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文档简介

第4节

能量之源——光与光合作用二光合作用的原理与应用光合作用:绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放氧气的过程。什么叫光合作用?一、光合作用的探究历程实验前实验后变化土壤干重90.800kg90.743kg柳树2.25kg76.70kg海尔蒙特的结论:建造植物体的原料是水分+74.75kg-0.057kg五年后柳树长大干燥土壤90.8kg小柳树2.25kg只用雨水浇灌1648年海尔蒙特(比利时)实验土壤烘干后称重你认为柳树重量增加的原因是什么?1771年普利斯特利(英国)的实验普利斯特利的结论:植物可以更新空气1779年英格豪斯(荷兰)的实验植物体只有在光下才能更新空气;植物体只有绿叶才能更新空气。黑暗处理一昼夜1864年德国萨克斯实验让一片叶片一半曝光一半遮光酒精隔水加热酒精水证明绿叶在光下制造了淀粉滴加碘液后或用碘蒸气处理这片叶,发现曝光的一半呈深蓝色,遮光的一半则没有颜色变化。目的:使叶片含有的叶绿素溶解到酒精中目的:消耗掉叶片内的营养物质曝光为实验组20世纪30年代(美国)鲁宾与卡门实验第一组第二组探究光合作用产生的氧来自于H2O还是CO2H2180C02H20C18O2第二组180202结论:光合作用释放的氧气来自于水。光照射下的小球藻悬液20世纪40年代卡尔文(美国)用14C标记的14CO2,供小球藻光合作用,然后追踪检测其放射性,最终探明CO2在光合作用中转化成有机碳的途径,这一途径称卡尔文循环。产物:淀粉条件:光光合作用发现小结:1771年,英国普利斯特利原料:水1880年,美国恩格尔曼20世纪30年代,美国鲁宾与卡门1864年,德国萨克斯1664年,比利时海尔蒙特原料和产物:更新空气(二氧化碳和氧气)产物氧来自于水场所:叶绿体条件:光CO2+H2O光能C6H12O6+O2叶绿体反应物产物条件场所光合作用的过程叶绿体中的色素供氢酶供能还原多种酶参加催化(CH2O)ADP+Pi酶ATP2C3C5固定CO2H2OO2水在光下分解[H]光反应过程暗反应过程光能类囊体的薄膜上叶绿体基质中光反应暗反应条件场所物质变化能量变化产物原料速度联系

光、色素、酶[H]、ATP、多种酶类囊体的薄膜上(基粒)叶绿体基质1.水的光解1.CO2的固定2.ATP的合成2.C3的还原

3.ATP的水解光能→ATP中活跃ATP中活跃的化学能→的化学能有机物中稳定的化学能ATP、[H]、O2(CH2O)、ADP、Pi等H2OCO2快较缓慢光反应为暗反应提供了[H]和ATP,暗反应为光反应提供ADP、Pi,光反应和暗反应是一个整体。在光合作用中元素的转移途径C:H:O:CO2→C3→(CH2O)H2O→[H]→(CH2O)H2O→O2CO2→C3→(CH2O)光合作用的总反应式(CH2O)+O2CO2+H2O光能叶绿体代表糖类光合作用的实质:能量转化:无机物(CO2和水)有机物物质转化:光能ATP中活跃的化学能光反应暗反应有机物中稳定的化学能环境因素对物质含量的影响条

件C3C5[H]和ATPCO2浓度不变,停止光照CO2浓度不变,突然光照光照不变,增加CO2浓度光照不变,降低CO2浓度增加减少减少减少增加增加增加减少减少减少增加增加(04全国I)离体的叶绿体在光照下进行稳定光合作用时,如果突然中断C02气体的供应,短暂时间内叶绿体中C3化合物与C5化合物相对含量的变化是A.C3化合物增多、C5化合物减少B.C3化合物增多、C5化合物增多C.C3化合物减少、C5化合物增多D.C3化合物减少、C5化合物减少C[H]、ATP增多一盆绿色植物在阳光下进行稳定光合作用时,如果突然将其搬到室内黑暗环境下,短暂时间内叶绿体中C3化合物与C5化合物相对含量的变化是A.C3化合物增多、C5化合物减少B.C3化合物增多、C5化合物增多C.C3化合物减少、C5化合物增多D.C3化合物减少、C5化合物减少A[H]、ATP减少在正常条件下,进行光合作用的某植物,当突然改变某条件后,即发现其叶肉细胞内,五碳化合物的含量突然上升,则改变的条件是()A、停止光照B、停止光照并且升高CO2浓度C、升高CO2浓度D、降低CO2浓度D右图表示将某植物放在不同浓度CO2环境条件下,其光合速率受光照强度影响的变化曲线。e点与d点相比较,e点时叶肉细胞中C3的含量;e点与f点相比较,e点时叶肉细胞中C3的含量变化情况是

A.低、高

B.低、基本一致

C.高、高

D.高、基本一致

A光反应暗反应条件场所物质变化能量变化产物原料速度联系

光、色素、酶[H]、ATP、多种酶类囊体的薄膜上(基粒)叶绿体基质1.水的光解1.CO2的固定2.ATP的合成2.C3的还原

3.ATP的水解光能→ATP中活跃ATP中活跃的化学能→的化学能有机物中稳定的化学能ATP、[H]、O2(CH2O)、ADP、Pi等H2OCO2快较缓慢光反应为暗反应提供了[H]和ATP,暗反应为光反应提供ADP、Pi,光反应和暗反应是一个整体。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、乙两种情况下植株所制造的有机物总量是()A.甲多于乙 B.甲少于乙 C.甲和乙相等 D.无法确定B用两株同样的绿色植物做实验,给其中的一株以连续光照,给另一株一定频率的间歇光照,经过一段时间后,测得光合作用产物的数量相同。分析原因是()A、暗反应中酶的数量有限B、间歇光即能维持细胞内有足够的ATP和[H]C、间歇光照时,酶的活性高D、A和B两项均正确D影响光合作用强度的因素及相关原理在生产实践中的应用

(一)光合作用强度表示方法:植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。植物在单位时间内通过光合作用产生的O2的数量。植物在单位时间内通过光合作用固定CO2的数量。光合作用强度可以用多种指标表示,以下不适合的是A.植物体鲜重增加量B.植物体干重增加量C.O2释放量D.CO2吸收量A光合作用强度指标①CO2

的吸收量②O2的释放量③有机物的合成量④光合速率(二)影响光合作用强度的因素及应用:1.内部因素植物种类不同同一植物在不同的生长发育阶段同一植物在不同部位的叶片(叶龄)OA段:AB段:BC段:幼叶,随幼叶的不断生长,叶面积不断增大,叶绿体不断增多,叶绿素含量不断增加,光合速率不断提高

壮叶,叶片面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态,光合速率也基本稳定。老叶,随着叶龄的增加,叶片内叶绿素被破坏,光合速率也随之下降。应用:栽培作物培养时适当摘除老叶和发黄的叶,可降低有机物消耗。二、内部因素(一)叶的发育和结构1.叶龄

新长出的嫩叶,光合速率很低。其主要原因有:(1)叶组织发育未健全,气孔尚未完全形成或开度小,细胞间隙小,叶肉细胞与外界气体交换速率低;(2)叶绿体小,片层结构不发达,光合色素含量低,捕光能力弱;(3)光合酶,尤其是Rubisco的含量与活性低;(4)幼叶的呼吸作用旺盛,因而使表观光合速率降低。温度pH强度波长浇水Mg2+施肥空气中的浓度哪些外界因素会影响光合作用的进行施肥2.外部因素光(光强、光质)、温度、CO2浓度、矿质元素、水等①光照强度光合速率0光强光饱和现象A光饱和点阳生植物B阴生植物应用:阳生植物应放在向阳处;阴生植物应放在隐蔽的环境中;大棚作物阴天需补光;植物不能种植过密。光质(光的波长)对应练习:如遇连阴天,温室需补光,选用

光最有效蔬菜大棚的塑料薄膜最好用

的红(蓝紫)无色透明从海的不同深度采集到4种类型的浮游植物(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ),测定了每种类型的光合作用,如下图所示。在最深处采集到的是哪种类型的浮游植物?光照强度光合速率ⅠⅡⅢⅣ光合速率0CO2浓度A②CO2浓度A点:进行光合作用所需CO2的最低浓度。BCO2饱和点思考:

1)在温度适宜、CO2含量超过B点对应的浓度的条件下,如何进一步提高光合效率?

2)若光照充足、温度适宜,造成B点的原因是什么?应用:农作物增产措施温室栽培,晴天适当增加CO2浓度合理密植使农田通风良好,“正其行,通其风”

施有机肥(农家肥)施用干冰CO2发生器③温度→酶活性1)温度2)温度是影响气孔开闭的因素之一→光合作用强度应用:农作物增产措施a适时播种:b温室栽培:盛夏的中午,温度高,气孔大多关闭,植物因为缺少CO2而光合作用强度下降。Ⅰ晴天:白天适当升温,晚上适当降温以保持较高的昼夜温差Ⅱ连续阴雨天:白天和晚上均降温“午休”现象④H2O植物缺水时会引起植物叶片气孔关闭,植物因为CO2不足而光合作用强度下降。⑤矿质元素作为反应物对光合作用的影响较小。N:P:Mg:光合作用有关的酶、ATP、叶绿素、类囊体膜的构成叶绿素的重要组分维持叶绿体膜的结构和功能应用:合理施肥,适时灌溉。多因子对光合作用速率的影响P点:Q点:限制光合速率的因素为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

横坐标所表示的因素,不再是影响光合速率的因子,若要提高光合速率,可采取适当提高图示中的其他因子的方法考题1:下图甲、乙、丙分别表示几个环境因素对小麦光合作用速率的影响,除各图中所示因素外,其他因素均控制在适中范围。下列分析不正确的是A.甲图P点限制小麦光合作用速率的因素为光照强度B.乙图Q点在高CO2浓度下要进一步提高小麦光合作用速率,可适当调节环境温度C.丙图Q点之后3条曲线的走势是都会随着温度升高而呈逐渐下降趋势D.干旱初期,小麦光合作用速率下降的主要原因可以用甲图来说明甲乙丙D唐山一中考题2:下图示某植物光合作用速度与环境因素之间的关系,据图分析,下列不正确的是A.甲图表示在光线弱的情况下,光合作用速率受光强度的限制B.甲图可见,强光照下因光反应阶段受到限制光合作用速率不再增加B唐山一中D.乙图出现CD段的原因是温度过高影响光合作用有关的酶的活性C.乙图中C点表示光照强度为甲图的B时,植物光合作用的最适温度考题3:

①~④曲线图均表示光合作用与某些影响因素的关系。下列各选项中,不正确的表述是(

)A.①图中的X因素可表示CO2浓度,C4植物的a点值一般要比C3植物的低

B.③图中,阴生植物的b点值一般比阳生植物的低。若其他条件适宜,光照强度小于b(大于零)时也能进行光合作用

C.④图中,Z因素(Z3>Z2>Z1)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

D.四个图中,能反映光合作用受温度影响的曲线图只有②图D唐山一中提高农作物产量的方法(4)降低有机物消耗,增加有机物积累量(1)提高光合作用强度(2)增加光合作用面积——合理密植(3)延长光合作用时间应用:间作(套种)应用:一年一熟改为一年两熟或三熟等光合作用和细胞呼吸

植物气体代谢特点只有呼吸作用呼吸作用>光合作用1.黑暗:2.很弱光照:3.一定光照:4.较强光照:呼吸作用=光合作用呼吸作用<光合作用CO2吸收量OCO2释放量光照强度···ABC在黑暗中呼吸所放出的CO2光补偿点光饱和点净光合量

总光合量阳生植物阴生植物ABCDD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与呼吸作用的影响(其余的实验条件都是理想的),实验以C02的吸收量与释放量为指标。下列对该表数据分析正确的是A.昼夜不停地光照,温度在35℃时该植物不能生长B.昼夜不停地光照,该植物生长的最适宜温度是30℃C.每天交替进行12小时光照、12小时黑暗,温度均保持在20℃的条件下,该植物积累的有机物最多D.每天交替进行12小时光照、12小时黑暗,温度在30℃时,该植物积累的有机物是温度在10℃时的2倍C净光合与总光合(07山东)以CO2吸收量与释放量为指标,研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响。下列正确的是A.光照相同时间,35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等B.光照相同时间,在20℃条件下植物积累的有机物的量最多C.温度高于25℃时,光合作用制造的有机物的量开始减少D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等A若上图示植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃,该曲线表示该植物在25℃时光合作用强度与光照强度的关系。若将温度提高到30℃的条件下(原光照强度和CO2浓度不变),理论上图中相应点的移动分别是:c点

(填“上移”、“下移”或“不移”);a点

(填“左移”、“右移”或“不动”);f点

(填“上移”、“下移”或“不动”)。下移右移下移温度改变时,光补偿点和光饱和点的变化3.(06四川)将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室,调节小室CO2浓度,在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度(以CO2吸收速率表示),测定结果如下图。下列相关叙述,正确的是A.如果光照强度适当降低,a点左移,b点左移B.如果光照强度适当降低,a点左移,b点右移C.如果光照强度适当增加,a点右移,b点右移D.如果光照强度适当增加,a点左移,b点右移D小结:一般来说,改变条件,利于光合作用的进行时,光补偿点和CO2补偿点要左移,光饱和点和CO2饱和点要右移光合作用的日变化典型题:下图表示的是一昼夜北方某作物植株CO2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。对两图的相关原因分析不正确的是A.甲图中有机物积累最多的是G点,两图中B点植物干重均低于A点时的干重B.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,适当提高温度可增加OA的绝对值C.两图中DE时间段叶绿体中三碳化合物含量均大大减少D.甲图中E点与G点相比,叶绿体中的ATP含量较多C请你预期一天内大棚中CO2浓度变化的最可能情况是图中哪条曲线所示变式:时间时间A下列有关说法不正确的是A.H点CO2浓度最低,说明此时植物积累有机物最多B.BC段较AB段CO2浓度增加减慢,是因为低温使植物呼吸作用减弱C.FG段CO2浓度下降不明显,是因为气孔关闭,叶片对CO2的吸收减少D.CO2浓度下降从DE段开始,说明植物进行光合作用是从D点开始的典型题:D夏季,在晴天、阴天、多云、高温干旱四种天气条件下,猕猴桃的净光合作用强度(实际光合速率与呼吸速率之差)变化曲线不同,表示晴天的曲线图是B下图示某植物光合作用速率与环境因素之间的关系。据图回答:(1)甲图在光线弱的情况下,光合作用速率随

的增加,成正比例增加。这种情况下,可以认为此时主要影响的是光合作用过程的

阶段。光照强度光反应(2)从甲图可见,在光照超过某一强度时,光合作用的速率不再增加,具有稳定发展的趋势,这种变化主要决定于

,此时主要是光合作用的

阶段受到限制。下图示某植物光合作用速率与环境因素之间的关系。据图回答:温度的高低暗反应下图示某植物光合作用速率与环境因素之间的关系。据图回答:(3)乙图中C点表示植物生长的

。出现CD段的原因是

。(4)在甲图中绘制温度50℃的条件下,植物光合作用速率变化的曲线。

高温破坏酶的分子结构,酶活性降低,光合作用速率降低。最适温度下图示某植物光合作用速率与环境因素之间的关系。据图回答:(5)根据甲图,在乙图中绘制光照强度为A时,不同温度下光合作用速率变化的曲线。(6)限制光合作用速率的环境因素,此外还有

等。CO2浓度矿质元素的供应

甲、乙、丙三图分别表示几个环境因素对小麦光合作用速率的影响,除各图中所示因素外,其他因素均控制在适中范围。请据图回答以下问题::(1)甲图P点之前,限制小麦光合作用速率的因素为

;乙图Q点,高CO2浓度条件下,若要进一步提高小麦光合作用速率,可尝试采取的措施是

.

光照强度适当升温

甲、乙、丙三图分别表示几个环境因素对小麦光合作用速率的影响,除各图中所示因素外,其他因素均控制在适中范围。请据图回答以下问题:预计丙图Q点之后三条曲线的走势为

。三条曲线都会随着温度升高而呈逐渐下降趋势(2)干旱初期,小麦光合作用速率下降的主要原因可以用()图来说明,其具体解释是:

(3)除上述因素外,

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