换的场所? (二)电能(二)电能活跃的化学能活跃的化学能酶酶氧化型氧化型还原型还原型NADP2e-HNADPH(储存化学
4、能)(储存化学能)酶酶ADPPi能量能量ATP (储存化学能)(储存化学能)在电子传递过程中实现光能转换为化学能 (三)(三)活跃的化学能活跃的化学能稳定的化学能稳定的化学能温故知新(1) ATP和NADPH有什么特点?(2) ATP和NADPH参与暗反应阶段的什么过程?(3)在此过程中能量形式发生的变化以及场所?n (CH2O)NADPH(四)总结(四)总结 -从能量转换角度从能量转换角度步骤:步骤: 光能光能电能电能活跃化学能活跃化学能稳定化学能稳定化学能 过程:过程: 光反应光反应 暗反应暗反应 场所:场所: 囊状结构的薄膜囊状结构的薄膜 叶绿体基质叶绿体基质(四)总结(四)总结 -从物
5、质和能量两方面从物质和能量两方面物质变化n水的光解、释放氧气nATP 的形成nNADPH的形成nCO2的固定和还原n糖类等有机物形成能量转换n光能转变为电能n电能转变为活跃的化学能n活跃的化学能转变为稳定的化学能二、二、 C C3植物和植物和C C4植物植物nC3植物和C4植物的概念nC3植物和C4植物叶片结构的特点nC4植物光合作用的特点n理解: 对CO2 利用能力高,光合效率高n研究方法:示踪法;观察法n渗透: 功能与结构统一 回忆问题:1: 科学家主要利用什么研究方法来追踪二氧化碳是如何在暗反应中一步步变成碳水化合物?(示踪技术,发现C3途径/卡尔文循环);2: C4植物的发现过程。3:
6、 比较不同及其特点;4: C4植物概念。 n澳大利亚科学家M.D.Hatch和C.R.Slack在研究玉米、甘蔗等原产热带地区的绿色植物发现,当向这些绿色植物提供14C时,光合作用开始后的1秒内, 90以上的14C出现在含有四个碳原子的有机酸(C4)中。随着光合作用的进行,C4中的14C逐渐减少,而C3中的14C逐渐增多。教材教材P29n方法二方法二:通过用显微镜观察C3植物和C4植物叶片结构(感性认识),了解C3植物和C4植物的叶片结构的不同从而进行C4途径的教学。 比较比较 项目项目植物种类植物种类维管束鞘细胞维管束鞘细胞叶肉细胞叶肉细胞细胞细胞大小大小是否有是否有叶绿体叶绿体排列排列是否
7、有叶绿是否有叶绿体体C3植物植物小小不含或很少含不含或很少含叶绿体叶绿体疏松疏松叶绿体叶绿体C4植物植物大大没有基粒或发没有基粒或发育不良育不良较大较大叶绿体叶绿体花环型花环型有基粒有基粒较小较小叶绿体叶绿体(二)(二)C3植物和植物和C4植物叶片结构植物叶片结构(三三) C4途径教学的探究设计途径教学的探究设计n疑问: C3植物和C4植物在叶的结构上有什么不同?在光合作用的过程上有什么不同? n示C4植物不同与C3的事实: 生长在温度较高(对温度的反应不同) 对CO2的反应不同 固定CO2的酶与CO2的亲和力不同(60倍)。 光合效率不同; C4发现过程的放射性实验等 C4中只有维管束鞘细胞
8、的叶绿体中含淀粉粒(四四 )C4植物光合作用过程植物光合作用过程 通过胞通过胞间连丝间连丝运输运输磷酸烯磷酸烯醇式丙醇式丙酮酸酮酸二磷酸核酮糖二磷酸核酮糖特点:首先进入化合物特点:首先进入化合物,其实是在卡其实是在卡尔文循环加一个尔文循环加一个输送过程输送过程CO2C4途径的类型(教师拓展)途径的类型(教师拓展)苹果酸酶类型叶绿体叶绿体叶肉细胞叶肉细胞叶绿体叶绿体维管束鞘细维管束鞘细胞胞草酰乙酸草酰乙酸C4苹果酸苹果酸C4丙酮酸丙酮酸C3PEP苹果酸苹果酸CO2 +RUBP3-PGA- 丙酮酸丙酮酸脱羧脱羧羧化羧化固定固定CO2羧激酶类型叶绿体叶绿体叶肉细胞叶肉细胞叶绿体叶绿体维管束鞘细胞维管
9、束鞘细胞草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸天冬氨酸C4丙酮酸丙酮酸C3PEPCO2 +RUBP3-PGA- 丙氨酸丙氨酸脱羧脱羧羧化羧化固定固定天冬氨酸天冬氨酸C4天冬氨酸天冬氨酸C4草酰乙酸草酰乙酸C4PEP丙氨酸丙氨酸CO2苹果酸酶类型叶绿体叶绿体叶肉细胞叶肉细胞叶绿体叶绿体维管束鞘细胞维管束鞘细胞草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸天冬氨酸C4丙酮酸丙酮酸C3CO2 +RUBP3-PGA- 丙酮酸丙酮酸脱羧脱羧羧化羧化固定固定天冬氨酸天冬氨酸C4天冬氨酸天冬氨酸草酰乙酸草酰乙酸C4PEP苹果酸苹果酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸CO2与与C3植物光合作用过程比较植物光合作用过程比较n 植物种类C3植物C4植物CO2
10、的受体CO2固定后的产物CO2固定的场所CO2还原的场所ATP和NADPH的作用对象暗反应的途径C4途径的意义途径的意义 在高温、光照强烈和干旱的条件下,叶片气孔关闭在高温、光照强烈和干旱的条件下,叶片气孔关闭,能能够利用叶肉细胞间隙中含量很低的够利用叶肉细胞间隙中含量很低的CO2进行光合作用,进行光合作用,提高了光合作用的效率。提高了光合作用的效率。(C3植物则不能植物则不能)(二)(二)C3/C4植物植物1、C3植物 概念:概念:光合作用的暗反应中,CO2固定后的第一个产物是C3化合物的植物。 光合作用的特点光合作用的特点:酶酶C5 CO22C3 (磷酸甘油酸)(磷酸甘油酸)常见植物常见植
11、物:大豆、小麦、水稻、菜豆、马铃薯等大多数植物均属于C3植物。分布分布:C3作物生长在温度较低环境,主要分布在温带和寒带2、C4植物概念:概念:光合作用的暗反应中,CO2固定后的第一产物是C4化合物的植物,有C4途径的植物。光合作用特点光合作用特点:酶酶C3 CO2C4 常见植物:常见植物:玉米、高粱、甘蔗等属于C4植物。分布:分布:生长在温度较高地区,主要分布在热带、亚热带,很多是原产于热带C3 、C4 植物光合生理特性植物光合生理特性 n 特征特征C3植物植物C4植物植物PEP羧化酶活性羧化酶活性mol/(mgchl.min)小(小(0.300.35)大(大(1618)CO2固定途径固定途
12、径C3途径途径C3途径和途径和C4途径途径最初最初CO2接受体接受体C5(二磷酸核酮糖二磷酸核酮糖)磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)CO2固定的最初产物固定的最初产物C3C4CO2补偿点补偿点(mg/L)3070010COCO2 2固定场所固定场所叶肉细胞叶肉细胞叶绿体叶绿体最终在维管束鞘细胞叶绿体最终在维管束鞘细胞叶绿体光合产物形成场所光合产物形成场所叶肉细胞叶肉细胞维管束鞘细胞维管束鞘细胞PEP酶对酶对CO2亲和力高亲和力高60倍倍,光合速率高光合速率高 小结n植物碳代谢途径中,C3途径分布最广,不仅是C3植物同化CO2的途径,也是C4植物最终同化CO2的途径。C4可能是由C3途
13、径进化来的。如高粱玉米幼苗最初形成的幼叶是C3途径的,要到一定时候形成的叶片才具有典型的C4途径。n如何鉴别两类植物?(P31课外读)三、提高农作物的光能利用率教学分析:这部分知识要求高,能够综合运用光合作用过程和影响光合作用的因素等相关的知识、技能和研究方法,通过分析、综合、推理和判断等过程,正确解答实际问题。学生分析:知识方面学生已经有一定的基础;对光能利用率等某些概念模糊;对作物栽培的措施缺乏感性认识。教学建议:在概念理清的基础上,出示与生产实出示与生产实际相关的问题进行讨论,即复习旧知识,又培际相关的问题进行讨论,即复习旧知识,又培养能力,再总结归纳。养能力,再总结归纳。1、光能利用率
14、、光能利用率:指植物光合产物中所贮存的能量指植物光合产物中所贮存的能量占照射到地面上日光能量的百分率占照射到地面上日光能量的百分率2、光合速率、光合速率 光合作用的常用指标光合作用的常用指标光合速率光合速率:单位时间单位植物材料所吸收的单位时间单位植物材料所吸收的CO2的的量量(mgCO2/cm2/h)净光合速率净光合速率(表观光合速率表观光合速率)(通常测定通常测定)真光合速率真光合速率=净光合速率净光合速率+呼吸速率呼吸速率(一)关注的几个概念问题问题:如何提高光能利用率如何提高光能利用率, ,提高产量?提高产量?1.增加光合面积增加光合面积合理密植合理密植:作物特性和栽培条件作物特性和栽
15、培条件; ;不妨碍个体正不妨碍个体正常生长发育常生长发育; ;充分发挥群体对光能的利用效率充分发挥群体对光能的利用效率和土地利用能力,和土地利用能力,合适的肥水管理合适的肥水管理改变株型改变株型:玉米玉米, ,株高适中,秆粗、叶直而小、株高适中,秆粗、叶直而小、叶厚、分蘖密集是较理想的株型。个体之间相叶厚、分蘖密集是较理想的株型。个体之间相互遮阴较少,中、下层叶能获得较多光能。互遮阴较少,中、下层叶能获得较多光能。 2.延长光合时间:提高复种指数,合理的间套作 提高复种指数就是增加收获面积,延长单位土地面积上作物的光合时间。主要措施是进行合理轮栽、间作、套种和育苗移栽,使不同种类的作物巧妙搭配
16、和合理分布,从时间上和空间上更好地利用光能,提高光能利用率。 3.提高光合速率(降低呼吸消耗)影响光合作用的因素有哪些?影响光合作用的因素有哪些?(1)植物内部因素: 种或品种的差异:内在的光能转化效率,育种实现.改变光饱和点CO2补偿点 叶年龄(2)外部因素光照光照强度光合速率OABC呼吸速呼吸速率率光补偿点光补偿点光饱和点光饱和点BAC阳生植物阳生植物阴生植物阴生植物间接间接影响影响 叶绿体发育和叶绿素合成的必要条件;影响气孔开闭.光是光合作用的能量来源;光强度直接影响光合速率.光补偿点饱和点的意义(点净光合速率为零). 阴生植物阳生植物适合的光强度不同4.光质不同也影响作物的光合作用 .
17、5解释有些植物在光强继续增加时,反而表现出光合速率下降原因:往往导致高温,易造成水分亏缺、气孔关闭和供应不足。二氧化碳光光合合速速率率CO2含量含量O呼吸呼吸速率速率CO2补偿点补偿点CO2饱和点饱和点BAC.光合作用的主要原料光合作用的主要原料 CO2补偿点饱和点的意补偿点饱和点的意义义.植物补偿点不同植物补偿点不同.在在CO2浓度浓度0.1%0.3%时,时,植物的光合速率增加植物的光合速率增加倍,倍,增加倍。提高大增加倍。提高大气气CO2浓度能大大提高光合速浓度能大大提高光合速率。率。n空气中的二氧化碳含量一般300mg/l,农作物最适1000mg/l.当植物旺盛生长、密植、水肥多时,所需
18、的二氧化碳就更多,若只靠空气中二氧化碳本身的浓度差所造成的扩散作用满足不了植物对二氧化碳的需求。那么,如何提高空气中二氧化碳的浓度呢?n利用光合作用的原理,分析在农业生产中,采取哪些措施,改善对植物的CO2供应,从而利于植物提高光合速率?思考问题思考问题n通风透光通风透光n使用农家肥料,可以使土壤中微生物的数量增多,活使用农家肥料,可以使土壤中微生物的数量增多,活动增强,分解有机物,放出二氧化碳。动增强,分解有机物,放出二氧化碳。n使用使用NH4HCO3 肥料肥料n植物的秸秆通过深耕埋于地下,可以通过微生物的分植物的秸秆通过深耕埋于地下,可以通过微生物的分解作用产生二氧化碳。解作用产生二氧化碳
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 北京 光合 固氮 ppt 课件
限制150内