能量之源--光与光合作用课件人教版必修

能量之源光与光合作用--光合作用是地球上最重要的生命过程之一它将太阳能转化为化学能，为地球上的生命提供能量和氧气让我们深入探讨这个神奇的过程什么是光合作用？定义主要参与者光合作用是植物利用光能将二绿色植物、藻类和某些细菌是氧化碳和水转化为葡萄糖和氧主要的光合作用生物气的过程能量转换光能转化为化学能，储存在有机物中光合作用的基本过程光能吸收1叶绿体中的色素吸收光能水分解2光能促使水分子分解，释放氧气和电子二氧化碳固定3利用光反应产物将二氧化碳转化为有机物光合作用的能量转换光能太阳光提供初始能量电能光能转化为电子流化学能电子流驱动和的合成ATP NADPH有机物最终形成葡萄糖等有机物光合作用的重要性生命能量来源1氧气供给2碳循环3食物链基础4气候调节5光合作用是地球生态系统的基石，影响着整个生物圈光合作用与生命能量供给氧气产生光合作用为几乎所有生命形式提供了能量来源没有光合作用，光合作用释放的氧气支持了需氧生物的呼吸这种氧气还形成了地球上的生命将无法持续保护地球的臭氧层光合作用与二氧化碳排放碳吸收碳储存植物通过光合作用每年吸收约森林和海洋植物是重要的碳汇，亿吨二氧化碳储存大量碳1230气候调节光合作用帮助缓解温室效应，平衡大气中的二氧化碳含量光合作用与氧气供给50%20%地球氧气热带雨林约的大气氧气来自海洋中的浮游热带雨林产生地球约的氧气50%20%植物30%其他植物其余的氧气来自其他陆地植物30%光合作用与食物链生产者1光合作用生物是食物链的基础初级消费者2草食动物直接食用植物次级消费者3肉食动物捕食草食动物分解者4分解有机物，完成物质循环光合作用与植物生长叶片发育茎干生长光合作用产物促进叶片生长，增加光光合产物用于茎干生长，支撑植物结合面积构根系发展部分光合产物输送到根部，促进根系生长光合作用需要什么条件？光二氧化碳12提供能量，驱动光反应为有机物合成提供碳源水叶绿素34提供电子和氢离子吸收光能的关键色素光合色素叶绿素——叶绿素叶绿素类胡萝卜素a b主要光合色素，吸收红光和蓝紫光辅助色素，扩大光谱吸收范围辅助吸收光能，保护叶绿素叶绿素如何吸收光能？光子撞击光子与叶绿素分子相遇电子激发叶绿素分子中的电子被激发到高能态能量传递激发能通过共振转移到反应中心电子释放反应中心释放高能电子，开始光反应光合作用的两大阶段光反应暗反应在类囊体膜上进行，将光能转化为化学能在基质中进行，利用光反应产物固定二氧化碳光反应阶段光能吸收1叶绿素吸收光能，激发电子水分解2光系统催化水分解，释放氧气和电子II电子传递3电子经过电子传递链，产生质子梯度合成ATP4质子梯度驱动合成酶生成ATP ATP生成NADPH5光系统将电子传递给，形成I NADP+NADPH有机物合成阶段固定CO2酶将与结合RuBisCO CO2RuBP还原反应利用和将还原为ATP NADPH3-PGA G3P再生反应部分用于再生G3P RuBP糖合成剩余用于合成葡萄糖等有机物G3P光反应中的电子传递PSII1水分解，释放电子PQ2传递电子到细胞色素复合体b6fPC3将电子从传递到b6f PSIPSI4进一步激发电子Fd5将电子传递给还原酶NADP+和的生成ATP NADPH合成生成ATP NADPH质子通过合成酶回流到基质，驱动的合成这个过程称在光系统中，高能电子最终被传递给，形成还原性更强ATP ATPI NADP+为化学渗透的NADPH有机物合成阶段的碳循环固定CO21碳还原2再生3RuBP糖类合成4碳输出5这个循环过程被称为卡尔文循环，是固定大气中的关键步骤CO2影响光合作用的因素光照浓度CO2影响光反应速率影响暗反应速率温度水分影响酶的活性影响气孔开闭光照强度弱光强光光补偿点光合速率随光强增加而线性增加光合速率达到饱和，不再增加光合作用与呼吸作用平衡的光照强度二氧化碳浓度低浓度1是限制因子，光合速率随浓度增加而上升CO2中等浓度2浓度不再是主要限制因素CO2高浓度3光合速率达到饱和，不再增加补偿点CO24光合作用刚好补偿呼吸作用的浓度CO2温度最适温度低温光合作用速率最高，通常在酶活性降低，光合速率减慢℃之间20-35高温酶失活，光合速率急剧下降水分供给充足水分水分不足气孔打开，进入顺畅，光合作用正常进行气孔关闭，进入受阻，光合作用受抑制CO2CO2其他矿质养分氮镁构成叶绿素和光合酶的重要元素叶绿素的中心原子，缺乏会导致叶绿素合成减少铁钾参与电子传递链的组成，缺乏会调节气孔开闭，影响的吸收CO2导致叶黄素光合作用异常与植物保护识别症状1叶片变黄、生长缓慢等诊断原因2可能是光照、水分、养分等问题采取措施3调整环境条件，补充所缺营养持续监测4关注植物恢复情况，及时调整策略光合作用与农业应用温室种植肥料管理控制环境因素，优化光合条件合理施肥，提高光合效率品种改良水分管理培育高光合效率作物科学灌溉，保持最佳水分状态光合作用的未来发展科学家正在探索提高光合效率、开发人工光合系统等前沿领域，这些研究可能彻底改变未来的能源和食品生产方式。