第10讲 光与光合作用 一轮复习

1、概念：概念：过程过程光反应光反应暗反应暗反应光光合合作作用用列表比较场所、条件、物质能量转化等列表比较场所、条件、物质能量转化等试验：试验：绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离光照、温度、光照、温度、COCO2 2浓度等浓度等影响因素：影响因素：绿色植物绿色植物通过通过叶绿体叶绿体，利用，利用光能光能，把，把COCO2 2和和H H2 2O O转化成储存能量的转化成储存能量的有机物有机物，并且，并且释放释放O O2 2的过程。的过程。一、知识框架：一、知识框架：第第1010讲讲 光与光合作用光与光合作用（第五章第（第五章第4 4节）节）二、复习目标：二、复习目标：COCO2 2+H+H

2、2 2O (CHO (CH2 2O)+OO)+O2 2光能光能叶绿体叶绿体探究历程探究历程: :1.1.理解并牢记光合作用的理解并牢记光合作用的过程和总反应式过程和总反应式。2.2.分析光合作用的分析光合作用的影响因素影响因素，并能解决相关问题。，并能解决相关问题。3.3.分析植物分析植物光合作用与呼吸作用的相互联系光合作用与呼吸作用的相互联系，并应用。，并应用。1.1.提取色素：提取色素：2.2.制备滤纸条：制备滤纸条：3.3.画滤液细线：细、直、均匀、重复多次画滤液细线：细、直、均匀、重复多次4.4.分离色素：分离色素：三、基础知识梳理三、基础知识梳理（一）实验：绿叶中色素的提取和分离（一

3、）实验：绿叶中色素的提取和分离原理：原理：1.1.色素溶于色素溶于 中，因此可将其提取出来。中，因此可将其提取出来。 2.2.不同色素在不同色素在 中的溶解度不同，可利用中的溶解度不同，可利用 纸层析法纸层析法将其分离开。将其分离开。步骤：步骤：结果：结果：无水乙醇无水乙醇层析液层析液一剪二加三研磨，然后过滤要滤液一剪二加三研磨，然后过滤要滤液叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b橙黄色橙黄色黄色黄色蓝绿色蓝绿色黄绿色黄绿色叶黄素叶黄素胡萝卜素胡萝卜素类胡萝卜素类胡萝卜素叶绿素叶绿素(占占1/4)(占占3/4)捕获光能的色素：捕获光能的色素：主要吸收蓝紫光主要吸收蓝紫光主要吸收蓝紫光和红光主要吸收蓝紫光

4、和红光叶绿体的结构：叶绿体的结构： 分布：分布：主要是绿色植物叶肉细胞主要是绿色植物叶肉细胞 结构结构外膜外膜内膜内膜透明，有利于光线的透过透明，有利于光线的透过基粒基粒由类囊体堆叠而成，类由类囊体堆叠而成，类囊体薄膜上含囊体薄膜上含色素和酶色素和酶基质基质含多种光合作用所必需的酶含多种光合作用所必需的酶( (二二) )光合作用的探究历程光合作用的探究历程科学家科学家结论结论普利斯特利普利斯特利植物可以更新污浊的空气植物可以更新污浊的空气英格豪斯英格豪斯普利斯特利的实验只有在普利斯特利的实验只有在_下才能下才能成功；植物体只有绿叶才能更新污浊的空气成功；植物体只有绿叶才能更新污浊的空气梅耶梅耶

5、光合作用把光能转换成光合作用把光能转换成_储存起来储存起来萨克斯萨克斯植物叶片在光合作用中产生植物叶片在光合作用中产生_恩格尔曼恩格尔曼氧气是氧气是_释放出来的，释放出来的，_是光合是光合作用的场所作用的场所鲁宾和卡门鲁宾和卡门光合作用释放的氧气全部来自光合作用释放的氧气全部来自_卡尔文卡尔文探明了探明了COCO2 2中的碳转化成中的碳转化成_中碳的途径中碳的途径阳光照射阳光照射化学能化学能淀粉淀粉叶绿体叶绿体叶绿体叶绿体水水有机物有机物例：例：下列有关光合作用发现过程的说法，错误的是（下列有关光合作用发现过程的说法，错误的是（ ）A A、萨克斯证明淀粉是光合作用产物的实验中，需先将、萨克斯证

6、明淀粉是光合作用产物的实验中，需先将实验叶片在暗处放置几小时（饥饿处理）实验叶片在暗处放置几小时（饥饿处理）B B、发现光合作用产生的、发现光合作用产生的O O2 2中的中的O O来自水和卡尔文发现卡来自水和卡尔文发现卡尔文循环所用的科学方法相同尔文循环所用的科学方法相同C C、科学家发现光合作用的场所是叶绿体，这就意味着、科学家发现光合作用的场所是叶绿体，这就意味着没有叶绿体的生物就无法进行光合作用没有叶绿体的生物就无法进行光合作用D D、恩格尔曼的水绵实验中，叶绿体是否接收到光照是、恩格尔曼的水绵实验中，叶绿体是否接收到光照是自变量自变量C C（三）光合作用的过程（三）光合作用的过程叶绿体

7、中叶绿体中的色素的色素光能光能多种酶参多种酶参加催化加催化H H2 2O OO O2 2HHATPATPADP+PiADP+PiCOCO2 22C2C3 3C C5 5(CH(CH2 2O)O)供氢供氢 酶酶供能供能酶酶类囊体薄膜类囊体薄膜光反应光反应固固定定还还原原暗反应暗反应 叶绿体基质叶绿体基质总反应式：总反应式：H H2 2O+COO+CO2 2 (CH (CH2 2O)O)+O O2 2 光能光能叶绿体叶绿体 联联系系光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段条件条件场所场所物质物质变化变化能量能量变化变化光光、色素、酶、色素、酶酶、酶、H、ATP类囊体薄膜类囊体薄膜叶绿体叶绿体基质基

8、质水的光解：水的光解：ATPATP的生成：的生成：COCO2 2固定固定: :C C3 3还原还原: : ATP中活中活 跃化学能跃化学能光能光能ATP中活中活 跃化学能跃化学能有机物中稳有机物中稳定化学能定化学能光反应是暗反应的基础，为暗反应提供光反应是暗反应的基础，为暗反应提供HH和和ATPATP，暗反应消耗光反应产物，促进光反应进行暗反应消耗光反应产物，促进光反应进行 。光反应与暗反应的区别与联系光反应与暗反应的区别与联系H H2 2O2 H+1/2OO2 H+1/2O2 2酶酶ADP+Pi+ADP+Pi+光能光能ATPATPCOCO2 2+C+C5 52C2C3 3酶酶2C2C3 3（

9、CHCH2 2O O）+ C+ C5 5酶酶温度温度pH强度强度波长波长浇水浇水Mg2+施肥施肥空气空气中的中的浓度浓度施肥施肥光照强度、光照强度、COCO2 2浓度、温度浓度、温度、矿质元素、水等、矿质元素、水等（四）影响光合作用的因素（四）影响光合作用的因素思考：思考：如何表示光合作用的强度？如何表示光合作用的强度？光照光照强度强度O O2 2的的产产生生量量OA A温度、温度、COCO2 2B B光照强度光照强度A A点：点：光照为光照为0 0，不进行光合作用，该点代表细胞呼吸强度。，不进行光合作用，该点代表细胞呼吸强度。A-B:A-B:光合作用随光照增加而增强，但光合作用随光照增加而增

10、强，但光合呼吸，释放光合呼吸，释放COCO2 2. .B B点：点：呼吸产生的呼吸产生的COCO2 2全用于光合作用，全用于光合作用，光合光合= =呼吸呼吸，称，称光补光补偿点偿点，该点植株不生长。，该点植株不生长。B-CB-C：光合呼吸，需要从外界吸收光合呼吸，需要从外界吸收COCO2 2，植株能正常生长。植株能正常生长。C C点：光饱和点点：光饱和点，此时光合作用受其他条件限制。，此时光合作用受其他条件限制。净光合速率净光合速率 呼吸速率增加，光补偿点如呼吸速率增加，光补偿点如何移动？何移动？ 若将纵坐标改为若将纵坐标改为O O2 2的吸收量，的吸收量，则曲线如何变化？则曲线如何变化？例例

11、. .将某绿色植物放在特定装置中，研究温度对光合作用将某绿色植物放在特定装置中，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响与呼吸作用的影响( (其余条件理想其余条件理想) )，实验以，实验以C0C02 2的吸收量的吸收量与释放量为指标，结果如下表。与释放量为指标，结果如下表。正确的是（正确的是（ ）CA A昼夜不停地光照，温度在昼夜不停地光照，温度在3535时该植物不能生长时该植物不能生长B B昼夜不停地光照，该植物生长的最适宜温度是昼夜不停地光照，该植物生长的最适宜温度是3030C. C. 每天交替进行每天交替进行1212小时光照、小时光照、1212小时黑暗，温度均保持小时黑暗，温度均保持 在在20

12、20的条件下，该植物积累的有机物最多的条件下，该植物积累的有机物最多D. D. 每天交替进行每天交替进行1212小时光照、小时光照、1212小时黑暗，温度在小时黑暗，温度在3030 时，该植物积累的有机物是温度在时，该植物积累的有机物是温度在1010时的时的2 2倍倍 （原理：制约（原理：制约C C3 3的形成，影响暗反应阶段）的形成，影响暗反应阶段）A A点点AA点点B B和和BB点点ABAB段和段和ABAB段段应用：应用：大田要大田要“正其行，通其风正其行，通其风”，多施有机肥。，多施有机肥。 温室内可适当补充温室内可适当补充COCO2 2，即适当提高，即适当提高COCO2 2浓度可提浓度

13、可提高农作物产量。高农作物产量。光合速率光合速率= =呼吸速率，即呼吸速率，即COCO2 2补偿点补偿点进行光合作用所需进行光合作用所需COCO2 2的最低浓度的最低浓度COCO2 2饱和点饱和点，继续增加，继续增加COCO2 2浓度，光合速率不再增加浓度，光合速率不再增加一定范围内，光合速率随一定范围内，光合速率随COCO2 2浓度增加而增大浓度增加而增大2.CO2.CO2 2浓度浓度光照强度改变时，光照强度改变时， CO2补偿点和补偿点和CO2饱和点的变化饱和点的变化 光反应增强，单位时间产生更多的光反应增强，单位时间产生更多的 ，单位时间还原单位时间还原C3量量 ，对，对CO2利用率利用

14、率 ，因此光合，因此光合速率可以在更速率可以在更 的的CO2浓度下与细胞呼吸速率相等，即浓度下与细胞呼吸速率相等，即CO2补偿点补偿点 。 b点之后的限制因素是点之后的限制因素是 ，而增强光照，而增强光照，光反应光反应 ，植物暗反应固定的，植物暗反应固定的CO2 ，因此，因此CO2饱饱和点和点 。ATP和【和【H】 增大增大 增大增大 低低降低降低光照强度、温度光照强度、温度增强增强增多增多右移右移例例. .将一片绿叶置于恒温密闭小室，调节小室将一片绿叶置于恒温密闭小室，调节小室COCO2 2浓度，浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用强度（以在适宜光照强度下测定叶片光合作用强度（以COCO2

15、 2吸收吸收速率表示）速率表示）, ,结果如图。下列相关叙述，正确的是结果如图。下列相关叙述，正确的是 ( )( )A.A.如果光照强度适当降低，如果光照强度适当降低，a a点左移，点左移，b b点左移点左移B.B.如果光照强度适当降低，如果光照强度适当降低，a a点左移，点左移，b b点右移点右移C.C.如果光照强度适当增加，如果光照强度适当增加，a a点右移，点右移，b b点右移点右移D.D.如果光照强度适当增加，如果光照强度适当增加，a a点左移，点左移，b b点右移点右移D小结：一般来说，改变条小结：一般来说，改变条件，利于光合作用的进行件，利于光合作用的进行时，光补偿点和时，光补偿点

16、和CO2补偿补偿点要点要左移左移，光饱和点和，光饱和点和CO2饱和点要饱和点要右移右移3.3.温温度度酶活性酶活性1 1）温度）温度2 2）温度是影响气孔开闭的因素之一）温度是影响气孔开闭的因素之一光合作用强度光合作用强度应用：应用：农作物增产措施农作物增产措施a a 适时播种适时播种: :b b 温室栽培：温室栽培：盛夏的中午，温度高，气盛夏的中午，温度高，气孔大多关闭，植物因为缺孔大多关闭，植物因为缺少少COCO2 2而光合作用强度下降而光合作用强度下降。晴天：晴天：白天适当升温，晚上适当降温以保持白天适当升温，晚上适当降温以保持 较高的昼夜温差较高的昼夜温差连续阴雨天：连续阴雨天：白天和

17、晚上均降温白天和晚上均降温“午休午休”现象现象例例.(2014.(2014四川四川) )将桑树和大豆分别单独种植将桑树和大豆分别单独种植( (单作单作) )或两种隔行种或两种隔行种植植( (间作间作) )，测得其光合速率如图，测得其光合速率如图( (注：光饱和点是光合速率达到最注：光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度大值时所需的最低光照强度) )。据图分析，下列叙述正确的是。据图分析，下列叙述正确的是( () )A.A.与单作相比，间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响与单作相比，间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响B.B.与单作相比，间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大与单作

18、相比，间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大C.C.间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率D.D.大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作D4 4.多因子对光合作用速率的影响多因子对光合作用速率的影响P P点：点：Q Q点：点：限制光合速率的因素为限制光合速率的因素为横坐标所表示的因子横坐标所表示的因子，随该因子的不断加强，光合速率不断提高随该因子的不断加强，光合速率不断提高 横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，若要提高光合

19、速率，可采取适当提高图因子，若要提高光合速率，可采取适当提高图示中的示中的其他因子其他因子的方法的方法 例例.(2014.(2014全国卷全国卷)某植物净光合速率的变化趋势如图所示。某植物净光合速率的变化趋势如图所示。(1)(1)当当COCO2 2浓度为浓度为a a时，高光强下该植物的净光合速率为时，高光强下该植物的净光合速率为 。COCO2 2浓度浓度在在a ab b时，曲线时，曲线 表示了净光合速率随表示了净光合速率随COCO2 2浓度的增高而增高。浓度的增高而增高。(2)CO(2)CO2 2浓度大于浓度大于c c时，曲线时，曲线B B和和C C所表示的净光合速率不再增加，限所表示的净光合

20、速率不再增加，限制其增加的环境因素是制其增加的环境因素是 。(3)(3)当环境中当环境中COCO2 2浓度小于浓度小于a a时，在图示时，在图示3 3种光强下，该植物呼吸作用种光强下，该植物呼吸作用产生的产生的COCO2 2量量 ( (填大于、等于或小于填大于、等于或小于) )光合作用吸收的光合作用吸收的COCO2 2量。量。0A A、B B、C C光强光强大于大于a a点：凌晨点：凌晨3 3时时4 4时，温度降低，细胞呼吸强度减弱，时，温度降低，细胞呼吸强度减弱，COCO2 2释放减少。释放减少。b b点：早上点：早上6 6时左右，太阳出来，开始进行光合作用。时左右，太阳出来，开始进行光合作

21、用。bcbc段：光合作用强度小于细胞呼吸强度。段：光合作用强度小于细胞呼吸强度。c c点：上午点：上午8 8时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。cece段：光合作用强度大于细胞呼吸强度。段：光合作用强度大于细胞呼吸强度。d d点：温度过高，部分气孔关闭，出现点：温度过高，部分气孔关闭，出现“午休午休”现象。现象。e e点：下午点：下午6 6时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。efef段：光合作用强度小于细胞呼吸强度。段：光合作用强度小于细胞呼吸强度。fgfg段：太阳落山，光合作用停止，只进行细胞呼吸。段：太阳落山，

22、光合作用停止，只进行细胞呼吸。5.5.光合作用光合作用的日变化的日变化例例1.1.下图表示的是一昼夜北方某作物植株下图表示的是一昼夜北方某作物植株COCO2 2吸收量的变吸收量的变化。甲图为盛夏某一晴天，乙图是在春季的某一晴天。对化。甲图为盛夏某一晴天，乙图是在春季的某一晴天。对两图的相关原因分析两图的相关原因分析不正确不正确的是的是( ) ( ) A A甲图中有机物积累最多的是甲图中有机物积累最多的是G G点，两图中点，两图中B B点植物干重点植物干重均低于均低于A A点时的干重点时的干重B B植株有机物总积累可用横轴上、下曲线围成的有关面植株有机物总积累可用横轴上、下曲线围成的有关面积表示

23、，适当提高温度可增加积表示，适当提高温度可增加OAOA的绝对值的绝对值C C两图中两图中DEDE时间段叶绿体中三碳化合物含量均大大减少时间段叶绿体中三碳化合物含量均大大减少D D甲图中甲图中E E点与点与G G点相比，叶绿体中的点相比，叶绿体中的ATPATP含量较多含量较多C C例例2.2.下列有关说法下列有关说法不正确不正确的是（的是（ ）A.HA.H点点COCO2 2浓度最低，说明此时植物积累有机物最多浓度最低，说明此时植物积累有机物最多 B.BCB.BC段较段较ABAB段段COCO2 2浓度增加减慢，是因为低温使植物浓度增加减慢，是因为低温使植物 呼吸作用减弱呼吸作用减弱C.FGC.FG

24、段段COCO2 2浓度下降不明显，是因为气孔关闭，叶片浓度下降不明显，是因为气孔关闭，叶片 对对COCO2 2的吸收减少的吸收减少D.COD.CO2 2浓度下降从浓度下降从DEDE段开始，说明植物进行光合作用段开始，说明植物进行光合作用 是从是从D D点开始的点开始的D D例例3.(20153.(2015洛阳模拟洛阳模拟) )下图曲线下图曲线表示黄豆植株光合作用速率与光表示黄豆植株光合作用速率与光照强度的关系照强度的关系( (适宜温度、适宜温度、COCO2 2浓度为浓度为0.03%)0.03%)。在。在y y点时改变某条件，点时改变某条件，曲线变为曲线变为。下列分析合理的是。下列分析合理的是(

25、 () )A.A.与与y y点相比，点相比，x x点叶绿体中的点叶绿体中的C C3 3含量较低含量较低B.B.在在y y点时，升高温度导致曲线由点时，升高温度导致曲线由变为变为C.C.制约制约x x点光合作用的因素主要是叶绿体中色素的含量点光合作用的因素主要是叶绿体中色素的含量D.D.制约制约z z点光合作用的因素可能是点光合作用的因素可能是COCO2 2浓度浓度（三）光合作用和细胞呼吸的关系（三）光合作用和细胞呼吸的关系 1.1.光合作用和有氧呼吸的区别：光合作用和有氧呼吸的区别：项目项目光合作用光合作用有氧呼吸有氧呼吸物质物质变化变化能量能量变化变化实质实质场所场所条件条件无机物合成有机物

26、无机物合成有机物有机物被分解成无机物有机物被分解成无机物光能光能稳定的化学能稳定的化学能稳定的化学能稳定的化学能热能、热能、ATPATP中活跃化学能中活跃化学能合成有机物，储存能量合成有机物，储存能量分解有机物、释放能量分解有机物、释放能量主要是叶绿体主要是叶绿体细胞质基质和线粒体细胞质基质和线粒体只在光下进行只在光下进行时刻都在进行时刻都在进行2.2.光合作用与有氧呼吸的联系：光合作用与有氧呼吸的联系：物物质质方方面面能能量量方方面面(3)(3)气体交换模式图分析：气体交换模式图分析：【高考警示】【高考警示】对于光合作用与细胞呼吸两个误区：对于光合作用与细胞呼吸两个误区：误区一：误区一：误以

27、为白天植物只进行光合作用。细胞呼吸无论误以为白天植物只进行光合作用。细胞呼吸无论是在有光还是无光条件下，都会一直进行，即使在进行光是在有光还是无光条件下，都会一直进行，即使在进行光合作用时，细胞呼吸也没有停止。合作用时，细胞呼吸也没有停止。误区二：误区二：误以为光合作用与细胞呼吸是两个独立的过程。误以为光合作用与细胞呼吸是两个独立的过程。光合作用积累的有机物被细胞呼吸利用，储存的能量通过光合作用积累的有机物被细胞呼吸利用，储存的能量通过细胞呼吸释放出来，细胞呼吸产生的细胞呼吸释放出来，细胞呼吸产生的COCO2 2等物质可以被光等物质可以被光合作用利用。合作用利用。化能合成作用化能合成作用 自然

28、界中的某些细菌，能够利用环境中的自然界中的某些细菌，能够利用环境中的某些某些无机物氧化分解时所释放的能量无机物氧化分解时所释放的能量来制造有来制造有机物，这种合成作用称化能合成作用。机物，这种合成作用称化能合成作用。 2NH2NH3 3 + 3O+ 3O2 2 硝化硝化细菌细菌2HNO2HNO2 2 + 2H+ 2H2 2O + O + 能量能量2HNO2HNO2 2 + O+ O2 2硝化硝化细菌细菌2HNO2HNO3 3 + + 能量能量COCO2 2 + H+ H2 2O O 酶酶（CHCH2 2O O ）+ O+ O2 2【考题回访】【考题回访】1.(20141.(2014天津天津) )关于细胞中糖类合成与分解过程，正确的是关于细胞中糖类合成与分解过程，正确的是( )( )(CH(CH2 2O)+OO)+O2 2 CO CO2 2+H+H2 2O+O+能量能量A.A.过程过程只在线粒体中进行，过程只在线粒体中进行，过程只在叶绿体中进行只在叶绿体中进行B.B.过程过程产生的能量全部储存在产生的能量全部储存在ATPATP中中C.C.过程过程产生的产生的(CH(CH2 2O)O)中的氧全部来自中的