第10讲光合作用.ppt

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1、第第1010讲光合作用讲光合作用【课标解读课标解读】课标要求课标要求细解课标细解课标核心素养核心素养1.1.说明叶绿说明叶绿体从太阳光体从太阳光中捕获能量中捕获能量, ,并将其转化并将其转化为细胞可利为细胞可利用的化学能用的化学能储存在有机储存在有机物中物中2.2.活动要求活动要求: :提取和分离提取和分离叶绿体色素叶绿体色素1.1.说出提取和分离叶绿体色素的原理、方说出提取和分离叶绿体色素的原理、方法和过程法和过程2.2.说出捕获光能的色素和叶绿体的结构说出捕获光能的色素和叶绿体的结构3.3.简述光合作用探究历程的相关实验及其简述光合作用探究历程的相关实验及其结论结论4.4.阐明光反应、暗反

2、应过程以及它们之间阐明光反应、暗反应过程以及它们之间的联系的联系5.5.分析外界条件改变时分析外界条件改变时, ,光合作用中光合作用中C C3 3、C C5 5及及ATPATP和和ADPADP等含量的变化等含量的变化6.6.说明影响光合作用的环境因素及应用说明影响光合作用的环境因素及应用7.7.分析光补偿点与光饱和点的移动分析光补偿点与光饱和点的移动8.8.联系实际分析光合速率影响因素及增产联系实际分析光合速率影响因素及增产措施措施1.1.生命观念生命观念: :通过分析叶绿体的通过分析叶绿体的结构形成结构与功能观结构形成结构与功能观; ;通过光通过光合作用的过程形成物质和能量合作用的过程形成物

3、质和能量观观2.2.科学思维科学思维: :运用归纳与概括、运用归纳与概括、构建模型的方法总结出光反应构建模型的方法总结出光反应、暗反应过程和二者之间的联、暗反应过程和二者之间的联系系, ,以及影响光合作用的环境因以及影响光合作用的环境因素素3.3.科学探究科学探究: :学会提取和分离叶学会提取和分离叶绿体色素的实验操作方法绿体色素的实验操作方法, ,并能并能正确分析实验结果正确分析实验结果4.4.社会责任社会责任: :在农业生产上做好在农业生产上做好“轮作轮作”“”“套种套种”等技术的宣等技术的宣传与推广传与推广考点一捕获光能的色素和叶绿体的结构考点一捕获光能的色素和叶绿体的结构研析教材研析教

4、材 内化基本概念内化基本概念1.1.叶绿体中的色素及吸收光谱叶绿体中的色素及吸收光谱(1)(1)叶绿体中的色素叶绿体中的色素蓝绿色蓝绿色分布分布叶绿体叶绿体 上上功能功能_种种类类叶绿素叶绿素( (含量约占含量约占3/4)3/4)叶绿素叶绿素a(a( ) )叶绿素叶绿素b(b( ) ) ( (含量约占含量约占1/4)1/4)胡萝卜素胡萝卜素( (橙黄色橙黄色) )叶黄素叶黄素( (黄色黄色) )黄绿色黄绿色类胡萝卜素类胡萝卜素类囊体薄膜类囊体薄膜吸收、传递和转化光能吸收、传递和转化光能(2)(2)色素的吸收光谱分析色素的吸收光谱分析红光和蓝紫光红光和蓝紫光色素的功能色素的功能: :叶绿素主要吸

5、收叶绿素主要吸收 , ,类胡萝卜素主类胡萝卜素主要吸收要吸收 。色素吸收光的范围色素吸收光的范围: :可见光的波长范围大约是可见光的波长范围大约是390390760 nm,760 nm,叶绿体中的色叶绿体中的色素只吸收素只吸收 , ,对红外光和紫外光等不吸收。对红外光和紫外光等不吸收。蓝紫光蓝紫光可见光可见光2.2.叶绿体的结构和功能叶绿体的结构和功能(1)(1)结构模式图结构模式图双层膜双层膜基质基质暗反应暗反应类囊体薄膜色素色素与光反应有关的酶与光反应有关的酶(3)(3)功能功能: :进行进行 的场所。的场所。(4)(4)恩格尔曼的实验恩格尔曼的实验: :好氧细菌只分布在好氧细菌只分布在

6、被光束照射的部位。被光束照射的部位。光合作用光合作用叶绿体叶绿体【深挖教材深挖教材】提示提示: :因为叶绿体中的色素几乎不吸收绿光因为叶绿体中的色素几乎不吸收绿光, ,绿光被反射出来绿光被反射出来, ,所以叶片一般所以叶片一般呈现绿色。呈现绿色。(1)(1)为什么高等植物的叶片一般呈现绿色为什么高等植物的叶片一般呈现绿色? ?说出你的理由。说出你的理由。(2)(2)与有色大棚相比与有色大棚相比, ,为什么无色透明的大棚中植物的光合效率最高为什么无色透明的大棚中植物的光合效率最高? ?提示提示: :无色透明大棚能透过日光中各种色光无色透明大棚能透过日光中各种色光, ,有色大棚主要透过同色光有色大

7、棚主要透过同色光, ,所以所以无色透明的大棚中植物的光合效率最高。无色透明的大棚中植物的光合效率最高。【自主诊断自主诊断】解析解析: :从色素的吸收光谱可以看出从色素的吸收光谱可以看出, ,叶绿素叶绿素a a比叶绿素比叶绿素b b在红光区的吸收峰值在红光区的吸收峰值高。高。(2)(2)光合作用需要的色素和酶均分布在叶绿体基粒和基质中光合作用需要的色素和酶均分布在叶绿体基粒和基质中( ( ) )解析解析: :色素分布在叶绿体类囊体薄膜色素分布在叶绿体类囊体薄膜( (基粒基粒) )上上, ,基质上没有。酶在基粒和基基质上没有。酶在基粒和基质中都有分布。质中都有分布。(1)(1)叶绿素叶绿素a a和

8、叶绿素和叶绿素b b在红光区的吸收峰值不同在红光区的吸收峰值不同( ( ) )(3)(3)叶绿体内膜的面积远远大于外膜面积叶绿体内膜的面积远远大于外膜面积( ( ) )解析解析: :类囊体薄膜不是内膜(4)(4)植物细胞中的色素都能参与光合作用植物细胞中的色素都能参与光合作用( ( ) )解析解析: :液泡中也含有大量色素液泡中也含有大量色素, ,如花青素如花青素, ,但它不能进行光合作用。但它不能进行光合作用。(5)(5)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光( ( ) )解析解析: :绿叶中的色素主要吸收蓝紫光和红光绿叶中的色素主要吸收蓝紫光和红光

9、, ,对于绿光吸收最少而反射多对于绿光吸收最少而反射多, ,故叶片呈现绿色。故叶片呈现绿色。思考探究思考探究 培养科学思维培养科学思维1.1.影响叶绿素合成的因素分析影响叶绿素合成的因素分析与叶绿素合成有关的酶与叶绿素合成有关的酶(1)(1)光照光照: :光是影响叶绿素合成的主要条件光是影响叶绿素合成的主要条件, ,一般植物在黑暗中不能合成叶绿一般植物在黑暗中不能合成叶绿素素, ,因而叶片发黄。因而叶片发黄。(2)(2)温度温度: :温度可影响温度可影响 的活性的活性, ,进而影响叶绿素的进而影响叶绿素的合成。低温时合成。低温时, ,叶绿素分子易被破坏叶绿素分子易被破坏, ,而使叶片变黄。而使

10、叶片变黄。(3)(3)必需元素必需元素: :叶绿素中含叶绿素中含 等必需元素等必需元素, ,缺乏该种元素将导致叶绿缺乏该种元素将导致叶绿素无法合成素无法合成, ,叶片变黄。另外叶片变黄。另外,Fe,Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分, ,缺缺FeFe也将导致叶绿素合成受阻也将导致叶绿素合成受阻, ,叶片变黄。叶片变黄。N N、MgMg2.2.恩格尔曼实验方法的巧妙之处恩格尔曼实验方法的巧妙之处氧气氧气(1)(1)巧选实验材料巧选实验材料: :选择水绵和好氧细菌选择水绵和好氧细菌, ,水绵的叶绿体呈螺旋式带状水绵的叶绿体呈螺旋式带状, ,便于观便于观察察;

11、;用好氧细菌可以确定释放用好氧细菌可以确定释放 的部位。的部位。(2)(2)妙法排除干扰因素妙法排除干扰因素: :没有空气的黑暗环境排除了没有空气的黑暗环境排除了 和和 的干扰。的干扰。(3)(3)巧妙设计对照实验巧妙设计对照实验: :用极细的光束照射用极细的光束照射, ,叶绿体上可分为叶绿体上可分为 和和 的部位的部位, ,相当于一组对照实验相当于一组对照实验; ;临时装片暴露在光下的实验临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果。再一次验证实验结果。氧气氧气光光有光照有光照无光照无光照【深度思考深度思考】提示提示: :三棱镜将光分为七色光三棱镜将光分为七色光, ,叶绿体色素提取液主要吸收红

12、光和蓝紫光叶绿体色素提取液主要吸收红光和蓝紫光, ,故透过三棱镜再通过叶绿体色素提取液后照射到水绵上的光故透过三棱镜再通过叶绿体色素提取液后照射到水绵上的光, ,没有红光和没有红光和蓝紫光蓝紫光, ,使水绵不同部位的光合作用变化不大使水绵不同部位的光合作用变化不大, ,产生氧气的量大致相同产生氧气的量大致相同, ,因因此水绵周围好氧细菌分布无显著变化。此水绵周围好氧细菌分布无显著变化。如图是恩格尔曼实验装置改装示意图如图是恩格尔曼实验装置改装示意图, ,光线先通过三棱镜再通过叶绿体色素光线先通过三棱镜再通过叶绿体色素提取液后照射玻片上的水绵提取液后照射玻片上的水绵, ,一段时间后一段时间后,

13、,水绵周围好氧细菌分布无显著变化水绵周围好氧细菌分布无显著变化, ,请分析其原因。请分析其原因。剖析题型剖析题型 提升核心素养提升核心素养题型一色素的种类和作用题型一色素的种类和作用A A1.1.(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同波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.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B.B.叶绿素的吸收光谱可通

14、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.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D.D.叶片在叶片在640640660 nm660 nm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解析解析: :类胡萝卜素主要吸收蓝紫光类胡萝卜素主要吸收蓝紫光, ,不吸收红光等长波光不吸收红光等长波光; ;通过测量叶绿素通过测量叶绿素对不同波长光的吸收值对不同波长光的吸收值( (吸收百分比吸收百分比) )可绘制其吸收光谱可绘制其

15、吸收光谱; ;光合作用释放氧光合作用释放氧气、吸收二氧化碳气、吸收二氧化碳, ,因此光合作用的作用光谱可用在不同光波长下的氧气因此光合作用的作用光谱可用在不同光波长下的氧气释放速率或二氧化碳吸收速率来表示释放速率或二氧化碳吸收速率来表示; ;叶绿素主要吸收红光叶绿素主要吸收红光(640(640660 nm660 nm波长波长) )和蓝紫光和蓝紫光, ,这些色素吸收的光可用于光合作用释放氧气。这些色素吸收的光可用于光合作用释放氧气。2.2.(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

16、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解析解析: :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, ,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光类胡萝卜素主要吸收蓝紫光, ,因此蓝紫因此蓝紫光和红光被叶绿体中的色素吸收用于光合作用。光和红光被叶绿体中的色素吸收用

17、于光合作用。C C4.4.下列关于叶绿体的叙述下列关于叶绿体的叙述, ,正确的是正确的是( ( ) )A.A.叶绿体的外膜、内膜极大地扩展了受光面积叶绿体的外膜、内膜极大地扩展了受光面积B.B.叶绿体基质中叶绿体基质中NADPNADP+ +能形成能形成NADPHNADPHC.C.类囊体膜上的光合色素都可以吸收蓝紫光类囊体膜上的光合色素都可以吸收蓝紫光D.D.类囊体薄膜中的酶可催化类囊体薄膜中的酶可催化COCO2 2分子的固定和还原分子的固定和还原C C解析解析: :叶绿体扩大受光面积的不是外膜和内膜而是类囊体膜叶绿体扩大受光面积的不是外膜和内膜而是类囊体膜;NADP;NADP+ +形成形成NA

18、DPHNADPH的场所是类囊体薄膜的场所是类囊体薄膜; ;类囊体膜上的叶绿素和类胡萝卜素都能吸收蓝紫光类囊体膜上的叶绿素和类胡萝卜素都能吸收蓝紫光; ;催催化化COCO2 2分子固定和还原的酶存在于叶绿体的基质中。分子固定和还原的酶存在于叶绿体的基质中。题后提升题后提升叶绿体的结构与功能相适应的特点叶绿体的结构与功能相适应的特点(1)(1)叶绿体的基粒由类囊体堆叠而成叶绿体的基粒由类囊体堆叠而成, ,可以增加膜面积。可以增加膜面积。(2)(2)叶绿体的类囊体薄膜上分布有吸收光能的色素。叶绿体的类囊体薄膜上分布有吸收光能的色素。(3)(3)叶绿体的类囊体薄膜和基质中有催化光合作用进行的酶。叶绿体

19、的类囊体薄膜和基质中有催化光合作用进行的酶。考点二实验考点二实验: :绿叶中色素的绿叶中色素的提取提取和和分离分离实验基础实验基础1.1.实验原理实验原理(1)(1)提取提取: :绿叶中的色素能够溶解在绿叶中的色素能够溶解在 中而不溶于水中而不溶于水, ,可可用用 提取色素。提取色素。(2)(2)分离分离: :各种色素在层析液中各种色素在层析液中 不同不同, , 的的随随 在滤纸上扩散得快在滤纸上扩散得快; ;反之则慢反之则慢, ,从而使各种色素相互分离。从而使各种色素相互分离。有机溶剂有机溶剂无水乙醇无水乙醇溶解度溶解度溶解度高溶解度高层析液层析液SiOSiO2 2 、CaCOCaCO3 3

20、无水乙醇无水乙醇2.2.实验步骤实验步骤 滤液细线滤液细线 观察实验结果观察实验结果 3.3.实验结果及结论实验结果及结论滤纸条上出现四条宽窄、颜色不同的色素带滤纸条上出现四条宽窄、颜色不同的色素带( (如下图如下图),),表明叶绿体中的色素表明叶绿体中的色素主要有主要有 种。种。四四橙黄色橙黄色叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a a最多最多黄绿色黄绿色重点透析重点透析1.1.实验注意事项实验注意事项注意事项注意事项操作目的操作目的提提取取色色素素选新鲜绿色的叶片选新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高使滤液中色素含量高研磨时加无水乙醇研磨时加无水乙醇溶解色素溶解色素加少量加少量SiOSiO2 2和和CaC

21、OCaCO3 3研磨充分和保护色素研磨充分和保护色素迅速、充分研磨迅速、充分研磨防止乙醇过度挥发防止乙醇过度挥发, ,充分溶解色素充分溶解色素盛放滤液的试管管口加棉塞盛放滤液的试管管口加棉塞防止乙醇挥发和色素氧化防止乙醇挥发和色素氧化分分离离色色素素滤纸预先干燥处理滤纸预先干燥处理使层析液在滤纸上快速扩散使层析液在滤纸上快速扩散滤液细线要细、齐、直滤液细线要细、齐、直使分离出的色素带平整不重叠使分离出的色素带平整不重叠滤液细线干燥后再画一两次滤液细线干燥后再画一两次使分离出的色素带清晰分明使分离出的色素带清晰分明滤液细线不触及层析液滤液细线不触及层析液防止色素直接溶解到层析液中防止色素直接溶解

22、到层析液中2.2.绿叶中色素提取和分离实验异常现象分析绿叶中色素提取和分离实验异常现象分析(1)(1)收集到的滤液收集到的滤液绿色过浅绿色过浅的原因分析的原因分析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。使用放置数天的绿叶使用放置数天的绿叶, ,滤液色素滤液色素( (叶绿素叶绿素) )太少。太少。一次加入大量的无水乙醇一次加入大量的无水乙醇, ,提取浓度太低提取浓度太低( (正确做法正确做法: :分次加入少量无水乙分次加入少量无水乙醇提取色素醇提取色素) )。未加碳酸钙或加入过少未加碳酸钙或加入过少, ,色素分子被破坏。色素分子被破坏。(2)(2)滤纸条色素带滤

23、纸条色素带重叠重叠: :没经干燥处理没经干燥处理, ,滤液线不能达到细、齐、直的要求滤液线不能达到细、齐、直的要求, ,使使色素扩散不一致造成的。色素扩散不一致造成的。(3)(3)滤纸条滤纸条看不到色素带看不到色素带: :忘记画滤液细线忘记画滤液细线; ;滤液细线接触到层析液滤液细线接触到层析液, ,且时且时间较长间较长, ,色素全部溶解到层析液中。色素全部溶解到层析液中。(4)(4)滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带: :忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为或所用叶片为“黄叶黄叶”。2.2.(2018(2018山西名校联考山西

24、名校联考) )下列关于绿叶中光合色素的提取和分离的叙述下列关于绿叶中光合色素的提取和分离的叙述, ,不正不正确的是确的是( ( ) )A.A.用无水乙醇提取到的各种色素的含量不同用无水乙醇提取到的各种色素的含量不同B.B.色素在层析液中的溶解度不同色素在层析液中的溶解度不同, ,导致色素带的位置不同导致色素带的位置不同C.C.研磨绿叶时不加研磨绿叶时不加CaCOCaCO3 3, ,则滤纸条上四条色素带变窄的比例相同则滤纸条上四条色素带变窄的比例相同D.D.只画一次滤液细线会导致滤纸条上四条色素带的宽度变窄只画一次滤液细线会导致滤纸条上四条色素带的宽度变窄C C解析解析: :无水乙醇可以溶解色素

25、无水乙醇可以溶解色素, ,可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素; ;绿叶中绿叶中色素能够分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同色素能够分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同, ,溶解度大的溶解度大的, ,扩扩散速度快散速度快, ,溶解度小的溶解度小的, ,扩散速度慢扩散速度慢; ;提取色素时加入提取色素时加入CaCOCaCO3 3是为了防止色素是为了防止色素被破坏被破坏, ,特别是防止叶绿素被破坏特别是防止叶绿素被破坏, ,因此滤纸条上四条色素带变窄的比例不因此滤纸条上四条色素带变窄的比例不相同相同; ;只画一次滤液细线只画一次滤液细线, ,滤纸上含有的色素

26、含量减少滤纸上含有的色素含量减少, ,会导致滤纸条上四条会导致滤纸条上四条色素带的宽度变窄。色素带的宽度变窄。题型二实验结果分析题型二实验结果分析3. 3. 从种植于室内普通光照和室外强光光照下的同种植物分别提取叶片的叶绿从种植于室内普通光照和室外强光光照下的同种植物分别提取叶片的叶绿体色素体色素, ,用纸层析法分离用纸层析法分离, ,结果如图。下列判断正确的是结果如图。下列判断正确的是( ( ) )A.A.室内植物叶片偏黄室内植物叶片偏黄B.B.室外植物叶片偏绿室外植物叶片偏绿C.C.室外植物叶片胡萝卜素含量室外植物叶片胡萝卜素含量 叶黄素含量叶黄素含量D.D.室内植物叶片叶绿素室内植物叶片

27、叶绿素a a含量含量 叶绿素叶绿素b b含量含量D D解析解析: :纸层析法从下往上依次是叶绿素纸层析法从下往上依次是叶绿素b b、叶绿素、叶绿素a a、叶黄素、胡萝卜素。由、叶黄素、胡萝卜素。由图可知图可知, ,室内植物叶绿素多于室外植物室内植物叶绿素多于室外植物, ,因此室内植物偏绿因此室内植物偏绿, ,室外植物偏黄室外植物偏黄; ;室外植物胡萝卜素少于叶黄素室外植物胡萝卜素少于叶黄素; ;室内植物叶绿素室内植物叶绿素a a多于叶绿素多于叶绿素b b。考点三光合作用的过程考点三光合作用的过程1.1.光合作用的探究历程光合作用的探究历程 连线连线 研析教材研析教材 内化基本概念内化基本概念提

28、示提示: :A Ab bC Ca aE Ee eD Dc cB Bd d2.2.光合作用的过程光合作用的过程(2)(2)光合作用的过程光合作用的过程过过程程图图解解阶段阶段图中图中为为_图中图中为为_光反应光反应暗反应暗反应光光条件条件需要需要 、色素、酶、色素、酶、H H2 2O O、ADPADP、PiPi多种酶、多种酶、 、 、COCO2 2场所场所叶绿体叶绿体_叶绿体叶绿体_物质物质转化转化能量能量转化转化光能光能 中活跃的化学能中活跃的化学能ATPATP中活跃的化学能中活跃的化学能 中中稳定的化学能稳定的化学能联系联系光反应为暗反应提供光反应为暗反应提供 , ,暗反应为光反应提供暗反应

29、为光反应提供_没有光反应没有光反应, ,暗反应无法进行暗反应无法进行; ;没有暗反应没有暗反应, ,有机物无法合成有机物无法合成, ,光反光反应也会受到抑制应也会受到抑制ATPATPHH类囊体类囊体薄薄膜膜基质基质ATPATP(CH(CH2 2O)O)ATPATP有机物有机物HH、ATPATPADPADP和和P Pi i3.3.化能合成作用化能合成作用(1)(1)概念概念: :某些细菌利用体外环境中的某些某些细菌利用体外环境中的某些 氧化时所释放的能量氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用。来制造有机物的合成作用。(2)(2)实例实例: : 、铁细菌、硫细菌等。、铁细菌、硫细菌等。(3)(3

30、)化能合成作用与光合作用的主要区别化能合成作用与光合作用的主要区别: : 来源不同。来源不同。无机物无机物硝化细菌硝化细菌能量能量【深挖教材】【深挖教材】提示提示: :将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于玻璃罩内将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于玻璃罩内, ,作为空白对照。作为空白对照。(2)(2)光反应产生的光反应产生的HH与细胞呼吸产生的与细胞呼吸产生的HH是否是同一类物质是否是同一类物质? ?提示提示: :不是。光反应产生的不是。光反应产生的HH为为NADPH(NADPH(还原型辅酶还原型辅酶),),细胞呼吸产生的细胞呼吸产生的HH为为NADH(NADH(还原型辅酶还原型辅酶)。(1)(1)普利斯

31、特利的实验结果说服力不够普利斯特利的实验结果说服力不够, ,为增强实验的说服力为增强实验的说服力, ,应如何设计对照应如何设计对照实验实验? ?(3)(3)叶绿体中叶绿体中C C3 3的分子数量为什么多于的分子数量为什么多于C C5 5的分子数量的分子数量? ?提示提示: :暗反应暗反应COCO2 2固定时固定时, ,每消耗每消耗1 1分子分子C C5 5, ,产生产生2 2分子分子C C3 3;C;C3 3还原时还原时, ,每还原每还原2 2分子分子C C3 3, ,产生产生1 1分子分子C C5 5, ,因此当暗反应速率达到稳定时因此当暗反应速率达到稳定时,C,C3 3化合物的分子数是化合

32、物的分子数是C C5 5化合化合物的物的2 2倍。倍。【自主诊断自主诊断】解析解析: :光照强度由强变弱时光照强度由强变弱时, ,光反应产生的还原氢和光反应产生的还原氢和ATPATP减少减少,C,C3 3还原减还原减弱弱,C,C5 5消耗暂时不变、合成减少消耗暂时不变、合成减少C C5 5含量减少含量减少,C,C3 3含量升高。含量升高。(2)(2)在叶绿体中发生的生理过程在叶绿体中发生的生理过程, ,不需要蛋白质参与的是不需要蛋白质参与的是MgMg2+2+吸收吸收( ( ) )解析解析: :在叶绿体中发生的生理过程在叶绿体中发生的生理过程, ,不需要蛋白质参与的是氧气的吸收不需要蛋白质参与的

33、是氧气的吸收, ,而而MgMg2+2+吸收属于主动运输吸收属于主动运输, ,需要载体蛋白的参与。需要载体蛋白的参与。(1)(1)光照强度由强变弱时光照强度由强变弱时, ,短时间内叶绿体内短时间内叶绿体内C C5 5含量会升高含量会升高( ( ) )解析解析: :夏季晴天光照最强时夏季晴天光照最强时, ,由于蒸腾作用过强由于蒸腾作用过强, ,气孔关闭气孔关闭, ,二氧化碳供应不二氧化碳供应不足足, ,小麦光合速率降低。小麦光合速率降低。(4)(4)破坏叶绿体外膜后破坏叶绿体外膜后,O,O2 2不能产生不能产生( ( ) )解析解析: :O O2 2是在叶绿体的类囊体薄膜上产生的。是在叶绿体的类囊

34、体薄膜上产生的。(3)(3)夏季晴天光照最强时夏季晴天光照最强时, ,小麦光合速率最高小麦光合速率最高( ( ) )解析解析: :叶绿体基质中添加叶绿体基质中添加ATPATP、NADPH(H)NADPH(H)和和COCO2 2, ,具备完成暗反应的条件具备完成暗反应的条件, ,能完成暗反应。能完成暗反应。(6)H(6)H2 2O O在光下分解为在光下分解为HH和和O O2 2的过程发生在叶绿体基质中的过程发生在叶绿体基质中( ( ) )解析解析: :光反应中光反应中H H2 2O O在光下分解为在光下分解为HH和和O O2 2发生在类囊体薄膜上。发生在类囊体薄膜上。(5)(5)离体叶绿体基质中

35、添加离体叶绿体基质中添加ATPATP、NADPH(H)NADPH(H)和和COCO2 2后后, ,可完成暗反应可完成暗反应( ( ) )思考探究思考探究 培养科学思维培养科学思维1.1.探究光合作用过程中各元素转移途径探究光合作用过程中各元素转移途径( (同位素标记法同位素标记法) ) 3 3HH(C(C3 3H H2 2O)O)1414C C3 3( (1414CHCH2 2O)O)O O2 2 C C3 3 (CH(CH2 21818O)O)2.2.探究光照和探究光照和COCO2 2供应的变化对光合作用中物质变化的影响供应的变化对光合作用中物质变化的影响下图中下图中表示光反应表示光反应,表

36、示表示COCO2 2的固定的固定,表示表示C C3 3的还原的还原, ,当外界条件当外界条件( (如光照、如光照、COCO2 2) )突然发生变化时突然发生变化时, ,分析相关物质含量在短时间内的变化分析相关物质含量在短时间内的变化: :(1)CO(1)CO2 2供应不变供应不变, ,光照条件突然发生变化光照条件突然发生变化, ,可以分为两种情况可以分为两种情况: :光光照照C C3 3含量变化含量变化C C5 5含量变化含量变化减弱减弱过程减弱过程减弱HH和和ATPATP合成合成_过程减弱、过程减弱、过程过程暂时不变暂时不变C C3 3消耗消耗_、合成暂时不变合成暂时不变C C3 3含量含量

37、_ 过 程 减 弱过 程 减 弱 H H 和和 A T PA T P 合 成合 成 过程减弱、过程减弱、过程暂时过程暂时不变不变C C5 5消耗暂时不变、合成消耗暂时不变、合成 C C5 5含量含量_ 增强增强与上述分析相反与上述分析相反, ,结果是结果是C C3 3含量含量 ,C,C5 5含量含量_ 减少减少减少减少增加增加减少减少减少减少减少减少减少减少增加增加(2)(2)光照条件不变光照条件不变,CO,CO2 2供应突然发生变化供应突然发生变化, ,可以分为两种情况可以分为两种情况: :减少减少COCO2 2供应供应C C3 3含量变化含量变化C C5 5含量变化含量变化减少减少过程减弱

38、、过程减弱、过程暂时不变过程暂时不变C C3 3合成合成 , ,消耗暂时不变消耗暂时不变C C3 3含量含量_ 过程减弱、过程减弱、过程暂时不变过程暂时不变C C5 5消耗消耗 、合成暂时不变、合成暂时不变C C5 5含量含量_增加增加与上述分析相反与上述分析相反, ,结果是结果是C C3 3含量含量 ,C,C5 5含量含量_减少减少减少减少增加增加增加增加减少减少【深度思考深度思考】 提示提示: :光反应阶段产生的光反应阶段产生的ATPATP主要用于暗反应阶段主要用于暗反应阶段C C3 3的还原。细胞呼吸产生的的还原。细胞呼吸产生的ATPATP可用于除光合作用以外的生命活动。可用于除光合作用

39、以外的生命活动。(2)(2)植物在生长过程中植物在生长过程中, ,光合作用产生的光合作用产生的ATPATP的量与细胞呼吸过程中产生的的量与细胞呼吸过程中产生的ATPATP的量哪一个量多的量哪一个量多? ?为什么为什么? ?提示提示: :光合作用产生的光合作用产生的ATPATP的量远多于细胞呼吸产生的的量远多于细胞呼吸产生的ATPATP的量。光合作用中的量。光合作用中产生的产生的ATPATP中的能量转移到有机物中中的能量转移到有机物中, ,植物体内的有机物只有一部分用于细植物体内的有机物只有一部分用于细胞呼吸胞呼吸, ,且通过细胞呼吸释放出的能量只有一部分转移到且通过细胞呼吸释放出的能量只有一部

40、分转移到ATPATP中。中。(1)(1)光合作用过程中产生的光合作用过程中产生的ATPATP与细胞呼吸过程中产生的与细胞呼吸过程中产生的ATPATP的利用有什么不同的利用有什么不同? ?题型一光合作用的过程题型一光合作用的过程D D3 3.(2018.(2018北京卷北京卷) )光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下, ,向类囊体悬向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂液中加入氧化还原指示剂DCIP,DCIP,照光后照光后DCIPDCIP由蓝色逐渐变为无色。该反应过程由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中中( ( ) )A.A.需要需要ATPATP提供能量提供能量

41、B.DCIPB.DCIP被氧化被氧化C.C.不需要光合色素参与不需要光合色素参与 D.D.会产生氧气会产生氧气解析解析: :光反应阶段产生光反应阶段产生ATP,ATP,提供给暗反应利用提供给暗反应利用; ;某些指示剂在氧化态或还原某些指示剂在氧化态或还原态时呈现不同颜色态时呈现不同颜色, ,光反应过程中光反应过程中, ,可产生可产生NADPH,DCIPNADPH,DCIP由蓝色变为无色由蓝色变为无色, ,说说明其在明其在NADPHNADPH的作用下由氧化态变为还原态的作用下由氧化态变为还原态; ;光反应阶段需要光合色素的参光反应阶段需要光合色素的参与与; ;光反应阶段光反应阶段, ,水光解产生

42、氧气。水光解产生氧气。C C4.4.如图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。下列叙述正确的是如图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。下列叙述正确的是( ( ) )A.COA.CO2 2的固定实质上是将的固定实质上是将ATPATP中的化学能转变为中的化学能转变为C C3 3中的化学能中的化学能B.COB.CO2 2可直接被可直接被HH还原还原, ,再经过一系列的变化形成糖类再经过一系列的变化形成糖类C.C.被还原的被还原的C C3 3在有关酶的催化作用下在有关酶的催化作用下, ,可再形成可再形成C C5 5D.D.光照强度由强变弱时光照强度由强变弱时, ,短时间内短时间内C C5 5含量会升

43、高含量会升高解析解析: :COCO2 2的固定指的是的固定指的是C C5 5与与COCO2 2在酶的作用下结合形成在酶的作用下结合形成C C3 3的过程的过程, ,该过程不消该过程不消耗耗ATP;COATP;CO2 2比较稳定比较稳定, ,只有与只有与C C5 5结合形成结合形成C C3 3后后, ,才能被才能被HH还原还原; ;被被HH还原的还原的C C3 3在相关酶的作用下在相关酶的作用下, ,有的转化成糖类等有机物有的转化成糖类等有机物, ,有的重新转化成有的重新转化成C C5 5; ;光照强度光照强度减弱时减弱时, ,光反应产生的光反应产生的HH和和ATPATP减少减少, ,致使致使C

44、 C3 3的还原速率减慢的还原速率减慢, ,进而导致进而导致C C5 5的的来源减少来源减少, ,而短时间内而短时间内COCO2 2与与C C5 5结合形成结合形成C C3 3的速率不变的速率不变, ,即短时间内即短时间内C C5 5的含量的含量会下降。会下降。D D5.5.如图表示发生在叶绿体中的相关代谢过程如图表示发生在叶绿体中的相关代谢过程, ,其中表示相关过程其中表示相关过程,A,A、B B表表示两种气体物质示两种气体物质, ,下列说法错误的是下列说法错误的是( ( ) )A.A.过程表示光反应过程表示光反应, ,过程的场所是叶绿体基质过程的场所是叶绿体基质B.B.物质物质A A表示表

45、示O O2 2, ,物质物质B B表示表示COCO2 2C.C.过程能将活跃的化学能转变成稳定的化学能过程能将活跃的化学能转变成稳定的化学能D.D.过程的两个阶段都需要消耗过程产生的过程的两个阶段都需要消耗过程产生的HH和和ATPATP解析解析: :由题图可知由题图可知, ,过程分别表示光反应和暗反应过程分别表示光反应和暗反应, ,反应场所分别是类反应场所分别是类囊体薄膜和叶绿体基质。物质囊体薄膜和叶绿体基质。物质A A、B B分别表示分别表示O O2 2和和COCO2 2。光反应能将光能转变。光反应能将光能转变成活跃的化学能储存在成活跃的化学能储存在ATPATP中中, ,暗反应能将活跃的化学

46、能转变成稳定的化学暗反应能将活跃的化学能转变成稳定的化学能储存在葡萄糖中。过程包括能储存在葡萄糖中。过程包括COCO2 2的固定和的固定和C C3 3的还原两个阶段的还原两个阶段, ,其中其中COCO2 2的的固定不需要消耗过程产生的固定不需要消耗过程产生的HH和和ATPATP。题型三光反应和暗反应的联系题型三光反应和暗反应的联系6.6.(2018(2018贵州贵阳一模贵州贵阳一模) )如图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速如图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。请回答下列问题率变化的示意图。请回答下列问题: :(1)t(1)t1 1时给予图示处理时给予图示处理,

47、 ,短时间内短时间内ADPADP与与ATPATP的比值将的比值将。t t2 2t t3 3, ,限制植限制植物光合速率的环境因素主要是物光合速率的环境因素主要是。 (2)t(2)t3 3t t4 4, ,光照强度不变光照强度不变, ,光反应速率将光反应速率将 , ,原因是原因是_ _ 。解析解析: :(1)t(1)t1 1时给予充足恒定光照时给予充足恒定光照, ,产生产生ATPATP的量将增加的量将增加,ADP,ADP的量减少的量减少, ,因此短因此短时间内时间内ADPADP与与ATPATP的比值将减少。的比值将减少。t t3 3后随着后随着COCO2 2浓度的升高浓度的升高, ,光合速率加快

48、光合速率加快, ,说说明明t t2 2tt3 3, ,限制光合作用的因素是限制光合作用的因素是COCO2 2浓度。浓度。(2)t(2)t3 3tt4 4, ,光照强度不变光照强度不变,CO,CO2 2浓浓度升高度升高, ,暗反应增强暗反应增强, ,一定程度上加快一定程度上加快ATPATP和和ADPADP的转化的转化,H,H和和ATPATP不再积累不再积累, ,导致光反应速率加快。导致光反应速率加快。答案答案: :(1)(1)减少减少COCO2 2浓度浓度 (2)(2)提高提高COCO2 2浓度升高浓度升高, ,暗反应加快暗反应加快, ,加快加快ATPATP转转化为化为ADPADP的过程和的过程

49、和HH的消耗的消耗, ,导致光反应速率加快导致光反应速率加快7.7.(2015(2015全国全国卷卷) )为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响, ,科学家以科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了生长状态相同的某种植物为材料设计了A A、B B、C C、D D四组实验。各组实验的温四组实验。各组实验的温度、光照强度和度、光照强度和COCO2 2浓度等条件相同、适宜且稳定浓度等条件相同、适宜且稳定, ,每组处理的总时间均为每组处理的总时间均为135 135 s,s,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处理结束时测定各组材料中

50、光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下如下: :A A组组: :先光照后黑暗先光照后黑暗, ,时间各为时间各为67.5 s;67.5 s;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组组: :先光照后黑暗先光照后黑暗, ,光照和黑暗交替处理光照和黑暗交替处理, ,每次光照和黑暗时间各为每次光照和黑暗时间各为7.5 s;7.5 s;光光合作用产物的相对含量为合作用产物的相对含量为70%70%。C C组组: :先光照后黑暗先光照后黑暗, ,光照和黑暗交替处理光照和黑暗交替处理, ,每次光照和黑暗时间各为每次光照和黑暗时间各为3.75 ms3.75 ms( (毫秒毫秒);