第3章植物生产与光能利用.doc

第6章 植物生产与光能利用 教学目标： ◆掌握：光合作用、呼吸作用、光能利用率等基本概念及意义。 ◆理解：光合作用、呼吸作用的主要过程及其影响因素；提高光能利用率的途经；呼吸作用与农产品贮藏的关系。 ◆了解：植物光合性能与产量的关系。 教学时数：14学时 教学方法：理论讲授12学时、技能训练2学时 教学内容： 第一节 植物的光合作用 教学重点： ◆光合作用的意义及影响光合作用的因素。 教学难点： ◆光合作用的主要过程。 一、光合作用的意义 （一）光合作用的概念 光合作用是绿色植物利用光能，将二氧化碳和水合成有机物质，释放氧气，同时把光能转变为化学能贮藏在所形成的有机物中的过程。常以下面反应式表示。 光 6CO2 + H2O C6H12O6 + 6O2↑ 叶绿体 （二）光合作用的意义 1．把无机物转变成有机物 地球上一年通过光合作用约合成5×1011t有机物。 2．蓄积太阳能量 植物通过光合作用每年将3.2×1021J的日光能转化为化学能。 3．净化空气 吸收二氧化碳，释放氧气，从而起到净化空气作用；大气中一部分氧气转化为臭氧，对陆地生物也有良好作用。 二、光合作用的主要过程 光合作用的实质是将光能转变成化学能。根据能量转变的性质，可将光合作用分为三个阶段：第一步，光能的吸收、传递和转换成电能，主要由原初反应完成。第二步，电能转变为活跃的化学能，由电子传递和光合磷酸化完成。第三步，活跃的化学能转变为稳定的化学能，由碳同化进行。 光合作用中各种能量转变情况 光反应 暗反应 能量转变 光能→电能 电能→活跃化学能 活跃化学能→稳定化学能 贮藏能量的物质 量子 电子 ATP、NADPH 糖类 能量转变过程 光能的吸收、传递、转换 电子传递、光合磷酸化 碳同化 能量转变部位 类囊体片层 类囊体片层 叶绿体基质 三、光合作用的产物 光合作用的产物有碳水化合物、有机酸、氨基酸、蛋白质等，主要为碳水化合物。光合作用产物与植物种类、叶龄、光质及氮素营养等有关。 四、影响光合作用的因素 （一）光照强度 光饱和点和光补偿点是植物光合特性的两个重要指标。为了提高作物对光能的利用，适当增强光照，如合理密植、整枝修剪、去老叶等，以改善田间的光照条件。 （二）CO2浓度 CO2是光合作用的主要原料，光合速率随CO2浓度增加而上升。生产上常通过施用有机肥料、通风等措施来增加CO2浓度。 （三）水分 水分是光合作用的原料之一，土壤水分含量对植物光合作用影响很大，如土壤干旱光合作用受到抑制。叶片缺水也会影响光合作用正常进行。 （四）温度 一般温带植物能进行光合作用的最低温度为0℃～5℃。在10℃～35℃范围内，光合作用能正常进行；35℃以上光合作用受阻，40℃～50℃以上光合作用完全停止。 （五）矿质元素 N、Mg、Fe、Mn、P、K、B、Zn等元素都会直接或间接对光合作用产生影响。如氮和镁是叶绿体的组成元素，铁和锰参与叶绿素的形成过程，磷、钾、硼能促进有机物质的转化和运输，因此，合理施肥才能保证光合作用正常顺利地进行。 （六）植物内在因素 主要有叶龄、叶的结构和光合产物的输出等。光合速率随叶龄增长出现“低－高－低”规律。C4植物的光合速率大于C3植物，这与叶的结构有关。光合产物（蔗糖）从叶片中输出速率也会影响光合作用。 复习思考： 1. 什么叫光合作用？反应式如何表示？有何重要意义？ 2. 植物光合作用的光反应和暗反应分别是在细胞的哪个位置进行的？ 3. 光合作用可分哪三个阶段？各阶段中能量是如何转化的？ 4. 光合作用的O2是怎样产生的？ 5. 光合作用C3途径、C4途径CO2的接受体分别是什么物质？形成的第一个产物又分别是什么？ 第二节 植物的呼吸作用 教学重点： ◆呼吸作用的概念、类型及意义。 ◆呼吸作用的主要过程。 ◆呼吸作用在植物生产上的应用。 教学难点： ◆呼吸作用的主要过程。 一、呼吸作用的意义 （一）呼吸作用的概念 呼吸作用是指生活细胞内的有机物质在一系列酶的作用下，逐步氧化分解，同时放出能量的过程。呼吸作用可分为有氧呼吸和无氧呼吸两类。 （二）呼吸作用的意义 呼吸作用对植物生命活动具有十分重要的意义，主要表现在三方面： 1．为植物生命活动提供能量 呼吸作用将有机物质生物氧化，使其中的化学能以ATP形式贮存起来。 2．中间产物是合成植物体内重要有机物质的原料 如丙酮酸、a－酮戊二酸、苹果酸等都是进一步合成植物体内新的有机物质的物质基础。 3．在植物抗病免疫方面有重要作用 在植物和病原微生物的相互作用中，植物依靠呼吸作用氧化分解病原微