必修一42光合作用

1、20092010学年度大许中学高一生物教学案第二节光合作用（2）一、教学目标1 .掌握光合作用的过程、意义分析影响光合作用的因素及其在农业生产中的意义二、课前预习：认真阅读教材，完成下列问题：光合作用的过程十分复杂，包括一系列化学反应。根据是否需要光能，这些化学反应可以概括地分为 和 两个阶段。光合作用第一个阶段中的反应，必须才能进行，这个阶段叫做。此阶段的化学反应是在 上进行的。叶绿体中 吸收的光能，有两方面用途：一是将水分解成 和，直接以分子的形式释放出去，则被传递到叶绿体内的中，作为活泼的，参与 应；二是在有 的催化作用下，促成ADP形成。这样，光能就转变成储存在 中的化学能。光合作用第

2、二个阶段中的化学反应，在 的条件下都可以进行，这个阶段叫做。这阶段的化学反应是在叶绿体内的 中进行的。 在暗反应阶段中，绿叶通过气孔从外界吸收进来的二氧化碳，不能直接被 还原。它必须首先与植物体内的 结合，这个过程叫做。一个二氧化碳分子被一个 分子固定以后，很快形成两个 分子。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受 释放的能量并且被 还原并逐步形成等物质。随后，另一些三碳化合物经过一系列的化学变化，又形成，从而使 阶段的化学反应持续地进行下去。绿色植物通过吸收 将 和 合成 并释放，同时将光能转化为储存在 中，这一过程称为。用总反应式表示为。 影响光合作用的环境因素有哪些？ 在农业生产中主要通过

3、增加，延长和增强等途径提高光能利用率。1.光反应，暗反应，在有光的条件，光反应，叶绿体的类囊体薄膜2.叶绿素，氧（O2），H，氧（O2），H，基质，还原剂，暗，酶，ATP, ATP和H3.有光和无光，暗反应，基质4. H，C5 （一种五碳化合物），二氧化碳的固定，C5 （一种五碳化合物），C3 （一种三碳化合物）， ATP, H，糖类，C5 （一种五碳化合物），暗反应5.叶绿体，光能，二氧化碳，水，有机物，氧气，糖类和其他有机物，光合作用， 光能三02重难叶绿突破CH2O） +O2 6.光照强度，二氧化碳浓度，温度等；光照面积，光照时间，光合作用效率考点1.光合作用的光合作用的大致过程可以分为

4、光反应和暗反应两个阶段。光反应与暗反应的区别和联系 如下表：比较项目炫应暗反应区别叶绿体囊状结构的薄膜上叶绿体内的基质中色素、光、酵、水多种酶、C02、ATP、H反应时间短促，以微秒计较缓慢反应产物H、02、ATP有机物、GHqADPPe反应性质光化学反应姗反应与光的关系必须在光下进行与光无直接关系，在光下和暗处都可进行与温度的关系与温度无直接关系温度影响酶活性，关系密切物质变化2H2O-i4H +02 t ADP + Pi ATP(Dco2 固定:co? +G 2GG还原：2C,(耳(CH2O )ATP ADP+Pi能量变化光能一电 一活跃化学能ATP中活跃化学能一糖类等有机物中稳定的化学能

5、实质光能转变为化学能,并放出02同化CO?形成(CH.O)联系反应为暗反应提供H和能量ATP暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料【填表】光合作用中突然改变条件对某些物质的影响改变条件【H】的含量ATP的含量C3的含量C5的含量突然停止光照降低降低增加降低突然增加光照增加增加降低增加突然停止CO2供应增加增加降低增加突然增加CO2供应降低降低增加降低例题如图为光反应、暗反应联系示意图，据图 回答下列问题：填出图中字母所表示的物质：a O2b ATP， c H ，d CO2如小麦在适宜条件下栽培，突然将d降至极低水平，则小麦叶片中的三碳化合物含量会突然减少， 其原因是CO2固定减弱，

6、；若降低d的同时，又停止光照，则不会出现上述现象，其原因是C3还原也减弱若对某植物作如下处理：(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是(B )甲多于乙B.甲少于乙 C,甲和乙相等D.无法确定(4)某科学家用2H标记的H2O追踪光合作用中H的转移，最可能的途径是(A )A. AO 一回一 C6H12QB. AO回一 C5C6H12QC. AO 一回一 C3 - C6H12QD. AeTsTTGKQ解析：此图表示光合作用过程中的光反应与暗反应的主要变化及其相互联系，由光合 作用整个过程可知，a表示O2

7、、b表示ATP、c表示H、d表示CO2；光反应为暗反应提供 了 b和c，即ATP和H；如小麦在适宜条件下栽培，突然将d降至极低水平，则小麦叶片 中的三碳化合物含量会突然减少，其原因是缺少形成三碳化合物的原料CO2。若降低d的 同时，又停止光照，则不会出现上述现象，其原因是CO2减少，固定过程受阻，三碳化合 物合成减少，同时又由于光照停止，光反应产生的H和ATP减少，使还原过程也受阻，这 样三碳化合物的含量就相对稳定。甲、乙两种情况下光反应时间相等，产生几乎相等的H 和ATP,这些物质除用于光反应时间的暗反应外，还能维持无光时的一段时间的暗反应，即 甲的暗反应为10分钟。而乙的暗反应要大于10分

8、钟，注意此题问的是制造的有机物总量， 而不是积累的有机物总量，故不必考虑呼吸作用。在光合作用过程中：h2o-光反应(光解)-H-暗反应（还原）一C6H2O6，故最可能的途径应是A项。本题常见的错误是选B或 D项，其原因是没有注意C5的作用是固定CO2。答案：（1）02 ATP H CO2 （2）CO2 固定减弱，C3 还原也减弱（3）B（4） A。【变式训练1】.（2009年苏州模拟）将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的条件下， 如果将环境中的C02含量突然降至极低水平，此时，叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物 和ATP含量变化情况依次是（C ）。上升 下降 上升B.下降 上升 下降C.下降

9、上升 上升D.上升 下降 下降解析根据暗反应的过程，综合来路和去路推测当C02突然降到极低水平时各化合物 含量变化情况：C3的生成途径减少，而C3的去路仍然正常，总的结果应是下降。随着C3 的下降，ATPH的使用在下降，但光照没有改变，即ATPH的来路正常，故ATP含量上升， 而C5的来路正常，去路应是C02减少，使C5上升。【答案】.CA.C-d 段（X），b-C 段（Y）B.de 段（X），de 段（Y）物质的的【变式训练2】.下图所示某阳生植物细胞在夏季晴天某一天内的 光合作用过程中C3、C5化合物的数量变化。若第二天中午天气由 光照强烈转向阴天时，叶绿体中C3含量的变化、C5含量的变化

10、分 别相当于曲线中的（B 3）5C.d-e 段（Y），C-d 段（X） D.b-C 段（Y），b-C 段（X）考点2.影响光合作用的环境因素：1.光对光合作用的影响：图像（如下图）总光合作用净光合作用光照强度，一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一在黑暗中呼吸所放出的CO2量关键点的含乂：A点光照强度为0，此时只进行呼吸作用，释放CO2量，表明此时呼吸强度。AB段表明随光照强度加强，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；到B点时，呼吸作用释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度：呼吸 作用强度，称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

11、长）。 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 为光合作用的饱和点。应用：阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，如上图虚线所示。间作套种时农作物 的种类搭配、林带树种的配置、合理采伐、冬季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关。 2.温度对光合作用的影响：植物净光合作用的最适温度不一定就是植物体内酶的最适温度普（如图）。温度对光合作用的影响主要影响光合作用的暗反应过程， |/对光反应的影响较小。_ A/ . , , C，图像（如图） 1 2 *）40 50温度/c关键点含乂光合作用是由酶催化下进行的，温度直接影响酶的活性。一般植物在1035C下正常 进行光合

12、作用，其中AB段（1035C），随温度的升高而逐渐加强，B点（35C）以上光合酶 活性下降，光合作用开始下降，4050C光合作用完全停止。应用：冬天，温室栽培可适当提高温度；夏天，温室栽培又可适当降低温度。白天 调到光合作用最适温度，以提高光合作用；晚上适当降低温室的温度，以降低呼吸作用，保 证植物有机物的积累。C02浓度对光合作用的影响：C02是植物进行光合作用的原料，只有当环境中的C02达到一定浓度时，植物才能进 行光合作用。植物能够进行光合作用的最低C02浓度称为C02的补偿点，即在此C02浓度 条件下，植物通过光合作用吸收的C02与植物呼吸作用释放的C02相等。环境中的C02低 于这一

13、浓度，植物的光合作用就会低于呼吸作用，消耗大于积累，长期如此植物会死亡。一 般来说。在一定的范围内，植物光合作用的强度随C02浓度的增加而增加，但达到一定浓 度后，光合作用强度就不再增加或增加很少，这时的C02 浓度称为C02的饱和点。如C02浓度过高，光合作用不但 不会增加，反而要下降，甚至引起植物C02中毒而影响植物 正常的生长发育。如下图所示。应用：“正其行，通其风”，温室内充co2，即为提高 CO2浓度、增加产量。光合作用速率与多因子影响的关系图像（如下图）光合速率强强强光光光高中低光照强度光合作用强度匚孕度（口，口物）3亢 浓度0.04Z ）叫给关键点的含乂P点时，限制光合速率的因素

14、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，增加光合酶的活性， 提高光合速率，也可同时适当充加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。总之，可根据具体情况，通过增加光照强度，调节 温度或增加CO2浓度来充分提高光合速率，以达到增产的目的。【例题】.（09年江苏模拟）科学家研究CO2 浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度 的影响，得到实验结果如下图。请据图判断

15、下列 叙述不正确的是（D ） .光照强度为a时，造成曲线II和III光合作 用强度差异的原因是co2浓度不同光照强度为b时，透成曲线I和I光合作用强度羞异的原因是温度度不同光照强度为ab，曲线I、II光合作用强度随光照强度升高而升高光照强度为ac,曲线1、111光合作用强度随光照强度升高而升高【解析】：由题目中坐标曲线图信息可知，光照强度为ac时，曲线I光合作用强度随光 照强度升高而升高，而曲线III在光照强度为b之前，光合作用强度已达最大值，因此D错 误。光照强度为a时，曲线II和I的变量是CO2浓度，因此其差异是由CO2农度造成的。 同理可知，造成曲线I和II差异的原因是温度，光照强度为a

16、b时，限制曲线I和11光合 作用强度的主要因素是光照强度，因此会随光照强度升高而升高。【答案】：D。【变式训练1】：(2009年江苏省南京市模拟)下列曲线图均表示光合作用与某些影 响因素的关系。在下列各选项中，不正确的是(D )图中的X因素可表示CO2浓度，植物在较强光照时的a点值一般要比在较弱光照时 的低图中，阴生植物的b点值一般比阳生植物的低图中Z因素(Z3Z2Z1)可以表示CO2浓度，当光照强度小于c值时，限制光合 速率增加的主要因素是光照强度图中Y因素最有可能代表光照强度【解析】：图中Y因素最有可能代表温度，而不是光照强度；光照强度增加到一定程度 时，光合速率不再增加，但是不会下降。【变式训练2】.请根据下图所给信息回答问题：温度w在弱光下和充 足的CO211是给予适宜的温度 和充足的co2in中给予适当的光照 和充足的co2通过I图