光合作用3.ppt

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1、一、光反应和暗反应的区别和联系1光反应和暗反应的区别项目光反应暗反应实质光能转换为化学能，水光解产生O2和H同化CO2形成有机物 时间短促，以微秒计较缓慢条件需色素、光、酶不需色素和光，需要多种酶项目光反应暗反应场所在叶绿体类囊体的薄膜上进行在叶绿体内的基质中进行物质转化(一)物质转化(二)能量转换光能活跃的化学能，并储存在ATP中 ATP中活跃的化学能(CH2O)中稳定的化学能2.光反应和暗反应联系提醒暗反应有光无光都能进行。若光反应停止，暗反应可持续进行一段时间，但时间不长，故晚上一般认为只进行呼吸作用，光合作用不进行。相同时间内，若光照和黑暗间隔处理比一直光照有机物积累多，因为H、ATP

2、基本不积累，利用充分；但一直光照会造成 H、ATP的积累，利用不充分。对某植物做如下处理(甲)持续光照10分钟,(乙)光照5秒后再黑暗处理5秒,连续交替进行20分钟，若其他条件不变 则在甲乙两种情况下植物所制造的有机物总量哪个多？条件 C3 C5 H和ATP（CH2O合成量）曲线 光照强度由强到弱CO2供应不变 增加 减少 减少或没有 减少 光照强度由弱到强CO2供应不变 减少 增加 增加 增加 光照不变CO2量由充足到不足 减少 增加 增加 减少 光照不变CO2量由不足到充足 增加 减少 减少 增加 光合作用中的光合作用中的“突发事件突发事件”胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a叶绿素

3、叶绿素b（绝大部分）（绝大部分）NADPHH2OeNADP+eH+O2电能电能2C3CO2C5光光吸吸收收转换转换少数特殊状态少数特殊状态下的叶绿素下的叶绿素a传递传递(CH2O)多种酶多种酶ATPADP+Pi如图是一晴朗夏日某植物光合作用强度随时间变化的曲线图，C点和B点相比较，叶肉细胞内的C3、C5、ATP和H的含量发生的变化依次是A升、升、升、升B降、降、降、降C降、升、升、升 D升、升、降、降答案C二、影响光合作用的环境因素分析及其应用1光合作用强度的表示方法(1)单位时间内光合作用产生糖的数量；(2)单位时间内光合作用吸收CO2的量；(3)单位时间内光合作用放出O2的量注意最容易检测

4、的是。2环境因素对光合作用强度的影响及应用(1)光照强度曲线分析A点：光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放的CO2量可表示此时细胞呼吸的强度。AB段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量逐渐减少，这是因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度。B点：细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度(光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长)，B点所示光照强度称为光补偿点。BC段：表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强了，C点所示光照强度称为光饱和点。应用：阴生植物的B点前移，C点较低，如图中

5、虚线所示，间作套种农作物的种类搭配，林带树种的配置，可合理利用光能；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。(2)CO2浓度曲线分析：图1和图2都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度的增加而增大，但当CO2浓度增加到一定范围后，光合作用速率不再增加。图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点；图2中的A点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。图1和图2中的B和B点都表示CO2饱和点。应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光能利用率。(3)温度曲线分析：温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。应用：冬天，

6、温室栽培可适当提高温度，温室栽培也可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物的积累。(4)必需元素供应曲线分析：在一定浓度范围内，增大必需元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物渗透失水而萎蔫。应用：根据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可提高农作物产量。(5)水分影响：水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合作用。应用：根据作物的需水规律合理灌溉。光合作用与呼吸作用知识整合（1）光合作用与细胞呼吸的区别与联系项目项目

7、光合作用光合作用细细胞呼吸胞呼吸物物质变质变化化无机物无机物有机物有机物有机物有机物无机物无机物能量能量变变化化光学能光学能化学能化学能(储储能能)稳稳定的化学能定的化学能活活跃跃的的化学能化学能(放能放能)实质实质合成有机物，合成有机物，储储存存能量能量分解有机物，分解有机物，释释放能量，放能量，供供细细胞利用胞利用场场所所叶叶绿绿体体活活细细胞胞(主要在主要在线线粒体粒体)条件条件只在光下只在光下进进行行有光、无光都能有光、无光都能进进行行联联系系光合作用光合作用储储存于有机物中的能量只有通存于有机物中的能量只有通过过细细胞呼吸才能用于各胞呼吸才能用于各项项生命活生命活动动；光合作；光合作

8、用是自然界中最基本的物用是自然界中最基本的物质质代代谢谢和能量代和能量代谢谢，细细胞呼吸胞呼吸则为则为生命活生命活动动提供提供动动力并成力并成为为物物质转质转化的枢化的枢纽纽。aH的转移途径bO的转移途径CO2中C和O的转化aC的转移途径bO的转移途径感悟拓展1叶龄与光合效率之间的关系：如图随幼叶的生长，叶面积不断增大，叶内叶绿体不断增加，光合作用速率不断增加；壮叶的叶面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率也基本稳定；随着叶龄的增加，叶内的叶绿素被破坏，光合速率随之下降。农业生产中主要通过延长光照时间，增加光照面积和增强光合作用效率等途径提高光能利用率，如轮作、套种和间作等，合理密植。设

9、法满足光合作用的各种环境因素，如利用大棚适当增加光照强度，提高CO2浓度和温度，来提高光合作用效率。2绿色植物体内H2O和CO2中的元素在光合作用和细胞呼吸过程中转化：H2O中H和O的转化典例导悟3将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室CO2浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度(以CO2吸收速率表示)，测定结果如图。下列相关叙述，正确的是()A如果光照强度适当降低，a点左移，b点左移B如果光照强度适当降低，a点左移，b点右移C如果光照强度适当增加，a点右移，b点右移D如果光照强度适当增加，a点左移，b点右移答案D命题热点1关于净量与总量的判定【例1】以测定的CO2吸收量与释放量

10、为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是()A光照相同时间，35时光合作用制造的有机物的量与30时相等B光照相同时间，在20条件下植物积累的有机物的量最多C温度高于25时，光合作用制造的有机物的量开始减少D两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等答案A解析图中虚线表示的是CO2的吸收量，即光合作用净合成量，在光照时间相同的情况下，30时光合作用的总量为3.50(净合成量)3.00(呼吸消耗量)6.50 mg/h,35时光合作用的总量为3.00(净合成量)3.50(呼吸消耗量)6.50 mg/h，二者相同；在25时，CO2吸收量最大

11、，即光合作用净合成量最大；两曲线的交点表示光合作用的净合成量等于呼吸作用消耗量。方法点击1净量与总量判断(1)若为坐标曲线形式，当光照强度为0时，CO2吸收值为0，则为总量，若是负值则为净量。(2)若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为净量。(3)有机物积累量一般为净量，制造量一般为总量。2二者之间关系总量净量呼吸消耗实际光合作用速率、净光合作用速率和呼吸作用速率三实际光合作用速率、净光合作用速率和呼吸作用速率三者之间的关系（条件整合）者之间的关系（条件整合）黑暗条件下：只进行呼吸作用（图黑暗条件下：只进行呼吸作用（图1）弱光条件下：呼吸作用大于光合作用（图弱光条件下：呼吸作用大于光合作

12、用（图2）较强光照条件下（光补偿点）：光合作用等于呼吸作较强光照条件下（光补偿点）：光合作用等于呼吸作用，净光合作用速率等于零（图用，净光合作用速率等于零（图3）强光照条件下：光合作用大于呼吸作用，净光合作用强光照条件下：光合作用大于呼吸作用，净光合作用速率速率=实际光合作用速率实际光合作用速率呼吸作用速率（图呼吸作用速率（图4）命题热点2考查影响光合作用的因素【例2】下图为某植物光合作用速率与环境因素之间的关系，请据图回答：(1)甲图表示在光弱的情况下，光合作用随_的增加成正比例增加，这种情况下，可以认为此时影响光合作用的过程是_阶段。(2)从图甲可见，光照强度超过某一强度时，光合作用的速度

13、不再增强，且有稳定发展的趋势，这种变化主要决定于_，此时光合作用的_阶段受到限制。(3)图乙中C点表示光照强度为B时，植物生长的_，出现CD段的原因是_。(4)请在图甲中绘制50时植物光合作用速率变化的曲线。(5)根据图甲，在图乙绘制光照强度为A时，不同温度下光合作用速率变化曲线。答案(1)光照强度光反应(2)温度暗反应(3)最适温度酶活性降低，光合作用速率降低(4)如图丙(5)如图丁解析光合作用速率受光照强度、温度和CO2浓度等影响，本题只研究了光照强度和温度对植物光合作用的影响，由甲图可以看出，光照弱时，光合速率随光照强度的增加而上升，此时外界条件主要影响光反应，而与温度无关。而当光照强度

14、超过某一值时，温度又成了限制因素。由图乙可以看出，在50时光合速率大于20而小于30，可在图甲中相应画出，由图甲看出，在光照强度为A时，光合速率与温度变化无关，可在图乙中相应画出。方法点击光合速率的测定：(1)表示方法：单位时间内单位面积叶片吸收CO2(或放出氧气，生产有机物)的量。(2)单位：mg/cm2h(3)测定方法：实际光合速率表观光合速率细胞呼吸速率。植物每天积累有机物的量取决于光合速率与细胞呼吸速率的代数和，若大于零，则净积累，植物生长快；若小于零，则净消耗，植物无法正常生长。命题热点3关于光合作用实验考查1考查点(1)与光合作用发现有关的经典实验：萨克斯验证光合作用产物淀粉(经常

15、考查暗处理的目的、酒精脱色处理的目的，照光与遮光对照、碘液的检验鉴定等)；恩格尔曼的实验(现象及结论、实验材料的优点、实验的巧妙之处)；鲁宾、卡门的实验(技术手段放射性同位素标记)。(2)教材实验色素的提取与分离(2010上海、全国，江苏)。(3)影响因素光照、CO2、温度等(2010浙江、安徽)。2实验试剂及作用(1)NaHCO3提供CO2；(2)石蜡密封；(3)油层密封；(4)开水冷却排除水中气体。3实验材料及方法(1)绿色叶片、黑藻等观察气泡(即O2)的冒出速度；(2)打孔器打取小的圆形叶片观察上浮的速度和数量。4实验类型(1)实验改错题；(2)与呼吸作用联系考查气体变化黑白瓶问题。【例

16、3】(2010江苏高考)不同生态环境对植物光合速率会产生影响。某课题组测定生长于A地(平原)和B地(山区)银杏叶片不同时间的光合速率，结果如下图。(1)植物中叶绿素通常和蛋白质结合成为结合型叶绿素。在某些环境因素影响下，部分结合型叶绿素与蛋白质分离，成为游离型叶绿素。A、B两地银杏叶片中叶绿素含量测定结果见下表：采样日期(月日)A地银杏叶绿素含量(mg/g)B地银杏叶绿素含量(mg/g)总量游离型结合型总量游离型结合型712.340.112.232.430.212.22812.300.122.182.360.292.07911.920.211.712.110.581.531011.580.29

17、1.291.750.810.941111.210.410.801.441.050.39请做出总叶绿素含量与采样日期关系的二维曲线图。从表中数据分析，导致银杏叶片光合速率下降的主要原因是_。(2)为提取银杏叶片中的叶绿素，研磨前在研钵中除加入剪碎的叶片外，还应加入_。经快速研磨、过滤，将滤液收集到试管中，塞上橡皮塞；将试管置于适当的光照下23 min后，试管内的氧含量_。(3)a、b是7月1日和10月1日B地银杏叶绿体亚显微结构典型照片，推测_(填字母)是10月1日的叶绿体照片，理由是_。答案(1)结合型叶绿素含量降低(2)酒精(丙酮)、碳酸钙、石英砂(二氧化硅)基本不变(3)a10月1日的光合

18、速率低，a中叶绿体类囊体膜结构破坏解析(1)注意题目要求所作曲线图是叶绿素总量与采样日期的关系。据表中数据可知，光合速率主要取决于结合型叶绿素的含量。(2)提取叶绿素时，应加入有机溶剂酒精或丙酮；加入碳酸钙是为了防止叶绿素被有机酸破坏，加入石英砂的目的是使研磨更充分。研磨后破坏了叶绿素分子的结构，不能再进行光合作用。(3)a图中叶绿体结构遭到破坏，光合速率应低于b图，故a图应为10月1日的叶绿体照片。1(2010福州一次质检)早春季节，农民在水稻播种之前要进行催芽，即先用温水将水稻种子浸泡几小时(非恒温，让其自然变凉)，再堆放在一起，并用塑料薄膜覆盖好。在种子萌发过程中要常掀开薄膜，并经常进行

19、翻种。请根据上面材料回答问题：(1)必须用一定温度的水浸泡的目的是_。(2)经常翻种的目的是为了提供氧气和散热，这是防止_造成烂芽和烂根。(3)为了探究种子萌发时所进行的细胞呼吸类型，请据所给的材料和用具设计实验：.实验原理：种子萌发过程中，如只进行有氧呼吸则吸收氧气量和CO2释放量相等；如果进行无氧呼吸则只释放CO2。.实验材料和用具：萌发的水稻种子、带橡皮塞的玻璃罩2只、100 mL的烧杯4个、2根弯曲的其中带有红色液滴的刻度玻璃管、NaOH溶液、蒸馏水、凡士林。.实验方法：按照装置一图将实验材料和用具装好。如想得到预期的实验结论，必须同时设计另一组实验装置即装置二，请指出应如何设计。(在

20、方框内绘出装置二的图示并做好相应标注).完成如下表格，预测实验可能出现的现象及结论。(请描述装置一和二中液滴移动状况)实验现象结论一左移，二不移动_只进行无氧呼吸_既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸答案(1)提高温度，增强酶的活性(2)无氧呼吸产生酒精和过多热量(3).装置二与装置一相同，只是将NaOH溶液换成蒸馏水.只进行有氧呼吸一不移，二右移一左移，二右移解析(1)酶在适宜的温度下活性较高，温水浸种可促进种子萌发。(2)在种子催芽过程中，经常翻动种子可以散热，并且提高氧浓度，防止无氧呼吸产生的酒精造成烂种。(3)装置一可测出萌发种子呼吸是否消耗氧气，但既有有氧呼吸又有无氧呼吸时，装置一的变化无

21、法区分，无氧呼吸的特点是消耗氧气，产生二氧化碳，而无氧呼吸可以使装置中气体体积增大，故可再设计一装置用蒸馏水替代NaOH溶液，用于测定无氧呼吸是否存在。2(2010烟台一模)若测定A、B两种植物的叶片在不同温度下光合作用和呼吸作用速率结果如图所示。对照实验是在30时进行的。请回答：(1)当温度超过_后，植物B的呼吸作用就会受抑制；这两种植物中，最可能原产于热带地区的是_。(2)写出在高温时导致光合作用受抑制的两个原因：_；_。(3)由图中曲线分析，植物A受热致死的临界温度是57，其原因是这时_。(4)在其他条件不变的情况下，当气温由40升至45的过程中，植物B的叶绿体中ATP的合成速率_(选填

22、“加快”、“不变”或“降低”)。(5)水果在生长季节如果长期处于不致死的高温环境中，甜度会较低。参考本研究的结果，解释产生这一现象的原因_。答案(1)50植物A(2)气孔在高温时关闭，光合作用所需CO2供应不足酶在高温时活性降低甚至变性失活高温破坏了叶绿体膜水分减少(任写两点)(3)呼吸作用速率降到0，显示细胞死亡(4)降低(5)在不致死的高温下，光合作用速率下降，而呼吸速率仍然很高，所以糖的净产量(积累量)减少，水果贮存的糖分较少解析(1)据呼吸作用曲线图可知，植物B的呼吸作用在温度达到50时开始受抑制。比较两种植物的光合作用和呼吸作用曲线可知，植物A适应高温的能力更强，最可能原产于热带地区

23、。(2)高温对光合作用的影响包括以下方面：影响酶活性；导致蒸腾作用旺盛，水分减少，同时气孔关闭，CO2供应不足；破坏膜蛋白结构，使膜结构受损等。因此光合作用受到抑制。(3)分析植物A的两条曲线可知：在55时光合作用受到抑制，但此时呼吸作用仍可进行，植物仍未死亡，直到57呼吸作用完全受到抑制，意味着植物A受热致死。(4)据植物B光合作用曲线可知：在其他条件不变的情况下，气温由40升至45的过程中，植物B光合作用降低，因此ATP的合成速率降低。(5)由第(3)题分析可知，“不致死的高温”即“光合作用已经受到抑制，而呼吸作用尚在进行的温度条件”，此时只有有机物的消耗而没有有机物合成，因此水果的甜度降低。