高三生物一轮复习课件：第三单元第9讲光合作用.pptx

第第9 9讲讲 光合作用光合作用第三单元第三单元 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用1 1叶绿素分子的合成需要叶绿素分子的合成需要MgMg元素。元素。()2 2蓝藻中不含叶绿体和叶绿素。蓝藻中不含叶绿体和叶绿素。()3 3叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多。叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多。()4 4光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中。光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中。()5 5线粒体和叶绿体均含有少量的线粒体和叶绿体均含有少量的DNADNA。()优化优化探究探究 P62 P62 考点考点一一 捕获光能的色素和叶绿体的结构捕获光能的色素和叶绿体的结构 P98-99 P98-99 吸收可见光吸收可见光（390-390-760nm760nm）类胡萝卜素类胡萝卜素不吸收红光不吸收红光四种色素都能四种色素都能吸收、传递吸收、传递光能。光能。少数少数叶绿素叶绿素a a能将光能能将光能转化转化为电能。为电能。叶叶 绿绿 素素 元素组成：元素组成：功能：功能：合成条件：合成条件：疏水性尾部疏水性尾部（联系提取、分布）（联系提取、分布）C C、H H、O O、N N、MgMg N N、MgMg都是组成叶绿素的元素，不可都是组成叶绿素的元素，不可缺少。缺少。FeFe、MnMn、CuCu、ZnZn等可能是叶等可能是叶绿素形成过程中某些酶的活化剂。绿素形成过程中某些酶的活化剂。光照光照：主要条件：主要条件适宜的适宜的温度温度：衰老、强光、低温、过酸过碱衰老、强光、低温、过酸过碱 吸收吸收、传递传递和和转化转化光能光能 降解：降解：矿质元素矿质元素：类胡萝卜素类胡萝卜素 元素组成：元素组成：C C、H H（叶黄素还含（叶黄素还含O O）相对叶绿素相对叶绿素,比较比较稳定稳定只只有有吸收吸收和传递和传递光能的作光能的作用用；防护叶绿素免受多余光照伤害；防护叶绿素免受多余光照伤害 降解：降解：功能：功能：（1 1）四种色素都）四种色素都不溶于水不溶于水，而溶于酒精、丙酮、石油醚等有机溶剂中，而溶于酒精、丙酮、石油醚等有机溶剂中（2 2）叶绿素的化学性质没有类胡萝卜素稳定，叶绿素的合成易受光照、）叶绿素的化学性质没有类胡萝卜素稳定，叶绿素的合成易受光照、温度和温度和MgMg的影响。的影响。植物叶中植物叶中色素的化学性质与叶色的关系色素的化学性质与叶色的关系正常正常绿色绿色叶色叶色变黄变黄叶色叶色变红变红花和果花和果实颜色实颜色正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例约为正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例约为3131，且叶片，且叶片中色素对绿光吸收最少，绿光被反射出来中色素对绿光吸收最少，绿光被反射出来寒冷时，寒冷时，叶绿素叶绿素分子易分子易被破坏被破坏，类胡萝卜素较稳定，显示，类胡萝卜素较稳定，显示出类胡萝卜素的颜色，叶子变黄出类胡萝卜素的颜色，叶子变黄秋天降温时，植物体为适应寒冷，体内积累了较多的可溶秋天降温时，植物体为适应寒冷，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的性糖，有利于形成红色的花青素花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶子呈现红色解，叶子呈现红色植物细胞的液泡中细胞液不同植物细胞的液泡中细胞液不同p pH H 值条件下，值条件下，花青素花青素使花使花瓣、果实呈现不同的颜色。瓣、果实呈现不同的颜色。1.1.(2017(2017全国全国卷卷)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应同波长光的反应(如如O O2 2的释放的释放)来绘制的。下列叙述错误的是来绘制的。下列叙述错误的是()()A A.光合作用的作用光谱也可用光合作用的作用光谱也可用COCO2 2的吸收速率随光波长的变化来表示的吸收速率随光波长的变化来表示B B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C C.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATPATP的合成的合成D D.叶片在叶片在640640660nm660nm波长光下释放波长光下释放O O2 2是由叶绿素参与光合作用引起的是由叶绿素参与光合作用引起的CP99P992 2.(2016(2016全国全国卷卷)关于高等植物叶绿体中色素的叙述关于高等植物叶绿体中色素的叙述,错误的是错误的是()()A.A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B.B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C.C.通常通常,红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D.D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的C叶绿素主要吸收蓝紫光和红光叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,蓝紫光和红光被叶绿体中的色素蓝紫光和红光被叶绿体中的色素吸收用于光合作用吸收用于光合作用P99P99原理原理提取提取分离分离1 1、实验原理、实验原理 P97P97考点考点二二 绿叶中色素的提取和分离实验绿叶中色素的提取和分离实验绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中而不溶于水，可用中而不溶于水，可用无水乙醇无水乙醇提取色素提取色素各种色素在各种色素在层层析析液液中的溶解度不同中的溶解度不同,溶解度高的随层析液溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快在滤纸上扩散得快,反之则慢反之则慢分离色素的方法：分离色素的方法：纸层析法纸层析法2 2、实验步骤、相关操作及其目的实验步骤、相关操作及其目的 P98P98步骤步骤相关操作相关操作操作目的操作目的(1)(1)提取色素提取色素加加SiOSiO2 2加加CaCOCaCO3 3加加无水乙醇无水乙醇(2)(2)收集滤液收集滤液用用单层尼龙布单层尼龙布用棉塞塞住试用棉塞塞住试管口管口考点考点二二 绿叶中色素的提取和分离实验绿叶中色素的提取和分离实验使研磨更充分使研磨更充分防止研磨时色素被破坏（特别是叶绿素）防止研磨时色素被破坏（特别是叶绿素）溶解溶解色素色素 尼龙布起过滤作用尼龙布起过滤作用防止乙醇挥发防止乙醇挥发,色素被氧化色素被氧化(3)(3)制备滤纸条制备滤纸条 干燥的滤纸干燥的滤纸可吸附更多的滤液可吸附更多的滤液一端剪去两个角一端剪去两个角色素在滤纸上扩散均匀色素在滤纸上扩散均匀(4)(4)画滤液细线画滤液细线 滤液细线：细滤液细线：细、直、匀、直、匀防止色素带之间部分重叠防止色素带之间部分重叠滤液细线干燥后，再画一滤液细线干燥后，再画一两次两次 增加色素在滤纸上的附着量，增加色素在滤纸上的附着量，使实验结果更明显使实验结果更明显(5)(5)分离色素分离色素层析液不能没及滤液细线层析液不能没及滤液细线防止色素溶解在层析液中防止色素溶解在层析液中烧杯要盖培养皿盖（或试烧杯要盖培养皿盖（或试管口加棉塞）管口加棉塞）防止层析液成分挥发防止层析液成分挥发2 2、实验步骤、相关操作及其目的实验步骤、相关操作及其目的 P98P98考点考点二二 绿叶中色素的提取和分离实验绿叶中色素的提取和分离实验色素种类色素种类位置位置色素颜色色素颜色 色素含量色素含量溶解度溶解度扩散速度扩散速度橙黄色橙黄色最少最少最大最大最快最快黄色黄色较少较少较大较大较快较快蓝绿色蓝绿色最多最多较小较小较慢较慢黄绿色黄绿色较多较多最小最小最慢最慢3 3、结果与分析、结果与分析考点考点二二 绿叶中色素的提取和分离实验绿叶中色素的提取和分离实验色素带的色素带的“条数条数”种类；种类；“宽窄宽窄”含量；含量；“位置位置”扩散速度扩散速度层析液层析液滤液细线滤液细线条型：条型：圆型：圆型：绿叶提取液的绿叶提取液的滤液滤液胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a a叶绿素叶绿素b b3 3、结果与分析、结果与分析考点考点二二 绿叶中色素的提取和分离实验绿叶中色素的提取和分离实验绿叶中色素的提取和分离实验中异常现象分析绿叶中色素的提取和分离实验中异常现象分析异常现象异常现象原因分析原因分析收集到的滤液绿色过浅收集到的滤液绿色过浅滤纸条色素带重叠滤纸条色素带重叠滤纸条无色素带滤纸条无色素带滤纸条只呈现胡萝卜素、滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带叶黄素色素带未加石英砂未加石英砂(二氧化硅二氧化硅)，研磨不充分，研磨不充分 使用放置数天的菠菜叶，滤液色素使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素叶绿素)太少太少 一次加入大量的无水乙醇，提取液浓度太低一次加入大量的无水乙醇，提取液浓度太低 (正确做法：分次加入少量无水乙醇正确做法：分次加入少量无水乙醇)未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏未经未经干燥处理，滤液线不能达到干燥处理，滤液线不能达到细细、直匀的直匀的要求，要求，使色素扩散不一致。使色素扩散不一致。忘记画滤液细线忘记画滤液细线 滤液细线接触到层析液，且时间较长，色滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中素全部溶解到层析液中忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶黄叶”优化优化探究探究 P65 P65 1 1COCO2 2的固定会消耗大量的的固定会消耗大量的ATPATP。()2 2叶肉细胞在叶绿体外膜上合成淀粉。叶肉细胞在叶绿体外膜上合成淀粉。()3 3离体的叶绿体基质中添加离体的叶绿体基质中添加ATPATP、HH和和COCO2 2后，可完成暗反应过程。后，可完成暗反应过程。()4 4白白天天若若突突然然中中断断二二氧氧化化碳碳的的供供应应，叶叶绿绿体体内内首首先先积积累累起起来来的的物物质质是是三碳化合物。三碳化合物。()5 5正正常常生生长长的的绿绿藻藻，照照光光培培养养一一段段时时间间后后，用用黑黑布布迅迅速速将将培培养养瓶瓶罩罩上上，其叶绿体内其叶绿体内COCO2 2的固定立即停止。的固定立即停止。()1818世纪世纪 中期中期探究探究历程历程1.1.海尔蒙特柳树实验海尔蒙特柳树实验结论：只有结论：只有水水分是植物建造自身的原料分是植物建造自身的原料 柳树柳树 2.5kg2.5kg 土土 100kg 100kg五年后五年后 柳树柳树 82.5kg82.5kg 土土 99.9kg 99.9kg不足：没有考虑是否从空气中得到什么不足：没有考虑是否从空气中得到什么考点三考点三 光合作用的探究历程及过程光合作用的探究历程及过程探究探究历程历程17711771年年2.2.普利斯特利实验普利斯特利实验结论：植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼结论：植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变得浑浊的空气吸而变得浑浊的空气不足：没有发现不足：没有发现光光在植物更新空气中的作用在植物更新空气中的作用探究探究历程历程17791779年年3.3.英格豪斯实验英格豪斯实验甲甲乙乙结论：证明了普利斯特利的实验只有在阳光照射下才结论：证明了普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功；植物体只有绿叶才能更新污浊的空气能成功；植物体只有绿叶才能更新污浊的空气不足：没有明确吸收和释放的气体是什么不足：没有明确吸收和释放的气体是什么17851785年发现年发现绿叶绿叶在在光光下放出下放出O O2 2，吸收吸收COCO2 2光光能能化化学学能能储存在什么储存在什么物质中？物质中？能量守恒能量守恒德国梅耶德国梅耶？探究探究历程历程18641864年年4.4.萨克斯实验萨克斯实验酒精脱色酒精脱色避免叶片颜色对实避免叶片颜色对实验结果的干扰验结果的干扰黑暗处理黑暗处理部分遮光部分遮光本实验为本实验为自身对照自身对照，自变量为，自变量为光的有无光的有无(一半曝光、另一半遮光一半曝光、另一半遮光)，因变量，因变量为为有无淀粉生成有无淀粉生成，表观因变量为是否出现深蓝色。，表观因变量为是否出现深蓝色。实验组是遮光处理组，对照组为曝光处理组。实验组是遮光处理组，对照组为曝光处理组。饥饿处理饥饿处理消耗掉叶片中原有的淀粉，避免干扰。消耗掉叶片中原有的淀粉，避免干扰。结论：光合作用需要光照；光合作用的产物中有淀粉结论：光合作用需要光照；光合作用的产物中有淀粉探究探究历程历程18801880年年5.5.恩格尔曼实验（一）恩格尔曼实验（一）黑暗、没有黑暗、没有空气的环境空气的环境 极细光极细光束照射束照射完全曝光完全曝光好氧菌好氧菌只只集中在叶绿体被光束照射到的地方集中在叶绿体被光束照射到的地方好氧菌集中在叶绿体所有受光部位好氧菌集中在叶绿体所有受光部位极细光束照射极细光束照射完全曝光完全曝光结论：结论：氧气是叶绿体释放出来的氧气是叶绿体释放出来的 叶绿体是绿色植物光合作用的场所叶绿体是绿色植物光合作用的场所 光合作用过程需要光照光合作用过程需要光照P100P1001.1.实验材料选得妙实验材料选得妙:水绵不仅具有细而长的水绵不仅具有细而长的带状叶绿体带状叶绿体,而且叶绿而且叶绿体体螺旋状螺旋状地分布在细胞中地分布在细胞中,便于观察和分析研究。便于观察和分析研究。2.2.排除干扰的方法妙排除干扰的方法妙:实验成功的关键之一在于控制无关变量和减实验成功的关键之一在于控制无关变量和减少额外变量少额外变量,恩格尔曼将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中恩格尔曼将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中,排除了环境中光线和氧的影响排除了环境中光线和氧的影响,从而确保实验能够正常进行。从而确保实验能够正常进行。3.3.观测指标设计得妙观测指标设计得妙:通过好氧细菌的分布进行检测通过好氧细菌的分布进行检测,从而能够准从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位。确地判断出水绵细胞中释放氧的部位。4.4.实验对照设计得妙实验对照设计得妙:进行进行前后对照前后对照、相互对照相互对照 恩格尔曼的实验设计巧妙之处在哪里？恩格尔曼的实验设计巧妙之处在哪里？探究探究历程历程18801880年年5.5.恩格尔曼实验（二）恩格尔曼实验（二）恩格尔曼在证明光合作用放氧部位是叶绿体后，紧接着又做了一个实恩格尔曼在证明光合作用放氧部位是叶绿体后，紧接着又做了一个实验验他用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，惊奇地发现大量的好氧细菌他用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，惊奇地发现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝光区域。从这一实验你能得出什么结论聚集在红光和蓝光区域。从这一实验你能得出什么结论?结论：叶绿体主要吸收红光和蓝光用于光合作用，释放氧气结论：叶绿体主要吸收红光和蓝光用于光合作用，释放氧气 光合作用释放的光合作用释放的O O2 2来自来自COCO2 2还是还是H H2 2O O？探究探究历程历程19391939年年6.6.鲁宾、卡门鲁宾、卡门同位素标记同位素标记 1818O OCOCO2 2H H2 21818O O?C C1818O O2 2H H2 2O O?第一组第一组第二组第二组绿色植物绿色植物（如小球藻）（如小球藻）O O2 21818O O2 2H H2 2O OC C1818O O2 2 植物植物O O2 2 H H2 21818O OCOCO2 2 植物植物1818O O2 2 结论：光合作用释放的氧气来自水结论：光合作用释放的氧气来自水本实验为本实验为相互对照相互对照，自变量是，自变量是标记物质标记物质(H H2 21818O O 与与C C1818O O2 2)，因变量是试管内产生，因变量是试管内产生O O2 2的质量差异的质量差异。同位素标记法同位素标记法同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。用同位素标记的化合物，化学同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。用同位素标记的化合物，化学性质不会改变。科学家通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。性质不会改变。科学家通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。P102P102探究探究历程历程2020世纪世纪4040年代年代7.7.卡尔文实验卡尔文实验美国美国 卡尔文卡尔文(Calvin)(Calvin)同位素标记同位素标记 1414C C用用1414C C标记标记1414COCO2 2，供小球藻进行光合作用，发现：，供小球藻进行光合作用，发现：1414COCO2 2小球藻小球藻有机物的有机物的1414C C结论：结论：COCO2 2中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳 卡尔文循环卡尔文循环 考点三考点三 光合作用的探究历程及过程光合作用的探究历程及过程年代年代科学家科学家结论结论17711771普利斯特利普利斯特利17791779英格豪斯英格豪斯18451845梅耶梅耶18641864萨克斯萨克斯18801880恩格尔曼恩格尔曼19391939鲁宾、卡门鲁宾、卡门2020世纪世纪4040年年代代卡尔文卡尔文植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变得浑浊的空气植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变得浑浊的空气证明了普利斯特利的实验只有在证明了普利斯特利的实验只有在阳光照射下阳光照射下才能成功；才能成功；植物体只有植物体只有绿叶绿叶才能更新污浊的空气才能更新污浊的空气植物在光合作用时把植物在光合作用时把光能转换成化学能光能转换成化学能储存起来储存起来光合作用需要光合作用需要光照光照；光合作用的产物有；光合作用的产物有淀粉淀粉氧气氧气由叶绿体释放出来，由叶绿体释放出来，叶绿体叶绿体是光合作用的场所是光合作用的场所光合作用释放的光合作用释放的氧气来自水氧气来自水 COCO2 2中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳原料原料:产物产物:场所场所:条件条件:COCO2 2、H H2 2*O*O（CHCH2 2O O）、）、*O*O2 2叶绿体叶绿体光、酶、色素光、酶、色素一、一、光合作用的光合作用的探究历程探究历程考点三考点三 光合作用的探究历程及过程光合作用的探究历程及过程二、二、光合作用的过程光合作用的过程1 1、概念：、概念：指绿色植物通过指绿色植物通过叶绿体叶绿体，利用，利用光能光能，把，把二氧化碳二氧化碳和和水水转化成储存着转化成储存着能量的能量的有机物有机物，并且释放出，并且释放出氧气氧气的过程。的过程。3 3、过程：根据过程：根据反应过程是否一定需要光能反应过程是否一定需要光能，可以概括分为，可以概括分为两个阶段两个阶段:2 2、实质、实质：把把无机物无机物转变成转变成有机物有机物，把，把光能光能转变成有机物中的转变成有机物中的化学能化学能。光反应光反应:暗反应暗反应:有光才能反应有光才能反应有光、无光都能反应有光、无光都能反应但若长期没有光反应产生的但若长期没有光反应产生的ATPATP和和HH，暗反应也不能一直进行，暗反应也不能一直进行 6CO 6CO2 212H12H2 2O CO C6 6H H1212O O6 66O6O2 26H6H2 2O O光能光能叶绿体叶绿体光能光能叶绿体叶绿体C CO O2 2+H+H2 2O O （C CH H2 2O O）+O O2 2叶绿体中叶绿体中的色素的色素光光能能供氢供氢酶酶供能供能还还原原多种酶参多种酶参加催化加催化（CHCH2 2O O）ADP+PiADP+Pi酶酶ATPATP2C2C3 3C C5 5固固定定COCO2 2光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段H H2 2O OO O2 2HH 水在光下分解水在光下分解场所：场所：叶绿体的类囊体薄膜叶绿体的类囊体薄膜叶绿体基质叶绿体基质考点三考点三 光合作用的探究历程及过程光合作用的探究历程及过程二、二、光合作用的过程光合作用的过程场所：场所：叶绿体的类囊体薄膜叶绿体的类囊体薄膜上上条件：条件：光光、色素色素和和酶酶等等物质变化：物质变化：水的光解水的光解 ATPATP的合成的合成 能量变化：能量变化：考点三考点三 光合作用的探究历程及过程光合作用的探究历程及过程光反应阶段光反应阶段ADPPi 能量（光能）能量（光能）ATP酶酶H2O 2H +1/2O2光能光能光能光能转变为活跃的转变为活跃的化学能化学能储存在储存在ATPATP中中场所：场所：叶绿体基质叶绿体基质条件：条件：多种酶多种酶、ATPATP、HH等等物质转化：物质转化：COCO2 2的固定的固定 能量转化：能量转化：C C3 3的还原的还原考点三考点三 光合作用的探究历程及过程光合作用的探究历程及过程暗反应阶段暗反应阶段 ATPATP中活跃的化学能中活跃的化学能转变为糖类等转变为糖类等有机物中稳定的化学能有机物中稳定的化学能COCO2 2C C5 5 2C 2C3 3酶酶ATPATPADP+PiADP+Pi2C2C3 3 +H+H (CH (CH2 2O)+CO)+C5 5酶酶糖类糖类考点三考点三 光合作用的探究历程及过程光合作用的探究历程及过程4 4、光反应和暗反应光反应和暗反应的区别和的区别和联系联系细胞呼吸细胞呼吸产生的产生的HH是是还原型辅酶还原型辅酶(NADH)(NADH)P94 P94 光反应光反应产生的产生的HH是是还原型辅酶还原型辅酶(NADPH)(NADPH)P103 P103 光反应为暗反应提供两种重要物质光反应为暗反应提供两种重要物质：NADPHNADPH和和ATPATP，HH既可作还原剂，又可既可作还原剂，又可提供能量提供能量；暗反应为光反应也提供物质；暗反应为光反应也提供物质ADPADP、PiPi、NADPNADP+。没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，光反应也会受到抑制。没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，光反应也会受到抑制。水的光解水的光解 光反应为暗反应提供光反应为暗反应提供了了NADPHNADPH和和ATPATP；暗反应为光反应提供暗反应为光反应提供ADPADP、PiPi、NADPNADP+。暗反应暗反应光反应光反应项目项目联系联系能量转换能量转换物质变化物质变化条件条件场所场所ATPATP中活跃的中活跃的化学能化学能有机物有机物中稳定的中稳定的化学能化学能HH、ATPATP、多种、多种酶酶、COCO2 2等等叶绿体基质叶绿体基质中中COCO2 2的的固定固定 C C3 3的的还原还原 光能光能ATPATP中活跃的中活跃的化学能化学能光光、色素色素、酶酶、水水等等叶绿体叶绿体类囊体薄膜类囊体薄膜上上ATPATP的合成的合成 4 4、光反应和暗反应光反应和暗反应的区别和的区别和联系联系6 6、不同条件下光合作用过程中物质含量的变化分析、不同条件下光合作用过程中物质含量的变化分析分析方法：需从分析方法：需从物质的生成物质的生成和和消耗消耗两个方面综合分析。两个方面综合分析。示例：示例：COCO2 2供应正常，光照停止时，供应正常，光照停止时，C C3 3的含量变化的含量变化考点三考点三 光合作用的探究历程及过程光合作用的探究历程及过程（1 1）环境条件改变时光合作用中相关物质的含量变化）环境条件改变时光合作用中相关物质的含量变化条件条件光照光照由强由强到到弱弱，COCO2 2供应不变供应不变光照光照由弱由弱到到强强，COCO2 2供应不变供应不变COCO2 2供应由供应由充足到充足到不足不足，光照不变光照不变COCO2 2供应由供应由不足到不足到充足充足，光照不变光照不变C C3 3含量含量C C5 5含量含量HH和和ATPATP的含量的含量(CH(CH2 2O)O)的合成量的合成量“含量含量”生成生成消耗消耗（1 1）环境条件改变时光合作用中相关物质的含量变化）环境条件改变时光合作用中相关物质的含量变化6 6、不同条件下光合作用过程中物质含量的变化分析、不同条件下光合作用过程中物质含量的变化分析优化优化探究探究 P66 P66 在在总总光光照照时时间间、总总黑黑暗暗时时间间均均相相同同的的条条件件下下，光光照照和和黑黑暗暗间间隔隔处处理理比比一直连续光照处理有机物积累量要多。一直连续光照处理有机物积累量要多。6 6、不同条件下光合作用过程中物质含量的变化分析、不同条件下光合作用过程中物质含量的变化分析（2 2）连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析）连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析光光反反应应为为暗暗反反应应提提供供的的HH和和ATPATP在在叶叶绿绿体体基基质质中中有有少少量量的的积积累累，在在光反应停止时，暗反应仍可持续进行一段时间，有机物还能继续合成。光反应停止时，暗反应仍可持续进行一段时间，有机物还能继续合成。1 1为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了为材料设计了A A、B B、C C、D D四组实验。每组处理的总时间均为四组实验。每组处理的总时间均为135s135s，处理结束时测定各组，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下：材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下：A A组：先光照后黑暗，时间各为组：先光照后黑暗，时间各为67.5s67.5s；光合作用产物的相对含量为；光合作用产物的相对含量为50%50%。B B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5s7.5s；光合作用；光合作用产物的相对含量为产物的相对含量为70%70%。C C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75ms3.75ms（毫秒）；（毫秒）；光合作用产物的相对含量为光合作用产物的相对含量为94%94%。D D组（对照组）：光照时间为组（对照组）：光照时间为135s135s；光合作用产物的相对含量为；光合作用产物的相对含量为100%100%。回答下列问题：回答下列问题：（1 1）在实验操作过程中，需要保持各组实验的温度、）在实验操作过程中，需要保持各组实验的温度、_ 等等条件相条件相同、适宜且稳定（答出同、适宜且稳定（答出1 1点即可），这是为了排除点即可），这是为了排除_ 对对实验结果的干扰。实验结果的干扰。（2 2）单位光照时间内，）单位光照时间内，C C组植物合成有机物的量组植物合成有机物的量_D_D组植物合成有机物的量，依据组植物合成有机物的量，依据是是_ ；C C组和组和D D组的实组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要验结果可表明光合作用中有些反应不需要_。（3 3）比较）比较A A、B B、C C三组处理可以推知，随着光照和黑暗交替频率的增加，使光下产生的三组处理可以推知，随着光照和黑暗交替频率的增加，使光下产生的_ 能够能够及时利用与及时再生，从而提高了及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中光合作用中 。光照强度、光照强度、COCO2 2浓度浓度 无关变量无关变量高于高于C C组只用了组只用了D D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D D组的组的94%94%光照光照ATPATP和和NADPH NADPH COCO2 2的同化量的同化量 COCO2 2 +H+H2 2O O （CHCH2 2O O）+O+O2 2光能光能叶绿体叶绿体(色素、酶）色素、酶）MgMg、N N等矿质元素；等矿质元素；酶的活性受温度等影响。酶的活性受温度等影响。光照强度、光质、光照时间光照强度、光质、光照时间气体反应物气体反应物作为反应物和反应的媒介；作为反应物和反应的媒介；水分水分气孔关闭气孔关闭COCO2 2供应供应内因内因遗传因素遗传因素植物种类；叶龄；酶的种类、数量、活性；植物种类；叶龄；酶的种类、数量、活性；色素的含量色素的含量外因外因环境因素环境因素光照；光照；温度；温度；COCO2 2浓度；浓度；水分；水分；矿质元素等矿质元素等考点四考点四 影响光合作用的因素及应用影响光合作用的因素及应用主要外因主要外因考点四考点四 影响光合作用的因素及应用影响光合作用的因素及应用 可以通过测定一定时间内原料消耗或产物生成的数量来可以通过测定一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量的表示。如可用单位时间定量的表示。如可用单位时间COCO2 2等反应物的消耗量或等反应物的消耗量或O O2 2、糖、糖等产物的生成量来表示。等产物的生成量来表示。光合作用光合作用强度：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。强度：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。考点四考点四 影响光合作用的因素及应用影响光合作用的因素及应用1 1、光照强度、光照强度 A A点：点：光照强度为光照强度为0 0，此时，此时只进行细胞呼吸只进行细胞呼吸，释放的，释放的COCO2 2量可表示此时量可表示此时细胞呼吸的强度细胞呼吸的强度。ABAB段：段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，细胞呼吸强细胞呼吸强度光合作用强度，度光合作用强度，COCO2 2释放量逐渐减少。释放量逐渐减少。B B点：点：光合作用强度光合作用强度=所有细胞呼吸强度所有细胞呼吸强度(光照强度只有在光照强度只有在B B点以上时，点以上时，植物才能正常生长植物才能正常生长)，B B点所示光照强度称为点所示光照强度称为光补偿点光补偿点。单位单位时间时间COCO2 2吸吸收量收量单位单位时间时间COCO2 2释释放量放量CBA光照强度光照强度光补偿点光补偿点DE光饱和点光饱和点BCBC段：段：随着光照强度不断增强，光合作用强度不断增强，随着光照强度不断增强，光合作用强度不断增强，细胞呼吸强细胞呼吸强度光合作用强度。度光合作用强度。(1)(1)原理原理：光照强度光照强度通过影响植物的通过影响植物的光反应光反应进而影响光合速率。进而影响光合速率。C C点：点：限制限制C C点以后光合作用强度不再增加的点以后光合作用强度不再增加的内部因素内部因素是是光合色素含量、光合色素含量、酶的数量和活性酶的数量和活性，外部因素外部因素是是COCO2 2浓度、温度等除光照强度之外的环浓度、温度等除光照强度之外的环境因素。境因素。E E点点所示的光照强度称为所示的光照强度称为光饱和点光饱和点。(2 2)曲线：曲线：真正（总）真正（总）光合速率光合速率=净光合净光合速率速率+呼吸速率呼吸速率净光合速率：净光合速率：有光条件下，有光条件下，绿色植物单位时间、单位叶面积绿色植物单位时间、单位叶面积COCO2 2吸收吸收量量或或O O2 2释放量释放量。（可测量）（可测量）呼吸速率：呼吸速率：黑暗黑暗条件下，条件下，绿色植物单位时间、单位叶面积绿色植物单位时间、单位叶面积O O2 2吸收吸收量量或或COCO2 2释放量释放量。O O2 2的的产生量产生量COCO2 2的的固定量固定量有机物有机物制造量制造量O O2 2释放量释放量呼吸作用呼吸作用O O2 2消耗消耗量量COCO2 2吸收量吸收量呼吸作用呼吸作用COCO2 2产生产生量量有机物有机物积累量积累量呼吸有机物消耗量呼吸有机物消耗量优化优化探究探究 P72 P72 光补偿点光补偿点A AB B光照强度光照强度0 0吸吸收收量量 COCO2 2阳生阳生植物植物阴生阴生植物植物C C释释放放量量 COCO2 2净净光光合合速速率率呼呼吸吸速速率率实实际际光光合合速速率率 光合速率光合速率根据植物与光照强度的关系，把植物分为阳生植物根据植物与光照强度的关系，把植物分为阳生植物和和阴生植物。阴生植物。阳生植物：强光环境中生长健壮，弱光条件下发育不良的植物。阳生植物：强光环境中生长健壮，弱光条件下发育不良的植物。阴生植物：弱光条件下比强光条件下生长良好的植物。阴生植物：弱光条件下比强光条件下生长良好的植物。阴生植物阴生植物的的光补偿点、光饱和点光补偿点、光饱和点阳生植物阳生植物光饱和点光饱和点【20182018全国卷全国卷,节选节选】为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性,某同学某同学选取来自树冠不同层的选取来自树冠不同层的A A、B B两种叶片两种叶片,分别测定其净光合速率分别测定其净光合速率,结果如图所示。结果如图所示。从图可知从图可知,A,A叶片是树冠叶片是树冠 (填填“上层上层”或或“下层下层”)”)的叶片的叶片,判断依据：判断依据：下层下层A A叶片净光合速率达到最大时所需光照强度低于叶片净光合速率达到最大时所需光照强度低于B B叶片叶片；且；且A A叶片叶片净光合速率为净光合速率为0 0时所需光照强度也低于时所需光照强度也低于B B叶片叶片。考点四考点四 影响光合作用的因素及应用影响光合作用的因素及应用1 1、光照强度、光照强度 (2 2)曲线：曲线：真真正正光光合合速率速率 净光合净光合速率速率 COCO2 2吸吸收量收量COCO2 2释释放量放量CBA光照强度光照强度DE考点四考点四 影响光合作用的因素及应用影响光合作用的因素及应用1 1、光照强度、光照强度 （3 3）应用：控制好光照强度）应用：控制好光照强度 大棚种植大棚种植阴雨天阴雨天应应补充光照补充光照，把光强控制在光饱和点，把光强控制在光饱和点，至少要在光补偿点之上；至少要在光补偿点之上；阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，间作间作套种农作物，可合理利用光能。套种农作物，可合理利用光能。间作：间作：两种或两种以上两种或两种以上生育季节相近生育季节相近的作物，在同一块田地上成行或成带（多行）间隔的作物，在同一块田地上成行或成带（多行）间隔种植。种植。举例：一行举例：一行A A一行一行B B，通常将高的喜阳植物与矮的喜荫植物间种，如玉米间种大豆或蔬菜。，通常将高的喜阳植物与矮的喜荫植物间种，如玉米间种大豆或蔬菜。间作的意义：间作的意义：提高光能提高光能和和土地的利用率。土地的利用率。套作：套作：两种或两种以上作物的共生期只占生育期的一小部分时间，是一种解决两种或两种以上作物的共生期只占生育期的一小部分时间，是一种解决前后前后季作物间季节矛盾季作物间季节矛盾的复种方式的复种方式 。如在棉花尚未收完前种入豌豆，还可利用棉花秆作豌豆的支架。如在棉花尚未收完前种入豌豆，还可利用棉花秆作豌豆的支架。套作的意义：提高光能和土地的利用率。套作的意义：提高光能和土地的利用率。轮作：轮作：在同一块田地上有顺序地在在同一块田地上有顺序地在季节间季节间和和年度间轮换种植年度间轮换种植不同作物，是用地养地不同作物，是用地养地相结合的一种生物学措施。如一年一熟的大豆相结合的一种生物学措施。如一年一熟的大豆小麦小麦玉米三年轮作，这是在年间玉米三年轮作，这是在年间进行的单一作物的轮作。进行的单一作物的轮作。轮作的意义：有利于防治病虫害；调节土壤肥力。轮作的意义：有利于防治病虫害；调节土壤肥力。(3)(3)农农业业生生产产常常采采用用间间作作(同同一一生生长长期期内内，在在同同一一块块农农田田上上间间隔隔种种植植两两种种作作物物)的的方方法法提提高高农农田田的的光光能能利利用用率率。现现有有4 4种种作作物物，在在正正常常条条件件下下生生长长能能达达到到的的株株高高和和光光饱饱和和点点(光光合合速速率率达达到到最最大大时时所所需需的的光光照照强强度度)见见下下表表。从从提提高高光光能能利利用用率率的的角角度度考考虑虑，最最适适合合进进行行间间作作的的两两种种作作物物是是_，选择这两种作物的理由是，选择这两种作物的理由是_。作物作物A AB BC CD D株高株高/cm/cm17017065655959165165光饱和点光饱和点/molm/molm2 2ss1 11 2001 2001 1801 180560560623623优化优化探究探究 P69 P69 A A和和C C作作物物A A光光饱饱和和点点高高且且长长得得高高，可可利利用用上上层层光光照照进进行行光光合合作作用用；作作物物C C光光饱饱和和点点低低且且长得矮，与作物长得矮，与作物A A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用间作后，能利用下层的弱光进行光合作用2 2、温度、温度温室栽培植物时，冬天适当增温，夏天适当降温；温室栽培植物时，冬天适当增温，夏天适