能量之源—光与光合应用

（三）化能合成作用：利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量来把无机合成有机物。少数的细菌，如硝化细菌。2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量硝化细菌2HNO2+O22HNO3+能量硝化细菌举例：6CO2+6H2OC6H12O6+6O2能量自养生物:以CO2和H2O（无机物）为原料合成糖类（有机物），糖类中储存着的能量。异养生物:只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。所需的能量来源不同（光能、化学能）光能自养生物绿色植物硝化细菌化能自养生物例如人、动物、真菌及大多数的细菌。§4能量之源——光与光合作用光合作用原理在农业生产中的应用：提高光合作用强度，增加农作物产量。例如：控制光照的强弱和温度的高低，适当增加作物环境中二氧化碳的浓度，等等。影响光合作用的主要外界因素：1）光照2）CO23）温度影响光合作用的因素及其相关原理在生产实践中的应用考点四：影响光合作用的因素叶龄OA段：AB段：BC段：幼叶，随幼叶的不断生长，叶面积不断增大，叶内叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合作用速率不断提高壮叶，叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率也基本稳定。老叶，随着叶龄的增加，叶片内叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。应用：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬菜及时换新叶，可降低其细胞呼吸消耗有机物。影响光合作用的因素及其相关原理在生产实践中的应用考点四：影响光合作用的因素★单因子变量对光合作用的影响光合作用强度表示方法1、单位时间内光合作用产生有机物（糖）的数量（即植物重量或有机物的增加量）。2、单位时间内光合作用吸收C02的量(或实验容器内CO2减少量)。3、单位时间内光合作用放出02的量(或实验容器内02增加量)。★单因子变量对光合作用的影响①光照时间：②光照强度：③光质：时间越长，产生的光合产物越多在一定光照强度范围内，增加光照强度可提高光合作用速率。[1]光照→光反应光照强度②光照强度光合速率0光强光强CO2吸收CO2释放A0BC→NADPH、ATP→暗反应C3还原（CH20）←②光照强度A点：AB段：B点：BC段：C点：光照强度为0时只进行细胞呼吸，释放C02量代表此时的呼吸强度随光照强度增强，光合作用逐渐增强，C02的释放量逐渐减少,因一部分用于光合作用光补偿点,此时细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用速率=细胞呼吸速率随光照强度不断增强，光合作用不断增强光饱和点,光照强度达到一定值时，光合作用不再增强净②光照强度净真正光合速率＝净光合速率+呼吸速率→光反应光照强度②光照强度光合速率0光强光强CO2吸收CO2释放A0BC光补偿点光饱和点→NADPH、ATP→暗反应C3还原（CH20）←不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光，即红藻反射出了红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄色的光。水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于对蓝、绿部分的吸收，即到达深水层的光线是相对富含短波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方→光反应光照强度②光照强度光合速率0光强光强CO2吸收CO2释放A0BC阳生植物阴生植物光补偿点光饱和点→NADPH、ATP→暗反应C3还原（CH20）←从海的不同深度采集到4种类型的浮游植物（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ），测定了每种类型的光合作用，如下图所示。在最深处采集到的是哪种类型的浮游植物？光照强度光合速率ⅠⅡⅢⅣ→光反应光照强度据光照强度可制定的农作物增产措施②光照强度→NADPH、ATP→暗反应C3还原（CH20）←(1)白天：适当增强光照(2)阴雨天：适当补光(5)种植时：★合理密植(4)间作套种时农作物的种类搭配，林带树种的配置(3)冬季温室栽培避免高温过度密植减产的原因从生理学角度看：过度密植使得植物下半部的叶片受到的光照强度过弱（小于光补偿点），使这部分叶片光合作用强度小于呼吸作用强度造成大量消耗有机物导致农作物减产。③光的性质白光红光、蓝紫光……绿光⑴温室大棚塑料薄膜的颜色最好是：无色透明⑵绿色植物生理实验的安全灯颜色：绿色⑶水域植物（藻类—水深）的垂直分布：绿藻红藻褐藻[2]光照面积OA段：A点：OB段：BC段：OC段：…随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大光合作用面积的饱和点随叶面积的增大，光合作用不再增强，原因是有很多叶被遮挡，光照强度在光补偿点以下…干物质量随光合作用增强而增加随叶面积的不断增加，干物质积累量不断降低随叶面积的不断增加，呼吸量不断增加[2]光照面积应用：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。封行过早，使中下层叶片所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。→C3的生成CO2浓度→暗反应C3还原→（CH20）光合速率0CO2浓度AB[3]CO2浓度A点：AB段：B点：进行光合作用所需CO2的最低浓度在一定范围内，随C02浓度的提高，植物的光合速率加快表示C02的饱和点，CO2超过该浓度，光合速率达到最大不再提高。→C3的生成CO2浓度→暗反应C3还原→（CH20）光合速率0CO2浓度ABCO2饱和点CO2补偿点？→C3的生成CO2浓度→暗反应C3还原→（CH20）光合速率0CO2浓度AB思考：1、在温度适宜、CO2含量超过B点对应的浓度的条件下，如何进一步提高光合效率？2、若光照充足、温度适宜，造成B点的原因是什么？3、若再绘另一光照更弱条件下的该曲线，则图中A点向什么方向移动。[3]CO2浓度[3]CO2浓度应用：农作物增产措施（2）温室栽培，晴天适当增加CO2浓度①施有机肥（农家肥）②施用NH4HCO3肥料（1）合理密植使农田通风良好“正其行，通其风”光合速率0CO2浓度AB③CO2发生器[4]H2O→H+的生成H2O→暗反应C3还原→（CH20）→NADPH的生成含水量1、光合作用的原料；2、植物体内各种生化反应的介质；3、影响气孔的开闭。应用：根据作物需水规律合理灌溉；预防干旱洪涝OA段：在一定范围内，水越充足，光合作用速率越快[5]矿质元素矿质元素矿质元素直接或间接影响光合作用。如可促进叶片面积增大，提高酶的合成速率，作为酶的激活剂等，提高光合作用速率。应用：根据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可提高农作物产量。[6]温度→酶活性1、温度→NADPH、ATP生成量暗反应（CH20）生成量→光反应主次2、温度是影响气孔开闭的因素之一[6]温度应用：农作物增产措施⑴晴天：白天适当升温，晚上适当降温以保持较高的昼夜温差⑵连续阴雨天：白天和晚上均降温1、适时播种；2、温室栽培：3、防止“午休”现象★多因子对光合作用速率的影响P点：Q点：限制光合速率的因素为横坐标所表示的因子，随该因子的不断加强，光合速率不断提高横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，若要提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法★多因子对光合作用速率的影响温室栽培时，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C02，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C02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CO2浓度来充分提高光合速率，以达到增产的目的6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2叶绿体光能C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶O2、C6H12O6CO2关于光合作用和呼吸作用的关系各项生命活动光合作用与细胞呼吸的联系ABCDCO2O2CO2O2①实验容器中O2增加量（实测的氧气释放量）②实验容器中CO2减少量1、植物净光合量=总光合量—呼吸量10203040012345ab温度光合作用量相对值·····呼吸作用量相对值练习7、右图a曲线表示一定光照强度、不同温度条件下，某植物光合作用的合成量（单位时间内同化的CO2的量）；b曲线表示同等条件下的呼吸作用量（单位时间内释放的CO2量）。据图可获得的结论之一是：（）A、在20℃时，植物光合作用速率最高B、在20℃与30℃时，有机物积累的速率相同C、在25℃时，有机物积累的速率最快D、在40℃时，有机物的积累量呈负增长D··18O2H218OH218O光合作用呼吸作用光合作用用H218O灌溉，一定时间内18O的去向？光合作用有关18O转移的途径：透明玻璃罩C6H12O6C18O2C6H1218O6C18O2呼吸作用光合作用O2、玻璃罩中H2O（水蒸气）、CO2、蒸腾作用有氧呼吸18O2H218O光合作用蒸腾作用光合作用与有氧呼吸的比较光合作用有氧呼吸区别场所所需条件物质变化能量变化联系光合作用为有氧呼吸提供、；呼吸作用为光合作用提供。叶绿体主要在线粒体光、温度、酶等O2、温度、酶等无机物合成有机物有机物分解成无机物光能转变成稳定的化学能有机物中的化学能释放出来，转移给ATP有机物O2CO2注意以下几条基本原理：⑴光合作用、呼吸作用的速率一般为一段时间内CO2、O2和葡萄糖的变化量计算。⑵在有光和无光条件下，植物都能够进行呼吸作用。⑶净生产量=实际光合作用量－呼吸作用量。⑷计算时，应该先列出光合作用和呼吸作用的反应式，然后列出方程予以计算。有关光合作用和呼吸作用的计算1、根据光合作用反应式进行有关物质的计算2、根据光合作用反应式进行有关能量的计算3、光合作用与呼吸作用的综合计算光合作用实际产O2量＝实测O2释放量＋呼吸作用耗O2量光合作用实际CO2消耗量＝实测CO2消耗量＋呼吸作用CO2释放量光合作用C6H12O6净生产量＝光合作用实际C6H12O6生产量－呼吸作用C6H12O6消耗量光合作用的指标是光合速率,通常以每小时每平方分米叶面及吸收CO2毫克数表示。真正光合速率=表观(净)光合速率+呼吸速率例1、将某一绿色植物置于密闭的玻璃容器内，在一定条件下不给光照，CO2的含量每小时增加8mg，给予充足光照后，容器内CO2的含量每小时减少36mg，若上述光照条件下光合作用每小时能产生葡萄糖30mg，请回答：（1）比较在上述条件下，光照时呼吸作用的强度与黑暗时呼吸作用的强度差是mg。（2）在光照时，该植物每小时葡萄糖净生产量是mg。（3）若一昼夜中先光照4小时，接着放置在黑暗情况下20小时，该植物体内有机物含量变化是（填增加或减少）。（4）若要使这株植物有更多的有机物积累，你认为可采取的措施是：。024.5减少①延长光照时间②降低夜间温度③增加CO2浓度例2、下图是在一定的CO2浓度和温度下，某阳生植物CO2的吸收量和光照强度的关系曲线，据图回答：（1）该植物的呼吸速率为每小时释放CO2mg/dm2。（2）b点表示光合作用与呼吸作用速率。51015202530352520151050－5－10CO2吸收量mg/dm2·h光照强度（Klx）abcd（3）若该植物叶面积为10dm2，在光照强度为25Klx条件下光照1小时，则该植物光合作用吸收CO2mg/dm2；合成葡萄糖mg。5相等250170.551015202530352520151050－5－10CO2吸收量mg/dm2·h光照强度（Klx）abcd（4）若白天光照强度较长时期为b该植物能否正常生长？为什么？（5）若该植物为阴生植物，则b点应向移动。不能正常生长。白天光照强度为b时，无有机物积累，而夜间消耗有机物，从全天来看，有机物的消耗多于积累，不能正常生长。左氧气释放量（CO2吸收量、葡萄糖生产量）=光合量-呼吸量•在暗处或植物体的非绿色部分：氧气吸收量（CO2释放量、葡萄糖消耗量）=呼吸量光合作用、呼吸作用都进行只进行呼吸作用4.（04北京）在相同光照和温度条件下，空气中CO2含量与植物光合产量（有机物积累量）的关系如图所示。理论上某种C3植物能更有效地利用CO2，使光合产量高于m点的选项是A.若a点在a2，b点在b2时B.若a点在a1，b点在b1时C.若a点在a2，b点在b1时D.若a点在a1，b点在b2时0a1aa2b1bb2二氧化碳含量光合产量mD4．（04广东）下列关于光合作用和呼吸作用的叙述，正确