高二生物面授讲义.pdf
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1、高二生物面授讲义(11.07)教师:刘德均一、简述第三节光合作用1.概念:绿色植物通过叶绿全体,利用光能,把 CO2和水合成储存能量的有机物,并且释放出氧气的过程2.发现过程3.场所色素叶绿体(分布:叶绿体片层结构的薄膜上(叶绿素a(呈蓝绿色叶绿素1 吸收后橙光和蓝紫光I 叶绿素b(呈黄绿色)J分类r 胡萝卜素(呈橙黄色)类胡萝卜素 卜吸收蓝紫光I I I 叶 黄 素(呈黄色)J分 布:叶绿体片层结构薄膜上和叶绿体的基质中I 作用:催化光合作用中各种反应的正常进行4.总反应式:6co%C6H|,O6+6H,O+6O,叶绿体 部位:基粒片层薄膜光反应J 条件:光、色素、酶水的光解:H2O-2H+
2、1/2O2(为暗反应供氢)、ATP的形成:ADP+Pi+能 量(*能)-ATP(为暗反应供能)部位:叶绿体基质同条件:多种酶暗反应 .CO2 的图定:CO2+C5 f 2c3.、C3 的还原:C3+H C6H12O6+C5+H2O6.实验六:叶绿体中色素的提取和分离分离:叶绿体中共有4 种色素,在脂溶性的层析液中溶解度不同,扩散速度不同,因而可用纸层析法分离。7.植物栽培与光能的合理利用(1)延长光合作用的时间(2)增加光和作用的面积:合理密植.(叶面积系数:单位地面积上的植物叶血枳数)关键点含义:OA段表明随叶面积的不断增大,光合作用实际量不断增大,A点为光合作用面积的饱和点,随叶面积增大,
3、光合作用不再增加,原因是很多叶片被遮,挡在光补偿点以下。O B段干物质量随光合作用增加而增加,而 由 于A点以后光合作用量不再增加,再O C段呼吸量不断增加。所以,BC段干物质积累量不断降低,植物叶面积指数不能超过C点,否则将入不敷出,无法生活下去,若是一片森林,合理采伐期在叶面积指数为6时。8.外界因素对光合作用的影响及其在生产上的应用(1)光图象对光合作用的影响在生产上的应用1.光照强度:光合作用随光照强度的变化而变化,光照强度弱时.,光合作用减慢,光照逐渐增强时,光合作用随之加快,但光照增强到一定强度,光合作用速度不再增加。2.光质不同影响光合速率。白光为复色光,光合作用能力最强,单色光
4、中红光作用最快,蓝紫光次之,绿光最差。1.适当提高光照强度2.延长光合作用时间3.增加光合作用面积合理密植4.温室大棚用无色透明玻璃5.若要降低光合作用则用有色玻璃,如用红玻璃,透红光吸收其他波长的光光合作用较白光弱,但罗其他单色光强关键点的含义:A点:光照强度为0,此时,只进行呼吸作用,此时,CO?释放量表明此时呼吸强度。AB段:表明随着光照强度的增加,光合作用逐渐加强,CO2的释放量逐渐减少,有一部分用于光合作用。B 点:呼吸作用释放的CO?量等于呼吸作用吸收的CO2量,即光合作用强度=呼吸作用强度,则 B 点为光补偿点,植物白天光照强度应在光补偿点以上,植物才能正常生长。BC段:表明随着
5、光强度不断加强,光合强度不断加强,到 C 点不在加强了,C 点为光合作用饱和点。(2)CO2浓度对光合作用的影响在生产上的应用在一定范围内CO?浓度上升,光和速率上升。(大气中CO?含量为0.03%,浓度提高到0.1%,产量可提高一倍)浓度提高到一定程度后,产量不在提高,若 CO?浓度降到0.005%,光合作用不能正常进行温室栽培植物时,适当提高室内CO2浓度,如释放一定量干冰等施有机肥料,增 加 CO2含量,农田作物确保通风透光聆光合施率受(3)温度光合作用的暗反应是酶促反应,温度直接影响酶的活性。一般植物光合作用的最适温度在25C30C之间,35C以上,光和速率开始下降,40C50C时完全
6、停止晴天,温度过高,影响气孔的开度,影响CO2供塑料布。进而影响暗反应1.适时播种2.温室作物白天适当、提高温度,晚上适当降温。3.植 物“午休”现象原因之一(4)水:水既是光合作用的原料,又是体内各种化学反应的介质,另外水分还影响气孔的开闭,间接影响C02进入植物体内,对光合作用有相当影响。应用:合理灌溉。(5)矿质元素:氮气影响酶(蛋白质)和ATP的合成,N,M g是叶绿素的组分,Fe、Mn、Cu、Z n 影响叶绿素合成;P 是叶绿体膜和ATP组分,K 影响糖的运输等,直接或间接影响光合作用。应用:合理施肥图象 并十S K Bo-关键点含义:0 A 为幼叶:随幼叶逐渐生长,叶面积逐渐增大,
7、叶绿体不断增多,叶绿素量不断增加,光合作用速率不断增加。AB段:壮叶,叶片的面积叶绿体和叶绿素都处于稳定状态,光和速率基本稳定。BC段:老叶,随叶龄增加,叶片内叶绿素被破坏,光和速率下降。应用:果树管理后期,适当摘除老叶,残叶,可降低其呼吸作用消耗有机物。例:植物叶片从幼到老的整个生命过程中()A.有机物输出也输入,矿质元素只输入B.机物只输出,矿质元素只输入C.有机物只输出,矿质元素也输出D.有机物只输出,矿质元素也输出光合作用与呼吸作用关系1.光合作用实际产氧量=实际氧气释放量+呼吸作用耗氧量2.光合作用实际二氧化碳消耗量=实测的二氧化碳消耗量+呼吸作用释放量3.光合作用葡萄糖生产量=光合
8、作用实际葡萄糖生产量-呼吸作用葡萄糖消耗量真正光合速率=表现光合速率+呼吸速率多因子影响1.图象2.关键点含意:p 点时、限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随其因子的不断加强,光合速率不断提高,当到Q 点时,横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子,要想提高光合速率,可采取适当提高图示的其他因子。应用:温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度,也可适当充加C02,进一步提高光合速率;当温度适宜时,可增加光照强芭和CO2浓度,以提高光合速率.总之,根据具体情况通过增加光照强度调节温度或增加二氧化碳浓度来充分提高光合速率,已达到增产的目的。二、典型例题及讲解例 1.在光照充足的环境
9、里,将 黑 藻 放 入 含 有 的 水 中,过一段时间后,分 析 述 0放射性标志,最有可能的是()A.在植物体内的葡萄糖中发现B.在植物体内的淀粉中发现C.在植物体周围的空气中发现D.在植物体的脂肪、蛋白质和淀粉中均可发现讲解:水分子的氧在参与光合作用过程中被分解而以氧分子的形式释放。答案:C例 2.对某植株如下处理:(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。若其它条件不变,则在甲、乙两种情况下植株所制造的有机物总量是()A.甲多于乙 B.甲少于乙C.甲和乙相等 D.无法确定解析:该题主要考查光反应与暗反应的联系及区别。光反应虽然是暗反应的基础,但有机物
10、的生成量主要取决于暗反应进行的程度。由 于(乙)间断光强累计进间与(甲)相同,表明这两种情况下光瓜在为暗反应提供的NADPH和 ATP量基本相同,但(甲)暗反应只进行了 10分钟,而(乙)的暗反应持续进行了 2 0 分 钟(有光或无光条件下均可进行)。因此,两种情况相比,光反应程度相同,而(乙)的暗反应却进行得比较充分。答案:B例 3.植物的新陈代谢受外部环境因子(如光、温度)和内部因子(如激素)的影响,研究内、外因子对植物生命活动的影响具有重要意义。(1)右图表示野外松树(阳生植物)光合作用强度与光照强度的关系。其中的坐标表示松树整体表现出的吸收CO?和释放CO?量的状况。请分析回答:当光照
11、强度为b 时,光合作用强度 O光照强度为a 时,光合作用吸收C0?的量等于呼吸作用放出C02的量。如果白天光照强度较长时期为a,植物能不能正常生长?为什么?如将该曲线改绘为人参(阴生植物)光合作用强度与光照强度关系的曲线,b 点的位置应如何移动,为什么?讲解:(1)光合作用的强度受光照、C0,浓度等因素的影响。在一般情况下,光合作用强度随光照强度增大而增大,但当光照强度增加到一定程度,即 b 点时,达到最大值,光合作用强度将不随光照强度的增加而继续增大(2)植物在光合作用量与呼吸作用量相等时不能正常生长,因为白天合成的有机物都被分解,晚上呼吸作用还要消耗有机物,总的来说,植物有机物消耗大于积累
12、。(3)阴生植物达到光合作用最高点时,所需的光照强度自然要比阳生植物低。因此b点应左移。答案:(1)最高(2)不能。光照强度为a时光合作用形成的有机物和呼吸作用消耗的有机物相等,但晚上只进行呼吸作用。因此,从全天看,消耗大于积累,植物不能正常生长。(3)左移,与松树相比,人参光合作用达到最高点时,所需的光照强度比松树低。例 4.下图是测定光合作用速度的仪器。在密闭小室内放有一新鲜叶片和二氧化碳缓冲液,缓冲液用以调节小室内C 0 2 的量,使其浓度保持在0.0 3%。小室内气体体积的变化可根据毛细管内水柱的移动距离测得。在不同强度光照条件下,测得小室内气体体积如下表所示(表中气体体积的单位是微升
13、/平方厘米叶面积/分。“+”表示增加,表示减少。光强度单位为千勒克斯)。光强度051 02 03 04 0气体体积-0.2 5+0.5+1.2+1.7+1.7+1.7请回答:(1)光强度为0时,小 室 内 减 少 的 气 体 是 减少的原因是。(2)光强度增加时,小 室 内 增 加 的 气 体 是,增加的原因是。(3)为了防止光照引起小室内气体的物理性膨胀或收缩所造成的误差,必须要有对照,并对实验结果进行校正。那么对照组小室内应放置()。A.同样大小新鲜叶片和水 B.同样大小死叶片和缓冲溶液C.同样大小纸片和水 D.同样大小死叶片和水(4)请据表中数据,在下图方格内绘制生成总量和光照强度间关系
14、曲线。(余/长aflfi)通城料:o答案:(1)。2被叶片呼吸作用消耗。(2)02 叶片光合作用产生(3)B(4)如下图表示解析:依题意,本图所示装置用以测定不同光照强度对光合作用速率的影响。装置中放置的C 0 2缓冲液使小室内C 0 2浓度保持在0.0 3%,据此推断,题中所给表格内气体体积的变化与C O?无关。(1)当光照强度为零时,植物不能进行光合作用,只能进行正常的呼吸作用,有氧呼吸吸收氧气,放出二氧化碳,当C O 2在小室中保持不变的情况下,减少的气体只能是。2。(2)随光照强度增加,光合作用逐渐增强,此时,光合作用吸收C O2,放出有氧呼吸保持状态不变,在C O 2浓度依旧不变的情
15、况下,增加的气体还是。2,说明在这种光照强度条件下,植物光合作用大于呼吸作用。(3)本实验意在测定新鲜叶片在不同光照强度条件下的生理活动量,因此,除实验材料外,其他条件均需相同。(4)依(2)题分析可知,表中所给的气体体积变化是氧气在光合作用与呼吸作用同时进行时所发生的差值变化,即在一定光照强度下,光合作用放出的氧气量与呼吸作用吸收氧气量的差值。因为光照强度变化对植物的呼吸作用无影响,各光照强度下的有氧呼吸消耗氧气的量与零光照强度下消耗的氧气量相差,因此,各光照强度下氧气的生成总量等于体积变化量+0.25(零光照时,有氧呼吸消耗氧气量)。各数据见下表,依各数据绘制氧气生成总量与光照强度间关系曲
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