第2课时 光合作用的原理和应用 课件

第2课时光合作用的原理和应用自主学习新知突破1．了解科学家对光合作用的探究过程。2．掌握光合作用光反应、暗反应过程及相互关系。3．理解影响光合作用强度的环境因素。1．光合作用：是指绿色植物通过________，利用光能，把___________转化成储存能量的有机物，并且释放出_____的过程。光合作用及探究历程叶绿体CO2和水O22．探究历程科学家结论普利斯特利植物可以___________________英格豪斯植物体只有在__________条件下才能更新空气梅耶光合作用时_______转化成________能萨克斯光合作用的产物除____外还有_____鲁宾和卡门光合作用释放的______来自水卡尔文CO2中的C在光合作用中转化为______________更新浑浊的空气阳光照射光能化学O2淀粉O2有机化合物中的碳[思考探讨]

1.萨克斯做实验前，把绿叶在暗处放置几小时，目的是什么？2．鲁宾和卡门运用什么方法证明光合作用释放的O2来自水？提示：1.消耗掉叶片中的营养物质。2．放射性同位素标记法。

(2)实验分析。①缺少空白对照，实验结果说服力不强，应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于玻璃罩内，作为空白对照。②没有认识到光在植物更新空气中的作用，而将空气的更新归因于植物的生长。

(2)实验分析。①设置了自身对照，自变量为光照，因变量是叶片遇碘蒸气后的颜色变化。②实验的关键是饥饿处理，以使叶片中的营养物质消耗掉，增强了实验的说服力。③本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外，还证明了光是光合作用的必要条件。

光合作用的过程CO2＋H2O(CH2O)＋O2

(1)光反应阶段(图Ⅰ)。条件：__________________。场所：叶绿体囊状结构薄膜上。光、色素、酶、H2OATP

(2)暗反应阶段(图Ⅱ)。条件：__________________________。场所：叶绿体的基质中。[H]、ATP、酶(多种)、CO2C5

[思考探讨]

3.水参与哪个阶段？生成于哪个阶段？4．光照下的植物，突然停止光照，植物叶绿体中[H]、ATP、C3、C5含量如何变化？提示：3.水参与光反应阶段，生成于暗反应阶段。4．叶绿体中[H]、ATP含量减少，C3增加，C5减少。1．光合作用过程中元素转移途径2．光反应与暗反应的比较比较项目光反应暗反应能量转化光能→电能→ATP、NADPH中活跃的化学能ATP、NADPH中活跃的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能实质光能转变为化学能，水光解产生O2和[H]同化CO2形成(CH2O)联系①光反应为暗反应提供[H](NADPH)和能量ATP②暗反应产生的ADP和Pi、NADP＋为光反应合成ATP、NADPH提供原料1．光合作用强度(1)概念：植物在单位时间内通过光合作用制造______的量。(2)表示方法：测定单位时间内_____固定量、有机物产生量或_____的生成量来定量表示。(3)影响因素：光照强度、______、H2O含量、温度等。光合作用原理的应用糖类CO2O2CO22．化能合成作用(1)概念：某些细菌利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造________的合成作用。(2)实例：硝化细菌能利用_____氧化成HNO2和HNO3时所释放的能量，将CO2和水合成为糖类。有机物NH3

[思考探讨]

5.化能合成作用与光合作用的区别是什么？提示：主要区别是把无机物合成有机物利用的能源不同，化能合成作用是利用无机物氧化分解释放的化学能，光合作用是利用光能。影响光合作用的外界因素及应用(1)光照强度。①曲线分析：A点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放的CO2量表示呼吸速率。B点细胞呼吸释放的CO2量和光合作用吸收的CO2量相等，此时的光照强度称为光补偿点。C点时已经达到了光饱和点，光照强度增加，光合作用强度不再增加。AB段同时进行光合作用和呼吸作用，而且光合作用的强度小于呼吸作用的强度。BC段同时进行光合作用和呼吸作用而且光合作用的强度大于呼吸作用的强度。②应用：阴雨天适当补充光照，及时对大棚除霜消雾。

(2)CO2浓度。①曲线分析：图1和图2都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度增加而增大，但当CO2浓度增加到一定范围后，光合作用速率不再增加。图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点；图2中的A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。图1和图2中的B和B′点都表示CO2饱和点。②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，提高光能利用率。

(3)温度。①曲线分析：温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。②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；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物的积累。[记知识纲要]

4．暗反应阶段在叶绿体基质中进行，CO2首先与植物体内的C5结合，形成两个C3化合物，在有关酶的催化作用下，C3接受ATP释放的能量，并被[H]还原，形成糖类，再生出C5。5．能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，叫做化能合成作用。合作探究课堂互动光合作用的过程

结合图示，分析下列有关高等植物光合作用的叙述，错误的是(

)A．吸收光能的色素分布在类囊体薄膜上B．光反应中光能转化为有机物中的化学能C．图中的“Z”代表[H]D．三碳化合物是在暗反应过程产生的[自主解答]

________解析：叶绿体中的色素均匀分布在类囊体薄膜上，参与光合作用的光反应，A正确；光反应中光能转化为ATP中的化学能，暗反应中ATP中的化学能转化为有机物中的化学能，B错误；光反应为暗反应提供ATP和[H]，在暗反应中，CO2与C5结合产生C3，D正确。答案：B

C3、C5、[H]、ATP的变化光照与CO2浓度变化对植物细胞内C3、C5、[H]、ATP、C6H12O6生成量的影响。当外界因素中光照强弱、CO2浓度骤然变化时，短时间内将直接影响光合作用过程中C3、C5、[H]、ATP及C6H12O6合成量，进而影响叶肉细胞中这些物质的含量，它们的关系归纳如下：

条件C3C5[H]和ATPC6H12O6CO2供应不变，增加光照减少增加增加增加CO2供应不变，停止光照增加减少减少或没有减少或没有停止CO2供应，光照不变减少增加增加减少1．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：分析图解可知，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。答案：B影响光合作用的因素

如图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述，正确的是(

)A．t1→t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多B．t2→t3，暗反应(碳反应)限制光合作用，若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高C．t3→t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果D．t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3化合物还原后的直接产物含量降低[自主解答]

________解析：光合作用中水的光解发生在叶绿体类囊体膜上而不是叶绿体基质中，A错误；图示t2→t3，限制光合作用的主要因素是CO2而不是光照强度，在t2时刻增加光照，光合速率不再提高，B错误；充足光照条件下，在t3时刻补充CO2，虽然光照强度不变，但光合速率的提高是光反应和暗反应均增强的结果，C错误；将充足光照下的植物置于暗处，短时间内叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3还原后的直接产物含量降低，D正确。答案：D

辨清表示实际光合速率、净光合速率、呼吸速率的关键词

O2量CO2量有机物真正光合速率O2产生量、生成量CO2固定量、同化量、消耗量有机物的制造量净(表观)光合速率O2释放量、增加量CO2吸收量、减少量有机物积累量、增加量呼吸速率黑暗中O2吸收量黑暗中CO2释放量有机物减少量2．将一植株放在密闭玻璃罩内，置于室外一昼夜，获得实验结果如图所示。下列有关说法错误的是(

)A．图甲中的光合作用开始于C点之前，结束于F点之后B．到达图乙中的d点时，玻璃罩内的CO2浓度最高C．图甲中的F点对应图乙中的g点D．经过这一昼夜之后，植物体的有机物含量会增加解析：图甲C点和F点时，光合作用强度等于呼吸作用强度；光合作用开始于C点之前，结束于F点之后，A正确。图乙中的d点之前，呼吸作用强度大于光合作用强度，环境中CO2浓度不断升高；d点之后到h点之前，光合作用强度大于呼吸作用强度，环境中CO2浓度不断降低；h点之后，呼吸作用强度大于光合作用强度，环境中CO2浓度又开始不断升高。由此可见，图乙中的d点对应于图甲中的C点，此时，环境中CO2浓度最高，B正确。在图甲中的F点，光合作用强度等于呼吸作用强度，对应图乙中的h点，C错误。根据图甲可直接看出，一昼夜后玻璃罩内CO2浓度降低，植物体的有机物含量会增加，D正确。答案：C高效测评知能提升1．光合作用过程中，ATP的形成和三碳化合物的还原场所分别是(

)A．都在叶绿体类囊体薄膜上B．都在叶绿体基质中C．前者在叶绿体类囊体薄膜上，后者在叶绿体基质中D．前者在叶绿体基质中，后者在叶绿体类囊体薄膜上解析：ATP形成在光反应阶段的叶绿体类囊体薄膜上，C3的还原是在暗反应阶段的叶绿体基质中。答案：C2．某植物叶片不同部位的颜色不同，将该植物在黑暗中放置48h后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。在日光下照光一段时间，去除锡箔纸，用碘染色法处理叶片，观察到叶片有的部位出现蓝色，有的没有出现蓝色。其中，没有出现蓝色的部位是(

)A．a、b和d

B．a、c和eC．c、d和e D．b、c和e解析：绿色植物光合作用合成淀粉，淀粉遇碘变蓝。a侧黄白色，没有叶绿素，不能进行光合作用，b侧有叶绿体和光，能进行光合作用，c、e遮光，不能进行光合作用，d有叶绿素和光，能进行光合作用。答案：B3．下图为高等绿色植物光合作用图解，以下说法正确的是(

)A．①是光合色素，分布在叶绿体和细胞质基质中B．②是O2，可参与有氧呼吸的第三阶段C．③是三碳化合物，能被氧化为(CH2O)D．④是ATP，在叶绿体基质中生成解析：①是光合色素，只分布在叶绿体类囊体薄膜上，A错误；②是O2，可以进入线粒体参与有氧呼吸的第三阶段，B正确；③是C3，被[H]还原成(CH2O)，C错误；④是ATP，是在类囊体薄膜上合成的，D错误。答案：B4．如图为叶绿体的结构与功能示意图，下列说法错误的是(

)A．结构A中的能量变化是光能转变为ATP中的化学能B．供给14CO2，放射性出现的顺序为CO2→C3→甲C．结构A释放的O2可进入线粒体中D．如果突然停止CO2的供应，则短时间内C3的含量将会增加解析：停止CO2的供应，CO2的固定停止，而C3的还原此时仍进行，C3的含量下降。答案：D5．为研究棉花去棉铃(果实)后对叶片光合作用的影响，研究者选取至少具有10个棉铃的植株，去除不同比例棉铃，3天后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉含量。结果如图。(1)光合作用碳(暗)反应利用光反应产生的ATP和________，在________中将CO2转化为三碳化合物，进而形成淀粉和蔗糖。(2)由图1可知，随着去除棉铃百分率的提高，叶片光合速率______。本实验中对照组(空白对照组)植株的CO2固定速率相对值是______。(3)由图2可知，去除棉铃后，植株叶片中____________增加。已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官