《光合作用》课件（1）.ppt

第二节光合作用 一 光合色素的种类及作用1 色素的种类和功能 叶绿素a 叶绿素b 叶绿素 类胡萝卜素 黄 橙黄 蓝紫光和红光 蓝紫光 2 叶片呈绿色的原因 1 正常叶片呈绿色是因为 含量远多于类胡萝卜素的含量 绿色掩盖了黄色 2 色素分子吸收 能力弱 大部分绿光被反射出来 点拨 1 叶绿体和液泡中都有色素 但只有叶绿体中的色素参与光能的捕获 2 叶绿体中的色素只存在于光反应部位 叶绿体类囊体膜上 与光合作用有关的酶存在于两个部位 叶绿体类囊体膜上和基质中 叶绿素 绿光 二 光合作用的过程1 光反应与暗反应注 c3即三碳化合物 c5即五碳化合物 下同 稳定化学能 活跃化学能 adp pi ch2o c5 co2 c5 叶绿体基质 atp adp pi h o2 光能 光能 活跃化学能 光反应 h2o 场所 叶绿体类囊体膜 物质变化 能量变化 暗反应 场所 物质变化 能量变化 2c3 atp 能量 2c3 c3 ch2o 2c3 co2 还原 多种酶参加催化 固定 2 总反应式 co2 h2o ch2o o2 点拨 光合作用的光反应和暗反应是一个统一的整体 没有光反应 暗反应无法正常进行 光反应为暗反应提供atp和 h 没有暗反应有机物无法正常合成 暗反应为光反应提供adp pi 三 影响光合速率的环境因素 1 影响光合作用的环境因素 矿质营养元素2 提高光能利用率的途径 轮作 大棚 增加光照面积 合理密植 等 光照强度 co2浓度 温度 延长光照时间 增强光合作用效率 思维判断 1 叶绿体中的色素分布在类囊体腔内 分析 叶绿体中的色素分布在类囊体膜上 2 能进行光合作用的生物一定含有叶绿体 分析 不一定 如蓝藻没有叶绿体也能进行光合作用 3 叶绿体中的色素都能吸收 传递和转换光能 分析 叶绿体中的色素都能吸收和传递光能 但只有少数处于特殊状态的叶绿素a能将光能转化为化学能 4 无色透明的塑料大棚比有色塑料大棚光合效率高 分析 无色透明塑料大棚日光中各色光均能透过 有色塑料大棚主要透过同色光 其他光被其吸收 所以用无色透明的塑料大棚光合效率最高 5 暗反应必须在无光的条件下进行 分析 光合作用暗反应不需要光 但有光 无光均可进行 6 植物体自身的遗传特性可以影响光合速率 分析 影响光合速率的因素很多 既有内部因素也有外界环境因素 植物体自身的遗传特性 如阴生植物 阳生植物 是内部因素之一 光合作用1 光反应与暗反应的五大比较 必须在光下 叶绿体类囊体膜 叶绿体基质 有光 无光都可以 光能 atp中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 光反应为暗反应提供 h atp 暗反应为光反应提供adp和pi 如图 2 光合作用过程图解及元素去向 1 光合作用过程图解 2 反应式及三大元素去向 6co2 12h2oc6h12o6 6h2o 6o2h2o o2co2 ch2o 碳元素 co2 c3 ch2o 氢元素 h2o h ch2o 氧元素 3 外界条件对光合作用产物的影响 高考警示钟 1 光合作用光反应产生的atp只用于暗反应阶段 不能用于其他生命活动 其他生命活动所需atp只能来自细胞呼吸 2 co2中的c首先进入c3然后进入 ch2o c5中的c不进入 ch2o 典例训练1 2011 新课标全国卷 在光照等适宜条件下 将培养在co2浓度为1 环境中的某植物迅速转移到co2浓度为0 003 的环境中 其叶片暗反应中c3和c5微摩尔浓度的变化趋势如图 回答问题 1 图中物质a是 c3 c5 2 在co2浓度为1 的环境中 物质b的浓度比a低 原因是 将co2浓度从1 迅速降低到0 003 后 物质b浓度升高的原因是 3 若使该植物继续处于co2浓度为0 003 的环境中 暗反应中c3和c5浓度达到稳定时 物质a的浓度将比b的 低 高 4 co2浓度为0 003 时 该植物光合速率最大时所需要的光照强度比co2浓度为1 时的 高 低 其原因是 解题指南 1 知识储备 1 co2浓度改变直接影响co2的固定 co2浓度降低 暗反应速率会减慢 2 光反应为暗反应提供atp h 直接影响c3的还原过程 2 解题关键 根据co2的含量变化正确判断图解中曲线a b的名称 当暗反应中c3和c5浓度达到稳定时 根据co2的固定和c3还原的反应式可知 c3的分子数比c5的分子数多 解析 1 由图可以看出 当co2浓度由1 降低到0 003 时 在短时间内 暗反应中发生的反应是co2 c5 2c3 所以co2浓度降低时 c3含量降低 故物质a是c3 2 在co2浓度为1 时 由于co2 c5 2c3 一个c5生成两个c3 所以c3分子数是c5的两倍 故物质b浓度比a浓度低 当co2浓度从1 降到0 003 时 c5的合成速率不变 消耗速率却减慢 导致c5积累 3 co2浓度为0 003 时 c3和c5的浓度达到稳定后 暗反应保持稳定 此时仍根据暗反应中co2的固定的反应式确定 c3的量应是c5的量的2倍 故持续在co2浓度为0 003 的环境中 a浓度比b浓度高 4 co2浓度低时 意味着暗反应强度降低 所需要的atp及 h 少 答案 1 c3 2 暗反应速率在该环境中已达到稳定 即c3和c5的含量稳定 根据暗反应的特点 此时c3的分子数是c5的2倍 因此b的浓度比a低当环境中co2浓度突然降低时 c5的合成速率不变 消耗速率却减慢 导致c5积累 3 高 4 低co2浓度低时 暗反应的强度减弱 所需atp和 h 少 变式备选 2012 聊城模拟 如图为光合作用过程示意图 在适宜条件下栽培小麦 如果突然将c降低至极低水平 其他条件不变 则a b在叶绿体中含量的变化将会是 a a上升 b下降b a b都上升c a b都下降d a下降 b上升 解析 选b 由图解分析 c是co2 a和b是 h atp 若在其他条件不变的情况下 将c降低至极低水平 co2的固定减弱 c3还原减慢 消耗 h 和atp减少 则a b在叶绿体中含量的变化将会是都上升 光合作用速率的影响因素及应用1 单因子对光合作用速率影响的分析 1 光照强度 如图所示 曲线分析 只呼吸不光合 a点植物释放co2吸收o2呼吸 光合 ab段植物释放co2吸收o2 光合 呼吸 b点植物外观上不与外界发生气体交换光合 呼吸植物吸收co2释放o2 光照强度只有在b点以上 植物才能正常生长 应用 阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低 如图中虚线所示 间作套种农作物 可合理利用光能 bc段 2 co2浓度 曲线分析 图1中a点表示co2补偿点 即光合作用速率等于呼吸作用速率时的co2浓度 图2中a 点表示进行光合作用所需co2的最低浓度 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 提高光合作用速率 3 温度 如图所示 曲线分析 光合作用是在酶催化下进行的 温度直接影响酶的活性 一般植物在10 35 下正常进行光合作用 其中ab段 10 35 随温度的升高而逐渐加强 b点 35 以上光合酶活性下降 光合作用速率开始下降 50 左右光合作用停止 应用 冬天 温室栽培可适当提高温度 夏天 温室栽培可适当降低温度 白天调到光合作用最适温度 以提高光合作用速率 晚上适当降低温室温度 以降低细胞呼吸速率 保证有机物的积累 2 多因子对光合作用速率影响的三个曲线 如图所示 1 曲线分析 p点 限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子 随着因子的不断加强 光合速率不断提高 q点 横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子 影响因素主要为各曲线所表示的因子 2 应用 温室栽培时 在一定光照强度下 白天适当提高温度 增加光合酶的活性 提高光合速率 也可同时适当增加co2 进一步提高光合速率 当温度适宜时 可适当增加光照强度和co2浓度以提高光合速率 技巧点拨台 对于有饱和点 平衡点 的坐标曲线 分析其限制因素的时候要分两部分 1 达到饱和点以前的限制因素 为横坐标表示的因素 2 达到饱和点以后的限制因素 为横坐标表示的因素以外的因素 典例训练2 2012 衡阳模拟 如图表示某植物光合作用强度与环境因素之间的关系 据图回答 1 甲图表示在光照较弱的情况下 光合作用强度随 的增加而增加 这种情况下 主要影响的是光合作用过程的 阶段 在光照超过某一强度时 光合作用的强度不再增加 此时主要是光合作用的 阶段受到限制 2 乙图中c点对应的温度为植物光合作用的 出现cd段的原因是 3 其他条件适宜 若温度升高至50 请在甲图上绘出相应曲线 解题指南 1 考查实质 本题主要考查温度和光照强度对光合作用的影响 2 解题关键 1 分析坐标图明确甲图中a b点的主要限制因素 2 注意乙图中50 对光合作用的影响大小在20 和30 之间 解析 1 据图示可知 在光照强度较弱时 光合作用强度随光照强度的增加而增加 此时光反应阶段提供的 h 和atp是限制光合作用强度的主要因素 当光照强度超过某一数值时 光合作用强度不再增加 此时光反应阶段提供的 h 和atp充足 限制光合作用强度的因素是温度 影响酶的活性 或二氧化碳的浓度对光合作用暗反应阶段的影响 2 乙图中c点对应的温度下 光合作用强度最大 此时的温度称为植物光合作用的最适温度 当温度超过最适温度时 部分酶变性失活 光合作用强度下降 3 据乙图可知 当温度升高到50 时 光合作用强度小于30 大于20 答案 1 光照强度光反应暗反应 2 最适温度随温度的升高 酶活性降低 光合作用强度降低 3 变式备选 2012 济宁模拟 如图曲线 表示黄豆在适宜温度 co2浓度为0 03 的环境中光合作用速率与光照强度的关系 在y点时改变某条件 结果发生了如曲线 的变化 下列分析合理的是 a 与y点相比较 x点时叶绿体中c3含量低b 在y点时 升高温度可导致曲线由 变为 c 制约x点时光合作用的因素主要是叶绿体中色素的含量d 制约z点时光合作用的因素可能是二氧化碳浓度 解析 选d 从图中可知 x点与y点相比 x点光照强度弱 光反应减弱 h atp减少 c3还原减少 所以x点时c3含量高 a错 由题干知 曲线 为适宜温度下的变化曲线 当升高温度时会使光合作用相关酶活性降低 光合作用速率减慢 不会变为曲线 b错 由图可知x点时影响光合作用的因素是光照强度 c错 z点曲线与横坐标平行 说明不受光照强度影响 则可能是二氧化碳浓度 d对 变式备选 如图所示的1 3实验条件下 测定了不同光强度对光合速率的影响 从以下实验可知 限制实验2 实验3和p点光合速率的因素分别是 a 光强度 co2浓度 温度b 温度 co2浓度 光强度c co2浓度 温度 光强度d 温度 光强度 co2浓度 解析 选b 本题主要考查环境因素对光合强度的影响 由图可知 p点以前 光照增强 光合速率增加 因此p点时的限制因素是光强度 比较实验1和实验2 在横坐标上任取一点 实验1的光合速率之所以比实验2高 在于温度高 因而限制实验2的因素是温度 比较实验1和实验3 在横坐标上任取一点 实验1的光合速率之所以比实验3高 在于co2浓度高 因而限制实验3的因素是co2浓度 光合作用和细胞呼吸的关系1 五大区别 光能 化学能 储能 化学能 atp中活跃的化学能 热能 放能 叶绿体 分解有机物 释放能量 供细胞利用 合成有机物 储存能量 活细胞 主要在线粒体 只在光下进行 有光 无光都能进行 2 两点联系 1 物质方面 c co2 ch2o c3h4o3co2o h2oo2h2oh h2o h ch2o h h2o 2 能量方面 光能atp中活 ch2o 中稳定的化学能跃的化学能热能atp中活跃化学能各项生命活动 技巧点拨台 光合速率与呼吸速率的关系 1 绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率 a点 2 绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行 测得的数据为表观光合速率 3 真正光合速率 表观光合速率 呼吸速率 典例训练3 2012 聊城模拟 将某绿色植物放在特定的实验装置中 研究温度对光合作用和细胞呼吸的影响 其他实验条件都是理想的 实验以co2的吸收量与释放量为指标 实验结果如表所示 单位 mg h 下面对该表数据分析正确的是 a 昼夜不停地光照 在35 时该植物不能生长b 昼夜不停地光照 在20 时该植物生长得最快c 每天光照12小时 20 时该植物积累有机物最多d 每天光照12小时 30 时积累的有机物是10 时的2倍 解题指南 1 知识储备 光照下吸收co2代表的是净光合作用速率 黑暗中释放的co2代表的是细胞呼吸速率 实际光合速率等于二者的和 2 解题关键 昼夜不停地光照时只比较净光合作用速率 每天光照12小时时 需将净光合作用速率减去呼吸作用速率 解析 选c 由于光照下吸收co2代表的是净光合作用速率 黑暗中释放的co2代表的是细胞呼吸速率 实际光合速率等于二者的和 通过计算和分析知 在35 时由于有净光合作用速率 昼夜不停地光照 该植物能生长 昼夜不停地光照 在25 时该植物生长得最快 每天光照12小时 10 时积累的有机物是30 时的2倍 变式备选 绿色植物的光合作用与细胞呼吸之间有密切的联系 如图表示两者之间的部分关系 下列相关分析中 错误的是 a 过程中发生的能量变化是光能转变成活跃的化学能b 阳光下正常生长的植物迅速移入暗室 x物质含量增加c 过程中能使adp含量增多的是 过程d 图中 过程进行的部位是细胞质基质 解析 选c 由图分析知 过程表示光合作用过程 水的光解过程中发生的能量变化是光能转变成活跃的化学能 阳光下正常生长的植物迅速移入暗室 x c3 物质含量增加 过程中能使adp含量增多的是 过程都消耗adp产生atp 解答教材的延伸式实验题 ph对叶绿素稳定性的影响 案例 2011 广东高考 中国的饮食讲究 色香味 颜色会影响消费 小李同学拟研发 绿色 食用色素 他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验 提取叶绿素 探究ph对叶绿素稳定性的影响取一些叶绿素粗产品 配成一定浓度的溶液 于室温 约25 下进行实验 方法和结果如下表 注 叶绿素被破坏后变成黄褐色 根据所学知识和实验结果 请回答 1 提取食用叶绿素的x应该为 原因是 2 表中y应该为 原因是 3 若用做食品色素 天然叶绿素色素不适用于 的食品 否则 4 小李想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素 请你提供检测方法并写出主要步骤 命题人透析 1 利用教材原理解答延伸式实验 教材原理 不同色素在层析液中的溶解度不同 因此各种色素随层析液在滤纸上的扩散速度不同而分离 原理应用 利用纸层析法检测叶绿素产品时 若只有叶绿素 则滤纸条上只有两条色素带 叶绿素a和叶绿素b 若含有其他色素则滤纸条上含有多条色素带 2 明确题干信息抓准自变量 题意明确提出 探究ph对叶绿素稳定性的影响 显然告诉我们实验的自变量是 ph 据表中信息可以看出因变量是色素的 颜色 本实验采用设计ph梯度进行定量探究 分析表格可知 组的ph相差1 0 可推断ph梯度值是1 0 因此实验组 应是8 0 为保证实验结果准确性 不同实验组叶绿素溶液的量及处理时间都要严格遵循等量原则和单一变量原则 3 绿色 食用色素的使用要求 分析表格数据可知 当ph小于6 0时 叶绿素被破坏变成黄褐色 导致叶绿素溶液颜色发生改变 因此在使用叶绿素做食品色素时 一定要控制好ph 不能低于6 0 标准答案 1 对人体无害的有机溶剂 食用酒精 叶绿素溶于有机溶剂和应考虑溶剂对人体的影响 2 8 0以1 0作为ph梯度进行实验 3 酸性由于叶绿素被破坏会造成食品失绿而影响品质 4 纸层析法 其主要步骤 制备滤纸条 画滤液细线 用层析液分离色素 观察色素带 阅卷人点评 得分要点 1 必须体现 有机溶剂或食用酒精叶绿素溶于有机溶剂 2 必须是 8 0 必须体现 ph梯度 3 必须体现 ph小于6 0 或 酸性 能够表明 叶绿素被破坏 即可 4 层析法 或 纸层析法 失分案例 1 错答为 二氧化硅 使研磨充分 等 答错原因是未注意 提取 这个关键信息 2 错答成 8 缺少碱性条件 3 第二问易错答为 酸性使叶绿素变性失活 4 错答为 萃取法 1 光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段 下列说法正确的是 a 叶绿体的类囊体膜上进行光反应和暗反应b 叶绿体的类囊体膜上进行暗反应 不进行光反应c 叶绿体基质中可进行光反应和暗反应d 叶绿体基质中进行暗反应 不进行光反应 解析 选d 光反应是在叶绿体类囊体膜上进行的 该过程必须在有光的条件下才能进行 暗反应是在叶绿体基质中进行的 该过程有光 无光均可 2 如图为叶绿体的亚显微结构图 下列关于其结构与功能的叙述不正确的是 a 和 均为选择透过性膜b 上分布有与光反应有关的色素和酶c 在 上形成的产物 h 和atp进入 中为暗反应提供物质和能量d 中进行的反应使atp进入糖类等有机物中 解析 选d 和 表示叶绿体的外膜和内膜 为生物膜 具有选择透过性 为基粒 其上分布着光反应所需的色素和酶 光反应的产物 h 和atp进入 叶绿体基质中 为暗反应提供还原剂氢和能源物质atp atp水解后将活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能 而非直接将atp转移到有机物中 3 2012 台州模拟 塑料大棚技术的兴起使我国北方地区冬季餐桌上丰富多彩 下列关于冬季塑料大棚种植蔬菜的有关叙述错误的是 a 大棚内夜间的温度高 不利于植物有机物积累b 晴朗的中午 农民都要将塑料大棚开口 提高大棚内co2的浓度c 阴雨天应提高大棚的温度d 大棚施足农家肥 既有利于提高土壤肥力 又可以提高棚内co2的浓度 解析 选c 温度升高 细胞呼吸增强 不利于有机物积累 a正确 晾棚是为了增加棚内二氧化碳含量 为光合作用提供原料 b正确 为降低呼吸消耗 阴雨天应降低大棚的温度 c错误 农家肥含有丰富的n p k等元素 能提高土壤肥力 其中的有机物分解释放出二氧化碳 为植物光合作用提供原料 d正确 4 2011 江苏高考 某种铁线莲的根茎可作中药 有重要经济价值 下表为不同遮光处理对其光合作用影响的结果 相关叙述正确的是 多选 a 适当的遮光处理 可提高其干重b 叶绿素含量与净光合速率呈正相关c 叶绿素a b可作为其利用弱光能力的判断指标d 遮光90 时 铁线莲不进行光合作用 解析 选a c 由表格信息可知 遮光比例由0 30 植株干重提高 a正确 叶绿素含量由2 3mg g增大至3 0mg g 净光合速率由9 6 mol m 2 s 1减小至0 b项错误 遮光比例由10 90 叶绿素a b不断降低 叶绿素a b可作为其利用弱光能力的判断指标 c项正确 遮光90 时 净光合速率为0 此时铁线莲光合作用很弱 没有有机物的积累 d项错误 5 绿色植物的光合作用是地球上有机体生存 繁殖和发展的根本源泉 几乎可以说一切生命活动所需的能量都来源于太阳能 绿色植物是主要的能量转换者是因为它们均含有叶绿体 图甲 这一完成能量转换的细胞器 图乙是图甲中的色素分离结果 图丙是在图甲 结构中进行的生化反应 分别代表图甲叶绿体的结构 请根据图示回答下列问题 1 观察图甲叶绿体的结构 中具有膜结构的是 填数字 构成膜结构的基本骨架是 2 图甲中吸收光能的结构是 发生的能量变化是 3 图乙观察色素的分离结果 1 2 3 4分别是 4 图丙需要