光合作用2（碳反应、影响因素及拓展（C4、光呼吸）） 【知识精讲+高效课堂】高考生物一轮复习课件

第12讲

光合作用2

碳反应、影响因素

及拓展（C4、光呼吸）①向藻类细胞光合作用的原料中加入14CO2②连续60s取样，将藻类细胞置于热酒精中③分离溶解物中的分子（双向纸层析法）④进行放射性显影，以确定放射性的部位5s取样时产生的放射性物质60s取样时产生的放射性物质再溶解，化学分析，表明是3-磷酸甘油酸（C3）实验过程实验结果

依次出现的放射性物质代表了碳反应过程中各种产物依次出现的顺序6碳反应研究——卡尔文循环思考：

为什么要换层析液？思考：

为探究哪一种物质与CO2结合生成C3，如何设计实验？相对含量时间/s1%

CO20.003%

CO23-磷酸甘油酸（C3）苹果酸（C4）乙醇酸（C2）RuBP（C5）X＋CO2→C36碳反应过程6.1场所：叶绿体基质（提供酶、原料等）6.2物质变化6.3能量变化CO2的固定：C3酸的还原：CO2＋C5→2C3

酶2C3＋ATP＋NADPH→3-磷酸甘油醛酶ATP和NADPH中的化学能转变为糖类等稳定化合物中的化学能卡尔文循环6三碳酸3五碳糖（RuBP）

3二氧化碳6三碳糖5三碳糖RuBP的再生：5C3→3C5

酶光反应与碳反应的区别和联系项目光反应碳反应区别条件光、色素、酶ATP、NADPH、CO2、多种酶场所类囊体薄膜叶绿体基质物质变化水的光解、ATP和NADPH的合成CO2的固定、C3的还原能量转化光能→ATP和NADPH中的化学能ATP和NADPH中的化学能→稳定化合物（CH2O）中的化学能联系①物质联系：光反应为暗反应提供NADPH和ATP，暗反应为光反应提供NADP+、ADP和Pi。②能量关系：光反应产生的ATP和NADPH中的化学能转化为碳反应中储存在糖类等有机物中的化学能。总之，光反应是碳反应所需物质和能量的准备阶段，碳反应是光反应的继续，是物质和能量转化的完成阶段。卡尔文循环模拟题提示2：

3-磷酸甘油醛（三碳糖）的去路：大部分（5/6）用于五碳糖的再生；出循环的三碳糖（1/6）可以在叶绿体中合成淀粉，大部分

运出叶绿体在细胞溶胶中合成蔗糖。（稳定条件下）模拟题提示1：

模拟题（包括教师用书）将ATP和NADPH中的化学能称为不稳定的化学能，实际上应该指ATP和NADPH这样的不稳定化合物中的化学能。物质才有稳定/不稳定之分，能量没有。模拟题提示3：

条件改变，如光照强度减弱或CO2浓度下降后，叶绿体内的C5、C3酸、NADPH和ATP的含量（速率）变化。注意：短时间与长时间；含量与速率6三碳糖5三碳糖1三碳糖P104图3-247环境因素对光合作用强度的影响7.1

光合作用强度是指植物单位叶面积、单位时间内通过光合作用制造糖类（有机物）的量。7.2

净光合速率与光合速率（速率要强调单位面积）净光合速率

＝

总光合速率-呼吸速率

生产中关注净光合作用

气孔既是蒸腾作用时水分子运出细胞的通道，也是CO2进入植物叶片的通道。7.3光合作用强度的影响因素7.4探究环境因素对光合作用的影响（P105-106）思考：

①据图示该实验的因变量可能是什么？②浙科版实验所提供材料可以探究哪些因素？③若在聚光灯和反应室之间添加盛水的玻璃柱，可能的原因是什么？人教版装置示意图及部分材料（2006高考理综T30）为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗，请用所提供的实验材料与用具，在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上，继续完成实验步骤的设计和预测实验结果，并对你的预测结果进行分析。实验材料与用具：烟草幼苗、试管两支、蒸馏水、NaHCO3稀溶液(为光合作用提供原料)、真空泵、暗培养箱、日光灯(实验过程中光照和温度等条件适宜，空气中O2和CO2,在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计)。实验步骤和预测实验结果：(1)剪取两小块相同的烟草叶片，分别放入盛有等量蒸馏水和NaHCO3洗溶液的两支试管中。此时，叶片均浮在液面上。(2)用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体后，敞开试管口，可观察到叶片均下沉到试管底部。(3)......分析预测的结果:dacb光照强度M高CO2浓度低CO2浓度7.5多因素对光合作用强度的影响（光照强度与CO2浓度）思考：

①光饱和点与光补偿点的含义②限制因子的概念③据图总结：条件改变光饱和点与光补偿点的移动规律fg拓展知识3

C4植物、CAM途径与光呼吸C4植物，往往生活在炎热、干旱地区，其气孔开度小，胞间CO2浓度低，为了能更有效的利用低浓度的CO2进行光合速率，进化出CO2浓缩机制，可以在维管束鞘细胞中创造较高浓度的CO2水平。提示：

影响气孔开放的因素会影响到二氧化碳供应，因此胞间二氧化碳浓度通常并不等于环境中二氧化碳浓度。实际光合作用直接利用的CO2是细胞内的。CO2H2OO2思考：

如何判断气孔因素是否是影响光合作用的限制因子？叶肉细胞维管束鞘细胞叶肉细胞维管束鞘细胞C3植物C4植物草酰乙酸苹果酸------C4植物CAM途径（景天酸科代谢）黑夜：气孔开放白天：气孔关闭思考：

①黑夜，植物能进行卡尔文循环吗？②白天，植物进行光合作用CO2来源？③白天，降低大气CO2浓度，植物的光合作用怎么变化？④C4途径的植物固定CO2的物质有？RuBP羧化/加氧酶（简称Rubisco）光呼吸RuBP(C5)U2-磷酸乙醇酸C2乙醇酸C23-PGA(C3)3-PGA(C3)甘油酸(C3)卡尔文循环一系列复杂反应（涉及过氧化物酶体，线粒体）CO2

催化RuBP与CO2反应的酶全称为RuBP羧化/加氧酶（简称Rubisco）O2与CO2是竞争关系，当O2浓度高时，催化RuBP与O2结合（保护机制）补充蓝细菌的CO2浓缩机制碳泵2021年天津高考T15蛋白质外壳光合作用光能化学能水的光解ATP碳反应光反应糖类等有