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第二章光合作用与生物固氮第一节光合作用•条件：•过程：•场所：光反应2H2OO2+4H++4e-光色素光、色素、酶叶绿体的囊状结构（类囊体）薄膜水的光解：NADPH的形成：ATP的形成：暗反应ADP+Pi+电能ATP酶（活跃化学能）NADP++2e+H+NADPH酶•条件：•过程：•场所：暗反应多种酶参与催化、ATP、NADPH叶绿体的基质CO2的固定：CO2的还原：CO2NADPHNADP+ATPADP+Pi（CH2O）酶C52C3光合作用光合作用是叶绿体内进行的一个复杂的能量转换和物质变化过程。1）能量方面：光能→稳定的化学能2）物质方面：水的光解并释放氧气二氧化碳的固定和还原糖类等有机物的形成人们要想提高农作物的光合作用效率，就必须对光合作用中能量转换和物质变化过程进行深入研究。一光能在叶绿体中的转换•过程：1）光能电能转换2）电能活跃的化学能转换3）活跃的化学能稳定的化学能转换光反应暗反应1光能的转换叶绿体中的色素色素种类颜色吸收的光含量在滤纸上扩散速度吸收光的过程类胡萝卜素胡萝卜素橙黄色主要吸收蓝紫光约占1/4最快只能吸收、传递光能叶黄素黄色较快叶绿素叶绿素a蓝绿色主要吸收红光和蓝紫光约占3/4较慢都能吸收、传递光能，有少部分叶绿素a可以转换光能叶绿素b黄绿色最慢聚光色素种类作用作用中心色素种类作用绝大多数叶绿素a及全部叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素吸收、传递光能少数处于特殊状态的叶绿素a吸收、转换光能•叶绿体中的类囊体薄膜上色素的分类：图中的A、B表示色素，请问它们分别代表什么色素？以及各自有何作用？A：作用中心色素B：聚光色素（一）光能转换成电能•综上所述，光能是怎样转换成电能的？在光的照射下，少数处于特殊状态的叶绿素a，连续不断地丢失电子和获得电子，从而形成电子流，使光能转换成电能。类囊体（二）电能转换成活跃的化学能光光O2H2OeH+NADP+NADPHADP+PiATP•2H2O→O2+4H++4e-，水的光解产生的电子和氢离子最终传递给什么物质，并生成了什么物质？尝试写出物质变化的反应式。•在电子传递过程中还形成了什么物质？写出其反应式。（二）电能转换成活跃的化学能NADP++2e+H+NADPH酶酶ADP+Pi+能量(电能)ATP（二）电能转换成活跃的化学能•NADPH除了是携带一定能量的物质外，还具有什么性质？NADPH是强还原剂。•NADPH用来还原什么？NADPH在暗反应中可将CO2最终还原成糖类等有机物，自身则氧化成NADP+，继续接受脱离叶绿素a的电子。（三）活跃的化学能转换成稳定的化学能•ATP和NADPH参与暗反应阶段的什么过程的反应？C3的还原•在此过程中能量形式发生了什么变化以及场所在哪？活跃的化学能→稳定的化学能发生在：叶绿体基质光能在叶绿体中的转换光光O2H2OeH+NADP+NADPHADP+PiATP(CH2O)CO2反应阶段能量变化物质变化光反应暗反应光能转化成电能水在光下分解电能转换成活跃的化学能NADPH的形成ATP的形成CO2的固定CO2还原及糖类等有机物的形成活跃的化学能转换成稳定化学能光能在叶绿体中的转换1、在光合作用中，光能转换成电能时，电子来自___，最终传递给。2、在光合作用中，电能转换成的活跃的化学能，是指储存在中的化学能。3、在光合作用中，二氧化碳被固定时，既要接受释放的能量，又要被_________还原。练习水NADP+，ADP和PiNADPH和ATPNADPHNADPH和ATP第二章光合作用与生物固氮二C3植物和C4植物澳大利亚科学家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，当向这些植物提供14CO2时，光合作用开始后的1s内，90%以上的14C出现在含有四个碳原子的有机酸——草酰乙酸（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。•C4植物的发现：（一）C3植物和C4植物叶片结构特点C3植物C4植物维管束鞘细胞叶肉细胞细胞大小是否含叶绿体排列是否含叶绿体C3植物C4植物小栅栏组织海绵组织“花环状”地围绕在维管束鞘细胞的外面不含大含没有基粒的叶绿体，叶绿体数多、个体大含有含有（一）C3植物和C4植物叶片结构特点叶肉细胞中的叶绿体维管束鞘细胞中的叶绿体C4植物光合作用特点示意图CO2NADPHNADP+ATPADP+Pi（CH2O）多种酶参加催化C52C3CO2C4C3(PEP)（丙酮酸）C4ADP+PiATPC3酶C3植物与C4植物C3植物与C4植物光合作用过程比较C3植物的光合作用C4植物的光合作用C3植物和C4植物叶肉细胞的叶绿体中C3植物的暗反应（叶肉细胞）C4维管束鞘细胞的叶绿体C4叶肉细胞叶绿体CO2的受体CO2固定后的产物CO2固定的场所C3还原的场所ATP和NADPH的作用对象暗反应途径C3植物C4植物C3PEPC5C3C3途径C3C4途径C3途径C4C3C5叶肉细胞的叶绿体叶肉细胞的叶绿体维管束鞘细胞的叶绿体叶肉细胞的叶绿体维管束鞘细胞的叶绿体C3植物和C4植物光合作用比较练习1）C4植物与C3植物相比，其发生光合作用的场所为（）A、只发生在叶肉细胞叶绿体中B、只发生在维管束鞘细胞叶绿体中C、叶肉细胞和维管束鞘细胞的叶绿体中D、叶肉细胞和导管细胞的叶绿体中C第二章光合作用与生物固氮三提高农作物的光能利用率CO2+H2O（CH2O）+O2光能叶绿体光合作用效率=光合作用制造的有机物中所含能量光合作用中吸收的光能光能利用率=光合作用所产生的有机物中所含能量照射到地面上的日光能量（一）光照强度的控制阳生植物阴生植物：需较强光照才能生长发育良好。(如：水稻、小麦、玉米等)：不需强光照，太强不利于生长发育。(如：胡椒、三七、人参等)•不同的农作物，对光照强弱的需求不同。人参三七又叫田七AB光照强度0吸收CO2阳生植物阴生植物B：光补偿点光合过程中吸收的CO2和细胞呼吸过程中放出的CO2等量时的光照强度C放出CO2C：光饱和点当光照超过一定值时,光照强度再增加光合速率也不再增加时的光照强度世纪金榜P187简答题二第一题（二）不同光质的影响•红光和蓝紫光有利于提高光合效率。•黄绿光不利于提高光合效率。•在蓝紫光的照射下，光合产物中蛋白质和脂肪的含量较多。•在红光的照射下，光合产物中糖类的含量较多。（三）二氧化碳的供应乙CO2浓度0释放O2甲：C3植物乙：C4植物ABC甲施用NH4HCO3施用农家肥通风使用干冰（四）必需矿质元素的供应•哪些必需元素会影响光合作用？（1）N：（2）P：（3）K：（4）Mg：是各种酶以及NADP+和ATP的重要组成成分。是叶绿体膜、NADP+和ATP的重要组成成分。在合成糖类，以及将其运输到块根、块茎和种子等器官过程中起作用。叶绿素的重要组成成分。（1）根据植物的生长规律和需肥规律进行适时适量施肥。（2）可进行根外施肥。（3）与豆科植物进行间种和轮作，提高土壤的肥力，使植物获得更多的氮肥。（4）将植物秸秆尤其是豆科植物的秸秆进行深耕翻压，也是增加土壤肥力的有效措施。•应如何进行合理施肥？（四）必需矿质元素的供应小结•提高光能利用率的措施：–延长光合作用的时间（轮作）–增加光合作用的面积（间作、套种、合理密植）–提高光合作用的效率（提高光照强度、增加CO2浓度、供应必需的矿质元素）（1）在光线弱的情况下，光合作用速度与_________成正比增加，这种情况可以认为光合作用的速度受_________的影响。（2）当光照强度一定时，光合作用速度取决于_____，这种情况可以认为光合作用的速度主要取决于____的催化效率。（3）请画出光照强度为A时，光合速率与温度的变化曲线练习3、右图显示了四联藻光合作用速度与环境因素之间的关系：光照强度光照强度温度酶A第二节生物固氮•什么叫做生物固氮？固氮微生物将大气中的N2还原为NH3的过程。共生固氮微生物自生固氮微生物根瘤菌→豆科植物圆褐固氮菌（好氧）•固氮微生物有哪些种类？此外，还包括一些具有固氮功能的放线菌、蓝藻互利共生关系•根瘤菌与豆科植物的关系是什么？提供NH3提供有机养料和生活环境•二者的互利共生关系具体表现在？根瘤菌→豆科植物：豆科植物→根瘤菌：一共生固氮微生物原核生物—无核仁、核膜、染色体等结构，有DNA和核糖体•根瘤菌结构特点：异养需氧型的细菌•根瘤菌的新陈代谢类型：1）根瘤菌只有侵入豆科植物根内才能固氮。2）不同的根瘤菌各自只能侵入特定种类的豆科植物（特异性），有的根瘤菌能入侵多种豆科植物,例如:蚕豆根瘤菌.•根瘤菌的固氮特点：一共生固氮微生物二自生固氮微生物1）较强的固氮能力2）能分泌生长素•圆褐固氮菌的功能：制成菌剂，施用到土壤中，可以提高农作物的产量。•圆褐固氮菌的应用：（四）氮循环工业固氮高能固氮生物固氮有机氮合成氨化作用硝化作用反硝化作用O2不足硝化细菌反硝化细菌亚硝酸盐（四）氮循环以有机氮形式通过生物的同化作用来传递。•生物群落中的氮素是以什么形式传递的呢？1）固氮作用2）有机氮合成作用3）氨化作用4）硝化作用5）反硝化作用•氮循环中有哪几个主要的过程？•生物群落与无机环境之间以什么形式循环的？有何特点？N2、NO3-、NH3反复循环•与氮的转化有关的4种细菌：–圆褐固氮菌，自生土壤表层，异养需氧；分解者，腐生；–根瘤菌，共生于豆科植物根系，异养需氧；消费者，共生；–硝化细菌，自生于土壤，自养需氧，将氨态氮转化为硝态氮；生产者；–反硝化细菌，自生于土壤，异养厌氧，将硝态氮转化为N2。分解者，自生。1）含氮肥料的施用2）生物固氮•土壤可通过哪两条途径获得氮素？选择与该种豆科植物相适应的根瘤菌进行拌种（特别是新开垦的农田和未种植过豆科作物的土壤,更需要进行根瘤菌拌种）•提高豆科作物产量的有效措施是什么？8×107t4×108t（五）生物固氮在农业生产中的应用（五）生物固氮在农业生产中的应用制作绿肥---直接耕埋或堆沤饲养家畜，再将家畜的粪便还田•豆科植物在农业生产上有何应用？将固氮细菌体内的固氮基因转移到非豆科粮食作物的细胞内，在固氮基因的调控下，让非豆科粮食作物的细胞内合成出固氮酶并且固氮，这是解决非豆科粮食作物自行固氮的一条重要途径，这一途径叫做固氮基因工程。（六）生物固氮研究前景•固氮基因工程：生物固氮的定义：将大气中的氮还原成氨的过程。固氮生物：蓝藻、共生的固氮菌——根瘤菌、自生的固氮菌——圆褐固氮菌生物固氮在农业生产上的应用：根瘤菌拌种、堆沤豆科植物做绿肥。总结细胞质遗传第三章第一节•核基因和质基因的概念与区别概念：细胞核中的基因叫核基因，细胞质中的基因叫质基因1）位置不同。核基因——细胞核质基因——细胞质2）存在方式不同。核基因——在染色体上直线排列质基因——不与蛋白质结合，双链环状•细胞核遗传、细胞质遗传的概念细胞核遗传：真核生物的性状由核基因控制的遗传方式。细胞质遗传：真核生物的性状由质基因控制的遗传方式。•豌豆杂交试验和花斑紫茉莉植株杂交试验属于上述哪种遗传？豌豆杂交试验花斑紫茉莉杂交试验——细胞核遗传——细胞质遗传紫茉莉质体遗传试验•紫茉莉花斑植株杂交：受粉枝(母本)供粉枝(父本)种子发育成的植株绿色白色花斑绿色白色花斑绿色白色花斑绿色白色花斑绿色白色绿色、白色、花斑绿色、白色、花斑绿色、白色、花斑•紫茉莉花斑植株的遗传，是否符合孟德尔的基因的分离定律？•与孟德尔的豌豆杂交试验作比较，上述杂交试验有何特点？不符合1）F1总表现出母本性状，即母系遗传2）F1的性状不会出现一定的分离比母系遗传与核遗传正反交比较•在杂交试验中，F1总表现出母本性状，即母系遗传的原因因为卵细胞含大量细胞质，而精子中只含极少量的细胞质。即受精卵中的细胞质几乎全部来自于卵细胞，因此，受质基因控制的性状由卵细胞传给了子代，使子代总是表现出母本的性状。花斑紫茉莉卵原细胞类型卵细胞类后代植株类型减数分裂减数分裂减数分裂受精发育受精发育绿色植株白色植株花斑植株受精后有丝分裂产生三种细胞，发育细胞质、核遗传的关系1）生物体中绝大部分性状是受细胞核基因的控制，核基因是主要的遗传物质，而有些性状是要