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光合作用复习本课件将回顾光合作用的基本原理,并探讨其在自然界中的重要意义光合作用概述植物的能量来源地球生态系统的基础持续的能量转换光合作用是植物利用太阳能将二氧化碳和水光合作用是地球生态系统中能量流动的基础光合作用是一个持续的能量转换过程,将太转化为有机物的过程,为生物提供能量来源,为所有生物提供食物和氧气阳能转化为化学能储存在有机物中光合作用的历史早期研究1早在世纪,人们就观察到植物需要光照才能生长,但对光合作用的本质还17不了解世纪182英国科学家普里斯特利发现植物可以净化空气,为光合作用的研究奠定了基础世纪193德国科学家萨克斯证明了光合作用需要光照和二氧化碳,并产生了淀粉世纪204科学家们通过实验和研究,逐步揭示了光合作用的机理,如光反应、暗反应等光合作用的定义生物过程碳固定
1.
2.12绿色植物利用光能将二氧化碳光合作用是地球上最重要的生和水转化成有机物并释放氧气物过程之一,它将无机碳固定的过程到有机碳中,是地球生命能量的主要来源氧气产生
3.3光合作用是地球大气中氧气的主要来源,为地球上的生物提供了氧气,维持了生物圈的平衡光合作用的场所光合作用发生在植物的叶绿体中叶绿体是植物细胞中的细胞器,它含有叶绿素和其他光合色素叶绿体包含两个膜结构外膜和内膜,内膜向内折叠形成类囊体,类囊体堆叠形成基粒光合作用的原料二氧化碳水二氧化碳是大气中重要的组成部分,植物通过叶片上的气孔吸水是光合作用的另一个重要原料,植物通过根部吸收水分,并收二氧化碳将其输送到叶片光反应光能吸收叶绿素等光合色素吸收光能,将光能转化为化学能水的光解水分子在光能作用下分解,产生氧气和氢离子电子传递光激发的电子沿着电子传递链传递,释放能量合成ATP电子传递过程释放的能量用于合成ATP,储存化学能合成NADPH电子传递过程中产生的氢离子与NADP+结合,形成NADPH,储存还原力暗反应碳固定1二氧化碳与结合RuBP还原2利用光反应产物还原再生3再生,继续循环RuBP暗反应不需要光照,但需要光反应提供的和ATP NADPH暗反应是一个复杂的生化反应过程,在叶绿体基质中进行光合作用的化学方程式光合作用的总反应式6CO2+6H2O→C6H12O6+6O2反应物二氧化碳和水:生成物葡萄糖和氧气:光合作用将光能转化为化学能,储存在葡萄糖中光合色素叶绿素类胡萝卜素藻胆蛋白主要吸收红光和蓝紫光,是光合作用的主要吸收蓝紫光,主要包括胡萝卜素和叶黄素吸收绿光和橙光,存在于蓝藻和红藻中色素光捕获系统光系统II1吸收最大光波长为纳米680电子传递链2传递电子,释放能量光系统I3吸收最大光波长为纳米700光合作用中,光捕获系统由两种光系统组成光系统和光系统II I它们分别吸收不同波长的光能,并通过电子传递链传递能量,最终用于的合成ATP电子传递链光合作用的电子传递链1光合作用电子传递链发生在类囊体膜上,是光反应中最重要的过程之一,将光能转化为化学能,用于合成和的生ATP NADPH成电子传递过程2光能激发水分子,释放电子,电子沿着传递链传递,传递过程中释放能量,用于合成和生成ATP NADPH电子传递链的意义3电子传递链是光反应的核心,它将光能转化为化学能,为暗反应提供能量和还原剂,是光合作用的关键步骤合成ATP电子传递链电子传递链释放的能量被用于驱动质子泵,将质子从类囊体膜内泵到膜外质子梯度质子在类囊体膜内外形成浓度差,产生质子梯度,也称为跨膜质子动力势合成酶ATP质子梯度驱动合成酶,将和无机磷酸结合生成,为暗反应提供能量ATP ADPATP暗反应过程二氧化碳固定1二氧化碳与结合,形成不稳定的六碳化合物,迅速分解为两个三碳化合物(磷酸甘油酸,)RuBP3-PGA还原2在和的共同作用下,被还原为磷酸甘油醛()PGA ATP NADPH3-PGAL再生3大部分用于再生,一部分用于合成糖类PGAL RuBP暗反应是一个复杂的酶促反应过程,需要光反应产生的和的供能暗反应过程中,碳被固定,并最终转化为葡萄糖,为植物ATP NADPH提供能量和物质基础卡尔文循环固定二氧化碳1利用和合成RuBP CO23-PGA还原3-PGA2利用和将还原为糖类ATP NADPH3-PGA再生RuBP3将糖类转化为,循环利用RuBP卡尔文循环在叶绿体基质中进行,不依赖光照,需要光反应提供的和它是一个复杂的循环过程,涉及一系列酶催化的反应ATPNADPH光合作用的环境影响因素光强光强是影响光合作用的主要因素之一光强增加,光合作用速率也会随之提高,但达到一定程度后,光合作用速率将不再上升温度温度过低或过高都会抑制光合作用每个植物都有其最适温度,在此温度范围内,光合作用速率最高光强光强是影响光合作用速率的重要因素之一光合作用速率随着光强增加而上升,但当达到一定程度后,光合作用速率不再增加,并趋于稳定饱和点光强超过饱和点,光合作用速率不再增加光补偿点光合作用速率等于呼吸作用速率的光强温度温度是影响光合作用的重要因素之一,不同的植物对温度的适应范围也不同光合作用的最适温度通常在25-30℃之间,温度过低或过高都会抑制光合作用二氧化碳浓度水分充足的水分光合作用正常进行水分不足气孔关闭,二氧化碳供应减少,光合作用减弱过度缺水植物萎蔫,甚至死亡营养元素光合作用需要多种营养元素,这些元素主要从土壤中获取氮、磷、钾是植物生长发育的三大必需元素,也是光合作用的关键营养元素1610氮磷72钾镁氮是叶绿素的重要组成部分,也是光合作用中许多酶的组成成分磷参与光合作用的能量传递和合成,钾促进光合产物的运输ATP镁是叶绿素的中心原子,它对光合作用中的光能捕获和电子传递至关重要光合作用的生理意义地球生命基础食物来源氧气来源碳循环光合作用是地球上几乎所有生植物通过光合作用制造有机物光合作用释放氧气,维持地球光合作用吸收二氧化碳,缓解物的能量来源,为整个生态系,为人类和动物提供了食物和大气中的氧气平衡,为生物呼温室效应,维护地球碳循环的统的能量循环提供基础营养吸提供氧气稳定光合作用与生态系统能量基础物质循环光合作用是生态系统中能量流动光合作用是碳循环的关键环节,的基础绿色植物通过光合作用植物通过光合作用吸收二氧化碳将光能转化为化学能,为生物提,释放氧气,维持大气中气体平供能量来源衡生物多样性环境调节光合作用为生物提供了食物和氧光合作用能够吸收二氧化碳,释气,为各种生物的生存和繁衍提放氧气,对调节气候变化和改善供了必要条件,维持生态系统的环境质量具有重要意义多样性光合作用的应用农业生产环境保护光合作用是植物生长的基础提高光合作用效率可以增加作物产光合作用能够吸收大气中的二氧化碳,减少温室效应光合作用量是地球生态系统的重要组成部分农业生产作物产量作物品质12光合作用是植物生长和产量的基础,提高光合效率可增加作光合作用影响作物的光合产物积累,直接关系到作物品质,物产量例如谷物产量和糖分含量作物抗逆性生态环境34光合作用增强可提高植物抗逆性,例如抗旱、抗寒和抗病虫光合作用是地球上能量的主要来源,为所有生物提供食物和害等氧气,维持生态平衡环境保护减少碳排放净化空气保护水资源光合作用吸收二氧化碳,减少温室效应植物释放氧气,改善空气质量,提高生活品水生植物净化水质,维护水体生态平衡质能源开发生物燃料太阳能利用生物质能生产燃料,减少对化石通过光伏发电或太阳能热利用,实现燃料的依赖,如玉米乙醇、生物柴油可持续的清洁能源供应等风能氢能利用风力发电,实现清洁、可再生能利用氢气作为能源,实现高效、清洁源的开发的能源利用总结光合作用的本质光合作用的重要性未来发展光合作用是植物利用光能将二氧化碳和光合作用是地球上所有生物赖以生存的未来可以通过研究光合作用,提高植物水转化为有机物并释放氧气的过程基础,为生命提供能量和氧气的光合效率,促进农业生产和环境保护复习思考题请同学们回顾本章节内容,并思考以下问题光合作用的定义是什么?
1.光合作用的场所是哪里?
2.光合作用的原料和产物分别是什么?
3.光合作用的两个阶段分别是什么?
4.光合作用的环境影响因素有哪些?
5.光合作用的生理意义是什么?
6.光合作用在农业生产、环境保护和能源开发中有什么应用?
7.拓展阅读书籍期刊推荐《植物生理学》等专业书籍关注《植物科学》等期刊,了解,了解更多光合作用知识最新的光合作用研究成果网站访问相关的学术网站,如中国科学院植物研究所网站,获取更多信息。
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