2017生物一轮复习第10讲光合作用解析.ppt

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1、 第第第第10101010讲讲讲讲 能量之源能量之源能量之源能量之源光与光合作用光与光合作用光与光合作用光与光合作用考纲要求考纲要求定位解读定位解读1.1.光合作用的基光合作用的基 本过程本过程()()1.1.叶绿体色素种类及功能叶绿体色素种类及功能2.2.叶绿体的结构和功能叶绿体的结构和功能3.3.光合作用过程中所需条件、物质和能量变化光合作用过程中所需条件、物质和能量变化4.4.光反应和暗反应的关系光反应和暗反应的关系2.2.影响光合作用影响光合作用 速率的环境因速率的环境因 素素()()1.1.影响光合作用速率的条件及影响机理影响光合作用速率的条件及影响机理2.2.光合作用条件发生骤变时

2、物质的变化光合作用条件发生骤变时物质的变化3.3.光合作用条件在生产实践上的应用光合作用条件在生产实践上的应用4.4.光合作用和细胞呼吸的关系光合作用和细胞呼吸的关系3.3.实验：叶绿体色素的提取和分离实验：叶绿体色素的提取和分离光光 合合 作作 用用 的的 概概 念念 光合作用是指绿色植物通过光合作用是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能量的转化成储存着能量的有机物有机物，并且释，并且释放出放出氧氧的过程。的过程。进行光合作用的生物一定进行光合作用的生物一定有叶绿体吗？有叶绿体吗？请分别写出：请分别写出：1、水稻的光合作用反应式、水稻的光

3、合作用反应式2、蓝藻的光合作用反应式、蓝藻的光合作用反应式3、硝化细菌的化能合成作用反应式。、硝化细菌的化能合成作用反应式。COCO2 2+H+H2 2O O（CHCH2 2O O）+O+O2 2化学能化学能酶酶COCO2 2+H+H2 2O O（CHCH2 2O O）+O+O2 2光能光能色素、酶色素、酶COCO2 2+H+H2 2O O（CHCH2 2O O）+O+O2 2光能光能叶绿体叶绿体考点考点1 1 色素的提取和分离实验色素的提取和分离实验1.1.原理原理提取：提取：分离：分离：色素溶于有机溶剂（无水乙醇）色素溶于有机溶剂（无水乙醇）,不溶于水。不溶于水。各色素在层析液的溶解度不同

4、，导致扩散各色素在层析液的溶解度不同，导致扩散速度不同。（溶解度越大，扩散速度越快）速度不同。（溶解度越大，扩散速度越快）试剂（二氧化硅、碳酸钙、无水乙醇）试剂（二氧化硅、碳酸钙、无水乙醇）2.2.实验流程：实验流程：（1）提取）提取（2）分离）分离制滤纸条制滤纸条画滤液细线画滤液细线层析层析取材取材研磨研磨过滤过滤操作要求操作要求实验中应注意的问题实验中应注意的问题:（1 1）选材时应注意什么？）选材时应注意什么？（2 2）“迅速迅速”、“棉塞棉塞”的目的是什么？的目的是什么？（3 3）画滤液细线有什么要求？为什么？）画滤液细线有什么要求？为什么？（4 4）为什么滤液细线不能没入层析液中？）

5、为什么滤液细线不能没入层析液中？（5 5）色素分离时，培养皿为什么加盖？）色素分离时，培养皿为什么加盖？新鲜绿色的叶片，使滤液中色素的含量较高新鲜绿色的叶片，使滤液中色素的含量较高防止乙醇挥发和色素氧化防止乙醇挥发和色素氧化细线要细、直、齐（使分离出的色素带平整不重叠），细线要细、直、齐（使分离出的色素带平整不重叠），待干后再重复待干后再重复2-32-3次（增加色素的含量）次（增加色素的含量）防止色素溶解在层析液中防止色素溶解在层析液中防止层析液的挥发防止层析液的挥发3.3.实验结果：请画出各种色素在滤纸条上的分布实验结果：请画出各种色素在滤纸条上的分布叶绿素叶绿素 (占总量占总量3/4)3/

6、4)类胡萝卜素类胡萝卜素(占总量占总量1/4)1/4)种类种类颜色颜色叶绿素叶绿素b b胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a(蓝绿色蓝绿色)(黄绿色黄绿色)(橙黄色橙黄色)(黄色黄色)注意：色素带的位置代表什么？宽度呢？注意：色素带的位置代表什么？宽度呢？考点考点2 2 色素的分布、功能及吸收光谱色素的分布、功能及吸收光谱分布在叶绿体基粒的分布在叶绿体基粒的类囊体薄膜类囊体薄膜上上1.1.色素分布：色素分布：2 2、色素的功能：、色素的功能：吸收、传递、转换光能吸收、传递、转换光能紫紫 蓝蓝 青青 绿绿 黄黄 橙橙 红红SUN叶绿素主要吸收叶绿素主要吸收红光和蓝紫光红光和蓝紫光类胡萝卜素

7、主要吸收类胡萝卜素主要吸收蓝紫光蓝紫光叶绿素溶液叶绿素溶液问题：如何确定色素的吸收光谱？你能设计一个简问题：如何确定色素的吸收光谱？你能设计一个简单实验进行探究吗？单实验进行探究吗？连续光谱连续光谱吸收光谱吸收光谱3.3.影响叶绿素合成的因素影响叶绿素合成的因素a.a.光照：光照：在有光的条件下才能合成叶绿素在有光的条件下才能合成叶绿素b.b.温度：温度：影响酶的活性进而影响叶绿素的合成，影响酶的活性进而影响叶绿素的合成，低温可以破坏叶绿素分子。低温可以破坏叶绿素分子。c.c.必需元素：必需元素：（FeFe）CHONMg CHONMg 限时训练限时训练1.1.提提取取光光合合色色素素，进进行行

8、纸纸层层析析分分离离，对对该该实实验验中中各各种种现现象象的解释，正确的是：的解释，正确的是：A.A.未见色素带，说明材料可能为黄化叶片未见色素带，说明材料可能为黄化叶片 B.B.色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液C.C.提取液呈绿色是由于含有叶绿素提取液呈绿色是由于含有叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b b D.D.胡胡萝萝卜卜素素处处于于滤滤纸纸前前方方，是是因因为为其其在在滤滤液液中中的的溶溶解解度度最最高高2.2.在在叶叶绿绿体体色色素素的的提提取取和和分分离离实实验验中中，收收集集到到的的滤滤液液绿绿色色过过浅，其原因不可能是浅，其原因不可能

9、是 （）A.A.未加石英砂，研磨不充分未加石英砂，研磨不充分B.B.一次加入大量的无水乙醇提取一次加入大量的无水乙醇提取C.C.分次加入少量无水乙醇提取分次加入少量无水乙醇提取D.D.使用放置数天的菠菜叶使用放置数天的菠菜叶3.3.下图是不同材料的色素提取物进行层析后的结果，下图是不同材料的色素提取物进行层析后的结果，其中，不正确的是其中，不正确的是4.4.下下图图表示新表示新鲜鲜菠菜叶中四种色素的相菠菜叶中四种色素的相对对含量及在含量及在滤纸滤纸条上的分离情况。下列条上的分离情况。下列说说法不正确的是法不正确的是A A叶叶绿绿体中的四种色素分布在体中的四种色素分布在类类囊体薄膜上囊体薄膜上B

10、 B四种色素都能溶解在四种色素都能溶解在层层析液中，丁色素的溶解度最大析液中，丁色素的溶解度最大C C水稻在收获时节，叶片中色素量的变化是水稻在收获时节，叶片中色素量的变化是(甲甲+乙乙)()A点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少；点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少；I点点A点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加；点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加；I点点=A点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变；点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变；关键点移动：关键点移动：若植物缺镁，若植物缺镁，A A、B B、E E 三点如何移动？三点如何移动？改变：改变：

11、若将纵坐标改为若将纵坐标改为O2O2吸收量吸收量/释放量，则曲线如何？释放量，则曲线如何？若图示为阳生植物，则阴生植物的曲线如何？若图示为阳生植物，则阴生植物的曲线如何？A基本不移动，基本不移动，B右移，右移，E点左移点左移E阳生植物阳生植物阳生植物阳生植物:水稻、玉米、向日葵水稻、玉米、向日葵水稻、玉米、向日葵水稻、玉米、向日葵阴生植物阴生植物阴生植物阴生植物:胡椒、绿豆、三七胡椒、绿豆、三七胡椒、绿豆、三七胡椒、绿豆、三七A A植物：呼吸速率为每小时释放植物：呼吸速率为每小时释放植物：呼吸速率为每小时释放植物：呼吸速率为每小时释放COCO2 2_mg/100cm_mg/100cm2 2当光

12、照强度为当光照强度为当光照强度为当光照强度为Y Y时，总光合速率为时，总光合速率为时，总光合速率为时，总光合速率为_，净光合速，净光合速，净光合速，净光合速率为率为率为率为_41612A A、OAOA段，随叶面积指数的增加，光合作用段，随叶面积指数的增加，光合作用实际量增加；过实际量增加；过A A点后，随着叶面积指数的点后，随着叶面积指数的增加，光合作用实际量不再增加增加，光合作用实际量不再增加B B、OBOB段，随叶面积指数的增加，干物质量段，随叶面积指数的增加，干物质量增加，过增加，过B B点后随叶面积指数的增加干物质点后随叶面积指数的增加干物质量减少量减少C C、由曲线、由曲线OCDOC

13、D可以看出，叶面积指数是影响可以看出，叶面积指数是影响呼吸作用酶活性的重要因素呼吸作用酶活性的重要因素D D、D D点以后随着叶面积指数的增加，植物将点以后随着叶面积指数的增加，植物将不能生活下去不能生活下去例例2.叶面积指数是指单位土地面积上植物的总叶面积，叶叶面积指数是指单位土地面积上植物的总叶面积，叶面积指数越大，叶片交错重叠程度越大，如图表示叶面积面积指数越大，叶片交错重叠程度越大，如图表示叶面积指数与光合作用和呼吸作用的关系，下列说法不正确的是指数与光合作用和呼吸作用的关系，下列说法不正确的是_C农业上的启示？农业上的启示？农业上的启示？农业上的启示？名师一号名师一号P53面：纠错训

14、练面：纠错训练+应用解题应用解题2合理密植合理密植合理密植合理密植2 2、COCO2 2浓度的影响浓度的影响暗反应暗反应 C3光合作用速率等于细胞呼吸速光合作用速率等于细胞呼吸速率时的率时的CO2浓度，即浓度，即CO2补偿点补偿点 进行进行 光合作用所需光合作用所需CO2的最低浓度的最低浓度 CO2饱和点饱和点 光合作用速率光合作用速率 CO2浓度浓度 OA 增施农家肥增施农家肥 在相同光照和温度条件下，空气中在相同光照和温度条件下，空气中在相同光照和温度条件下，空气中在相同光照和温度条件下，空气中CO2CO2CO2CO2含量与植物光合产含量与植物光合产含量与植物光合产含量与植物光合产量（有机

15、物积累量）的关系如图所示。量（有机物积累量）的关系如图所示。量（有机物积累量）的关系如图所示。量（有机物积累量）的关系如图所示。理论上某种理论上某种理论上某种理论上某种C4C4C4C4植物植物植物植物能能能能更有效更有效更有效更有效的利用的利用的利用的利用CO2CO2CO2CO2，使光合产量高于，使光合产量高于，使光合产量高于，使光合产量高于m m m m点的选项是：点的选项是：点的选项是：点的选项是：A.A.A.A.若若若若a a a a在在在在a a a a2 2 2 2，b b b b在在在在b b b b2 2 2 2时时时时 B.B.B.B.若若若若a a a a在在在在a a a

16、a1 1 1 1，b b b b在在在在b b b b1 1 1 1时时时时 C.C.C.C.若若若若a a a a在在在在a a a a2 2 2 2，b b b b在在在在b b b b1 1 1 1时时时时 D.D.D.D.若若若若a a a a在在在在a a a a1 1 1 1，b b b b在在在在b b b b2 2 2 2时时时时D该该C4C4植物能利用更低浓度的植物能利用更低浓度的CO2CO2（CO2CO2的补偿点左移）的补偿点左移）和更高浓度的和更高浓度的CO2CO2（C02C02的饱和点右移）的饱和点右移）请你预期一天内请你预期一天内大棚中大棚中COCO2 2浓度变化浓度

17、变化的最可能的最可能情况是图中哪条曲线所示情况是图中哪条曲线所示 时间时间时间时间A A3.3.温度的影响温度的影响 一般植物在一般植物在一般植物在一般植物在10-35 10-35 10-35 10-35 下正下正下正下正常进行光合作用，常进行光合作用，常进行光合作用，常进行光合作用，35353535以上光合以上光合以上光合以上光合作用的酶活性下降，作用的酶活性下降，作用的酶活性下降，作用的酶活性下降，50505050左右光左右光左右光左右光合作用完全停止。合作用完全停止。合作用完全停止。合作用完全停止。T1T2T1T2温度温度温度温度 纵坐标为真光合速率时纵坐标为真光合速率时纵坐标为真光合速

18、率时纵坐标为真光合速率时哪一点温度对提高产量最哪一点温度对提高产量最哪一点温度对提高产量最哪一点温度对提高产量最有利？有利？有利？有利？纵坐标为净光合速率时纵坐标为净光合速率时纵坐标为净光合速率时纵坐标为净光合速率时哪一点温度对提高产量最哪一点温度对提高产量最哪一点温度对提高产量最哪一点温度对提高产量最有利？有利？有利？有利？T1T1T2T2应用？应用？适当保持昼夜温差、适当保持昼夜温差、适当保持昼夜温差、适当保持昼夜温差、阴雨天适当降低室内温度阴雨天适当降低室内温度阴雨天适当降低室内温度阴雨天适当降低室内温度变式：下图中的甲、乙两图为变式：下图中的甲、乙两图为变式：下图中的甲、乙两图为变式：

19、下图中的甲、乙两图为昼夜中某作物植株对昼夜中某作物植株对昼夜中某作物植株对昼夜中某作物植株对C0C0C0C02 2 2 2的吸收和释放状况的示意图。的吸收和释放状况的示意图。的吸收和释放状况的示意图。的吸收和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天，甲图是在春季的某一晴天，甲图是在春季的某一晴天，甲图是在春季的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题：请据图回答问题：请据图回答问题：请据图回答问题：（1 1 1 1）甲图曲线中）甲图曲线中）甲图曲线中）甲图曲线中C C C C点和点和点和点和E E E E点点点点(

20、外界环境中外界环境中外界环境中外界环境中C0C0C0C02 2 2 2浓度变化为零浓度变化为零浓度变化为零浓度变化为零)处，植株处于何种生理活动状态？处，植株处于何种生理活动状态？处，植株处于何种生理活动状态？处，植株处于何种生理活动状态？（2 2 2 2）根据甲图推测该植物接受光照的时间是曲线中根据甲图推测该植物接受光照的时间是曲线中根据甲图推测该植物接受光照的时间是曲线中根据甲图推测该植物接受光照的时间是曲线中的的的的 段，其中光合作用强度最高的是段，其中光合作用强度最高的是段，其中光合作用强度最高的是段，其中光合作用强度最高的是 点，植株积点，植株积点，植株积点，植株积累有机物最多的是累

21、有机物最多的是累有机物最多的是累有机物最多的是 点点点点 呼吸作用释放的呼吸作用释放的呼吸作用释放的呼吸作用释放的C0C0C0C02 2 2 2量等于光合作用消耗的量等于光合作用消耗的量等于光合作用消耗的量等于光合作用消耗的C0C0C0C02 2 2 2量量量量BFBF D DE E乙图中乙图中乙图中乙图中FGFGFGFG段段段段C0C0C0C02 2 2 2吸收量逐渐减少是因为吸收量逐渐减少是因为吸收量逐渐减少是因为吸收量逐渐减少是因为 ，以致光反应产生的以致光反应产生的以致光反应产生的以致光反应产生的 和和和和 逐渐减少，从而影逐渐减少，从而影逐渐减少，从而影逐渐减少，从而影响了暗反应强度

22、，使化合物数量减少，影响了响了暗反应强度，使化合物数量减少，影响了响了暗反应强度，使化合物数量减少，影响了响了暗反应强度，使化合物数量减少，影响了C0C0C0C02 2 2 2固定。固定。固定。固定。（4 4 4 4）乙图曲线中间）乙图曲线中间）乙图曲线中间）乙图曲线中间E E E E处光合作用强度暂时降低，可能是处光合作用强度暂时降低，可能是处光合作用强度暂时降低，可能是处光合作用强度暂时降低，可能是因为因为因为因为 。（5 5 5 5）分析两图中）分析两图中）分析两图中）分析两图中DEDEDEDE段叶绿体中段叶绿体中段叶绿体中段叶绿体中C3C3C3C3化合物相对含量的变化化合物相对含量的变

23、化化合物相对含量的变化化合物相对含量的变化 光照强度逐步减弱光照强度逐步减弱光照强度逐步减弱光照强度逐步减弱ATPATPNADPHNADPH盛夏晴天的中午，温度高，蒸腾作用过强，导盛夏晴天的中午，温度高，蒸腾作用过强，导盛夏晴天的中午，温度高，蒸腾作用过强，导盛夏晴天的中午，温度高，蒸腾作用过强，导致部分气孔关闭，减少了致部分气孔关闭，减少了致部分气孔关闭，减少了致部分气孔关闭，减少了C0C0C0C02 2 2 2原料的吸收原料的吸收原料的吸收原料的吸收午休现象午休现象甲图甲图 乙图乙图C3含量增加含量增加因为光照强度降低，因为光照强度降低，产生的产生的H、ATP减少，减少，C3的消耗减少，来

24、源的消耗减少，来源基本不变基本不变C3含量减少含量减少因为部分气孔关闭，因为部分气孔关闭，导致吸收的导致吸收的CO2减少，减少，C3的产生减少，消耗的产生减少，消耗基本不变基本不变4 4、必需元素的影响、必需元素的影响：、描述曲线：、描述曲线：、分析下降原因：、分析下降原因：、应用：、应用：根据植物需肥规律，根据植物需肥规律，适时、适量施肥适时、适量施肥超过一定浓度，土壤溶液浓度超过一定浓度，土壤溶液浓度过高，影响根细胞吸水，导致过高，影响根细胞吸水，导致植株光合速率下降植株光合速率下降 N N、P P、K K、MgMg的功能？的功能？N N N N、P P P P：K K K K：MgMgM

25、gMg：叶绿体膜结构的组成成分叶绿体膜结构的组成成分叶绿体膜结构的组成成分叶绿体膜结构的组成成分NADPHNADPHNADPHNADPH和和和和ATPATPATPATP的组成成分的组成成分的组成成分的组成成分与糖类的合成、运输有关与糖类的合成、运输有关与糖类的合成、运输有关与糖类的合成、运输有关叶绿素的重要组成成分叶绿素的重要组成成分叶绿素的重要组成成分叶绿素的重要组成成分 水作为光反应阶段的原料水作为光反应阶段的原料水作为光反应阶段的原料水作为光反应阶段的原料（2 2 2 2）缺水）缺水）缺水）缺水气孔关闭影响气孔关闭影响气孔关闭影响气孔关闭影响CO2CO2CO2CO2的供应的供应的供应的供

26、应 光合产物输出减慢，降低光合强度。光合产物输出减慢，降低光合强度。光合产物输出减慢，降低光合强度。光合产物输出减慢，降低光合强度。(3)(3)(3)(3)措施？措施？措施？措施？合理灌溉合理灌溉合理灌溉合理灌溉适时、适量；少水高效适时、适量；少水高效适时、适量；少水高效适时、适量；少水高效5 5、水分的影响：、水分的影响：多变量坐标图分析多变量坐标图分析讨论：讨论：（1 1）P P点前，限制光合速率的变量是什么？为什么？点前，限制光合速率的变量是什么？为什么？（2 2）P P点到点到Q Q点间，限制光合速率的变量是光照强度，对吗？点间，限制光合速率的变量是光照强度，对吗？P点前，限制光合速率

27、的因素应为横坐标所表示的点前，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其不断加强，光合速率不断提高。因子，随其不断加强，光合速率不断提高。P点到点到Q点之间，限制因子既有横坐标因素，也有点之间，限制因子既有横坐标因素，也有其他因素。其他因素。下图中甲、乙、丙分别表示几个环境因素对小麦光下图中甲、乙、丙分别表示几个环境因素对小麦光合作用强度的影响，除各图中所示因素外，其他因合作用强度的影响，除各图中所示因素外，其他因素均控制在小麦生长的适宜范围。请据图回答以下素均控制在小麦生长的适宜范围。请据图回答以下问题：问题：图9 （1 1）甲图甲图P P点点，限制小麦光合作用强度的因素为，限制小麦光合

28、作用强度的因素为 。乙图乙图Q Q点点，高高CO2CO2浓度浓度条件下，若要进一步提高光条件下，若要进一步提高光合作用强度，还应注意满足植物生活的合作用强度，还应注意满足植物生活的 条件（请依据上述三图作答）。预计丙图条件（请依据上述三图作答）。预计丙图Q Q点之后点之后3 3条曲线的变化趋势为：条曲线的变化趋势为：光照强度光照强度 适宜温度适宜温度 3 3条曲线都会条曲线都会随着温度升高而呈逐渐下降趋势随着温度升高而呈逐渐下降趋势 （2 2）夏天中午光线强烈时，小麦光合作用强度低）夏天中午光线强烈时，小麦光合作用强度低的主要原因可以用的主要原因可以用 图来说明，其具体解释为图来说明，其具体解释为 。乙乙 夏天中午，小麦叶片气孔部分关闭，导夏天中午，小麦叶片气孔部分关闭，导致体内致体内CO2CO2浓度降低，光合作用强度下降浓度降低，光合作用强度下降 （4 4）除上述因素外，必需矿质元素的供应也是影）除上述因素外，必需矿质元素的供应也是影响光合作用强度的主要因素之一。氮元素是光合作响光合作用强度的主要因素之一。氮元素是光合作用过程中各种酶以及用过程中各种酶以及 和和 的重要组成的重要组成成分，成分，元素在维持叶绿体膜结构和功能上起元素在维持叶绿体膜结构和功能上起着重要作用。着重要作用。ATPNADPHP