遗传变异课件.ppt
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1、光合作用与生物固氮,第二章,第一节 光合作用,第一节 光合作用,我们已经知道,光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物并且释放出氧的过程。我们每天吃的食物,也都直接或间接地来自光合作用制造的有机物。那么光合作用是怎样发现的呢?,一 光合作用的发现,1771年,英国科学家普里斯特利发现,将点燃的蜡烛与绿色植,物一起放在一个密闭的玻璃罩内,蜡烛不容易熄灭;将小鼠与绿色植物一起在玻璃罩内,小鼠也不容易止息而死。因此,他指出植物可以更新空气。,1864年德国科学家萨克斯做了这样一个实验:把绿色叶片放在,暗处几小时,目的是叶片中的营养物质消耗掉,然后把这个叶片一半
2、曝光,另一半遮光。过一段时间后,用碘蒸气处理叶片,发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化,曝光的那一半叶片则呈深蓝色。,这一实验成功地证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。,1880年,美国科学家恩格尔曼用水绵进行了光合作用的实验:把载有水绵和好样,细菌的临时装片放在没有空气的河黑暗环境里,然后用极细的光束照射水绵。通过显微镜观察发现,好氧细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中;如果上述临时装片完全暴露在光下,好养细菌则分布在叶绿体所有受光部位的周围。该实验证明:氧是由叶绿体释放出来的,叶绿体是绿色植物物行光合作用的场所。,光合作用中释放出的氧到底是来自水,还是来自二,氧化碳呢?20世纪30年代,美
3、国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究了这个问题。第一组向绿色植物提供,和 ;第二组向同种绿色植物提供 和 。在相同的条件下,他们对两组光合作用实验释放出的氧进行了分析,结果表明第一组释放的氧全部是 ,第二组释放的氧全部是 。这个实验证明,光合作用释放的氧全部来自水。,恩格尔曼的实验在设计上有什么巧妙之处?,二 光合作用的过程,光合作用的过程分为两个阶段。下图是光合作用的过程图解,光反应阶段 光合作用第一个阶段的化学反应,必须有光能才能进行,这个阶,段叫做光反应阶段。光反应阶段的化学反应是在叶绿体内的囊状结构薄膜上进行的。 暗反应阶段 光合作用第二个阶段的化学反应,没有光能也能进行,这个阶段叫
4、做暗反应阶段。暗反应中的化学反应是在叶绿体基质中进行的。,光反应阶段和暗反应阶段是一个整体,在光合作用的过程中,二者是紧密联系的,缺一不可。,三 光合作用的重要意义,光合作用为包括人类在内的几乎所有的生物的生存提供了物质来源和能量来源。因此,光合作用对于人类和整个生物界都具有非常重要的意义。具体的说,光合作用除了制造 数量巨大的有机物,将太阳能转化成化学能,并贮存在光合作用制造的有机物中,以及维持大气中氧和二氧化碳含量的相对稳定外,还对生物的进化具有重要作用。,课后思考题,1 光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段,下列说法正确的是( ) A 叶绿体的类囊体膜上进行光反应和暗反应 B 叶绿
5、体的类囊体膜上进行暗反应,不进行光反应 C 叶绿体基质中可进行光反应和暗反应 D 叶绿体基质中进行暗反应,不进行光反应 2 在夏季中午光照强烈的情况下,绿色植物的光合作用强度略有下降。这时,叶肉细胞内的 ATP的含量变化依次是 ( ) A 升、降、升 B 降、升、降 C 降、升、升 D 升、降、降,答案:D 、C,光合作用叶绿体内进行的一个复杂的能量转换和物质变化过程。从能量方面看,光合作用将光能最始转换成稳定的化学能。从物质方面看,光合作用包括水在光下分解并释放出氧气、二氧化碳的固定和还原,以及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
6、入的研究。,四 光能在叶绿体中的转换,光能在叶绿体中的转换,包括以下是三个步骤:光能转换成电能;电能又转换成活跃的化学能;活跃的化学能转换成稳定的化学能。其中,第一步和第二步属于光反应阶段,第三步属于暗反应阶段。在上述过程中,二氧化碳和水最终转换成糖类等有机物并且释放出氧,稳定的化学能就储存在糖类等有机物中。,光能转换成电能,在光的照射下,具有吸收和传递光能作用的色素,将吸收的光能传递给少数处于特殊状态的叶绿素a,是这些叶绿素a被激发而失(e),脱离叶绿素a的电子,经过一系列的传递,最后传递给一个带正电荷的有机物NADP 。失去电子的叶绿素a变成一种强氧化剂,能够从水分子中夺取电子,使水分子氧
7、化生成氧分子和氢离子,叶绿素a由于获得电子而恢复原状。这样在光的照射下,少数处于特殊状态下的叶绿素a,连续不断地失去电子和获得电子,从而形成电,示子流,使光能转换为电能。 如图(1)所,图(1),图 (2),电能转换成活跃的化学能,这个过程的反应式是: 一部分电能就转换成活跃的化学能储存在NADPH中。与此同时,叶绿体利用光能转换成另一部分电能将ADP和Pi转化成ATP(图-2),这一部分电能则转换成活跃的化学能储存在ATP中。,这一步形成的NADPH和ATP供暗反应阶段中合成有机物用。NADPH可以将二氧化碳最终还原成糖类等有机物,自身则氧化成NADP ,继续接受脱离开叶绿素a的电子。,活跃
8、的化学能转换成稳定的化学能,在暗反应阶段中,二氧化碳被固定后形成的一些三碳化合物,经过一系列复杂的变化,最终形成糖类等富含稳定化学能的有机物。这样活跃的化学能就转换成稳定的化学能,储存在糖类等有机物中。,五 C3植物和C4植物,1.概念,(1)C3植物:在暗反应中CO2的转移途径是首先进入C3化合进物,然后进入有机物,只具备这种CO2转移途径的植物叫C3植物。,(2)C4植物:在暗反应中CO2的转移途径是首先进入C4化合物,然后进入C3化合物,最后进入有机物。具备这种CO2转移途径的植物叫C4植物。,2.C3植物和C4植物的结构特点,3.C3植物和C4植物的光和特征,C3途径和C4途径,光合作
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