新高考生物总复习专题6光合作用教学课件

第1部分分子与细胞专题6光合作用高考

生物新高考专用考点1捕获光能的色素与结构一、实验:绿叶中色素的提取和分离1.

2.实验步骤(1)

知识拓展

CaCO3可与细胞中的有机酸反应,防止研磨中叶绿素被破坏。(2)(3)(4)(5)二、光合色素1.分布:类囊体薄膜。2.功能:吸收、传递、转化光能。类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,叶绿素主要吸收蓝紫光

和红光。新链接

1.叶绿体中的色素(即光合色素)≠液泡中的色素≠光敏色素,光敏色素是一

种接受光信号的分子,能调节植物的生长发育。2.光是影响叶绿素形成的主要因素,如植物一般在黑暗中生长都不能合成叶绿素,叶子

发黄。3.蓝细菌不含叶绿体,但含有藻蓝素和叶绿素,也能进行光合作用。三、捕获光能的结构——叶绿体考点2光合作用的原理一、光合作用的过程

光反应阶段暗反应阶段场所类囊体薄膜叶绿体基质条件需光不需要光物质变化(1)水的光解:2H2O

O2+4H++4e-;

(2)NADPH和ATP的合成:NADP++H++2e-

NADPH(还原型辅酶Ⅱ);ADP+Pi+能量

ATP(1)CO2的固定:CO2+C5

2C3;(2)C3的还原:2C3

(CH2O)+C5能量变化光能

ATP和NADPH中活跃的化学能

(CH2O)中稳定的化学能易混易错

1.C3是指3-磷酸甘油酸,C5是指核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)。2.C3还原消耗的能量不仅来自ATP,还来自NADPH。3.暗反应有光、无光都能进行,若光反应停止,因NADPH和ATP还没有消耗完,暗反应

可继续进行一段时间。二、环境改变时各物质含量的变化分析说明:“↓”表示减少,“↑”表示增加。考点3光合作用的影响因素及应用一、内部因素1.与自身遗传特性有关,如阴生植物、阳生植物;植物的叶绿体数量、色素含量、酶的

数量及活性、叶龄、叶面积指数等会影响光合作用。2.阴生植物的光补偿点(D)和光饱和点(E)都较阳生植物光补偿点(B)和光饱和点(C)低,

间作套种农作物、林间带树种的配置等都可合理利用光能。二、环境因素1.单因子环境因素因素分析应用光照强度

达光饱和点前通过影响光反应ATP和NADPH的产生来制约暗反应,从而影响光合速率温室生产中,适当增强光照强度,

可以提高光合速率,使作物增产CO2浓度

达CO2饱和点前通过影响暗反应阶段C3的生成,影响光合速率农田“正其行,通其风”及温室

大棚增施有机肥均可增大CO2浓

度,提高光合速率温度

通过影响有关酶的活性影响光合速率适时播种;冬季温室栽培白天可

适当提高温度,以提高光合速率水分(1)水是光合作用的原料;(2)缺水时,气孔开度减小,胞间CO2浓度减小根据作物的需水规律合理灌溉矿质元素(1)N、Mg等是合成叶绿素所必需的矿质元素;(2)P参与ATP等的形成根据植物的需求合理施肥易混易错

补偿点和饱和点的移动问题口诀:光合条件若变好,“补偿”“饱和”两边跑;光合条件若变差,“补偿”“饱和”

中间靠。小表达

影响植物气孔开闭的因素有哪些?

答案:气孔是植物进行气体交换的主要结构,有很多因素(如光照、含水量、二氧化碳

浓度、植物激素等)会影响气孔的开闭,从而影响光合作用,但并不是单一的因素影响

气孔开闭,而是不同因素协调作用,如干旱会影响ABA(脱落酸)的合成,从而影响植物

气孔开闭。2.多因子变量

(1)A点前:限制因子主要为光照强度。(2)B点后:光照强度不再是限制因子,光合速率还受温度、CO2浓度等的影响。考点4光合作用与细胞呼吸综合一、物质和能量联系1.物质转变(以光合作用和有氧呼吸为例)2.能量转化二、植物“三率”分析1.“三率”之间的关系:光合速率=净光合速率+呼吸速率。2.根据关键词辨析“三率”总(真正)光合速率净(表观)光合速率呼吸速率“同化”“固定”“消耗”

“叶绿体吸收”的CO2的量“从环境(容器)中吸收”或“环

境(容器)中减少”的CO2的量黑暗中释放的CO2的量“产生”或“制造”的O2的量“释放至容器(环境)中”或“容

器(环境)中增加”的O2的量黑暗中吸收的O2的量“产生”“合成”或“制造”

的有机物的量“积累”“增加”或“净产

生”的有机物的量黑暗中消耗的有机物的量3.相关图示三、光合作用的日变化曲线分析1.自然环境中一昼夜代谢曲线知识归纳

1.a点前后CO2释放量变化的原因是夜间温度变化。2.光合作用开始于c点前(b点),结束于d点后,因光合速率小于呼吸速率,表现为释放CO2。3.A~B:中午气温过高,为减少蒸腾作用,叶片气孔部分关闭,CO2吸收减少,光合作用强

度减弱,称光合午休。4.曲线在第一象限与横轴围成的图形面积减去曲线在第四象限与横轴围成的图形面

积即一昼夜有机物的积累量,该值大于0时植物表现为生长。

2.密闭的环境中,一昼夜代谢曲线分析知识归纳

提高大棚内农作物产量的途径途径具体方法和注意事项延长光照时间夜间适当补充光照:最好选择日光灯间隔照射,时间不能太长,保证经济效益增大光合面积合理密植:种植距离要适度,避免植物相互遮光造成减产间作套种:要选择合适的两种(或多种)作物,减少竞争导致的减产提高光合速率提高CO2浓度:如适当通风、施用农家肥合理施肥:如农家肥和化肥配合使用,还要避免施肥过度造成“烧苗”提高净光合速率适当增大昼夜温差:白天适当升温;夜间适当降温,增加有机物的积累量光合作用的过程深挖教材(1)光反应:叶绿体中光合色素吸收的光能,一方面将水分解为氧和

,氧直接以

氧分子的形式释放出去,同时被叶绿体夺去两个

,其经过一系列传递可用于

。另一方面在酶的催化作用下,提供能量促使

(必修1P103)(2021重庆,6,2分)。(2)暗反应:①CO2的固定:CO2在Rubisco的作用下,与

结合形成两个

(2021广东,12,2分)。H+电子NADP+与H+结合形成NADPHADP与Pi反应形成ATPC5[核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)]C3(3-磷酸甘油酸)②C3的还原:C3接受

释放的能量,并且被

还原生成3-磷酸甘

油醛,随后经过一系列的反应转化为糖类(2023湖南,17,12分)(2022重庆,23,14分)。③C5的再生:一些3-磷酸甘油醛经过一系列变化,又形成C5,这些C5可以参与

(必修1P104)(2023湖南,17,12分)(2021广东,12,2分)(2020天津,5,4分)。(3)光合作用的产物有一部分是淀粉,还有一部分是

,后者可以进入

,

再通过韧皮部运输到植株各处。蔗糖作为运输物质的优点有蔗糖是非还原糖,比较稳

定;蔗糖分子为二糖,对渗透压的影响相对小(必修1P104)(2023湖南,17,12分)。ATP和NADPHNADPHCO2的固定蔗糖筛管真题演练

(2021重庆,6,2分)如图为类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。

据图分析,下列叙述错误的是

(

)A.水光解产生的O2若被有氧呼吸利用,最少要穿过4层膜B.NADP+与电子(e-)和质子(H+)结合形成NADPHC.产生的ATP可用于暗反应及其他消耗能量的反应D.电子(e-)的有序传递是完成光能转换的重要环节A考法1光系统及电子传递链1.光系统Ⅱ(PSⅡ)进行水的光解,产生O2、H+和自由电子(e-),光系统Ⅰ(PSⅠ)主要是介

导NADPH的产生。2.光反应时,通过光合色素将光能转化为电能,电子在电子传递体之间的传递导致ATP

和NADPH的合成。3.光合作用中ATP的合成依赖ATP合酶,通过光系统中电子传递链释放的能量在类囊

体膜两侧建立质子梯度,质子顺电化学梯度流动时驱动ATP的合成。例

(2024届河北邯郸一调,19)植物吸收的光能超过光合作用所能利用的量时引起光

能转化效率下降的现象称为光抑制。光抑制主要发生在叶肉细胞的PSⅡ系统,该系统

吸收光能将水分解为O2和H+并释放电子,但电子积累过多时产生的活性氧会破坏PSⅡ

系统功能,使光合速率下降。番茄叶肉细胞中存在非光化学淬灭(NPQ)机制,可通过叶

黄素将过剩光能转化为热能散失。(1)PSⅡ系统存在于叶肉细胞的

(结构)上。(2)强光条件下,NPQ机制将叶绿体吸收的过剩光能转化为热能散失,减少了PSⅡ系统

产生的

、

,从而减轻其对叶绿体结构的破坏。强光会先抑制光合作用

阶段,减少了

的产生,其中后者作为活泼的还原剂。(3)为研究V基因在高光条件下对NPQ机制的作用,科研人员利用V基因沉默型番茄,与

野生型番茄经过相同高光处理,实验结果如图,说明高光条件下V基因的表达

。根据以上信息请你提供一种培育耐强光环境番茄的育种思路

。

解析

(1)依据PSⅡ系统能吸收光能将水分解为O2和H+并释放电子,可推测PSⅡ系统存在于叶肉细胞的类囊体薄膜上。(2)电子积累过多时产生的活性氧会破坏PSⅡ系统

功能,使光合速率下降,强光条件下,NPQ机制将叶绿体吸收的过剩光能转化为热能散

失,减少了PSⅡ系统产生的自由基(或活性氧)、电子,从而减轻其对叶绿体结构的破

坏。强光会先抑制光合作用光反应阶段,减少ATP和NADPH的产生,其中NADPH作为

活泼的还原剂。(3)由题图可知,与黑暗处理相比,V基因沉默型番茄高光处理后,NPQ

的激活程度无明显提高,而野生型番茄经高光处理后,NPQ的激活程度有明显提高,说

明高光条件下V基因的表达能够促进NPQ机制的激活,故可培育V基因沉默型番茄获

得耐强光环境番茄。

答案

(1)类囊体薄膜

(2)自由基(或活性氧)电子光反应ATP和NADPH

(3)促进NPQ机制的激活培育V基因沉默型番茄考法2光呼吸

内容发生条件有光、高O2低CO2特点(1)消耗O2,产生CO2;(2)没有ATP或NADPH生成,是一个消耗能量的过程(消耗光反应产生的ATP和NADPH)生理意义(1)光呼吸是进行光合作用的细胞为适应高光照及高O2低CO2的条件下,提高抗逆性而形成的一条代谢途径;(2)在干旱和高辐射等的环境中,气孔关闭,胞间CO2浓度降低,会导致光抑制。此时光呼吸释放CO2,消耗多余能量,对光合器官起保护作用,避免产生光抑制考法3CO2浓缩机制CO2浓度是限制光合作用的关键因素。因为Rubisco对CO2的亲和力较低,CO2浓度

过低会限制其催化CO2固定。所以,各类光合生物演化出不同机制来提高胞内CO2浓

度,从而促进光合作用。途径图示主要内容蓝细菌羧化体途径

蓝细菌可通过主动运输(CO2进入

光合片层膜)和羧化体来提高

Rubisco周围CO2浓度C4途径

(1)PEP羧化酶提高了C4植物固定CO2的能力;(2)与C3植物相比,C4途径使C4植物能在高温、高光、干旱的条件下维持较高的光合效率CAM途径

(1)夜间气孔开放,吸收CO2,经一系列反应形成苹果酸,储存在液泡中;(2)白天气孔关闭,苹果酸转移到细胞质基质中脱羧,放出CO2,进入卡尔文循环例

(2021天津,15,10分)Rubisco是光合作用过程中催化CO2固定的酶。但其也能催化

O2与C5结合,形成C3和C2,导致光合效率下降。CO2与O2竞争性结合Rubisco的同一活性

位点,因此提高CO2浓度可以提高光合效率。(1)蓝细菌具有CO2浓缩机制,如图所示。据图分析,CO2依次以

和

方式通过细胞膜和光合片层膜。蓝细菌的CO2浓缩机制可提高羧化体中Rubisco周围的CO2浓度,从而通过促进

和抑制

提高光合效率。(2)向烟草内转入蓝细菌Rubisco的编码基因和羧化体外壳蛋白的编码基因。若蓝