高考生物一轮复习 第三单元 光合作用和细胞呼吸（第13课时）光合作用（二）课件.ppt

江苏版生物 第13课时光合作用 二 考点一光合作用及其原理一 光合作用的概念绿色植物通过叶绿体吸收 将 合成为 并释放出 同时也将 能转化为 能储存在有机物中 这一过程称为光合作用 二 光合作用的过程1 总反应式 光能 co2和h2o 有机物 o2 光 化学 2 过程根据反应过程是否需要光能 可以将光合作用中一系列化学反应概括地分为光反应和暗反应两个阶段 1 图解 2 光反应和暗反应的比较 类囊体膜 基质 4 h o2 adp pi atp中活跃的化学能 2c3 c5 ch2o c5 ch2o 中稳定的化学能 h 和atp adp和磷酸 3 光合作用的意义 1 光合作用是生物界最基本的物质代谢和 制造有机物 将光能转变为化学能 储存在有机物中 2 维持大气中含量相对稳定 3 促进生物的进化 无氧呼吸生物生物 生物陆生生物 能量代谢 o2和co2 有氧呼吸 水生 考点二光合作用原理的应用1 影响光合作用的主要环境因素有 等 2 提高光能利用率的措施主要通过 等途径提高光能利用率 1 光反应为暗反应提供 h 和h2o 2 破坏叶绿体外膜后 o2不能产生 3 离体叶绿体基质中添加atp nadph和co2后 可完成暗反应 光照强度 co2浓度 温度 水和营养元素 增加光照面积 延长光照时间 4 光照下叶绿体中的atp主要是由光合作用合成的糖经有氧呼吸产生的 5 类囊体产生的atp可用于暗反应 6 水是光合作用的原料 又是光合产物在植物体内运输的主要介质 停止供水 植物光合速率下降 7 在叶肉细胞中 co2的固定和产生场所分别是叶绿体基质 线粒体基质 8 光合作用过程中光能转变为化学能 细胞呼吸过程中化学能转变为热能和atp 9 夏季连续阴天 大棚中白天适当增加光照 夜晚适当降温 可以提高作物产量 10 光合作用和呼吸作用中均能产生 h 二者还原的物质不同 11 黑暗处理后的短暂时间内 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 12 光合作用可分为光反应和暗反应两个阶段 光反应必须有光才能进行 暗反应必须无光才能进行 13 co2通过气孔进入叶肉细胞后 首先与c5结合而被固定 固定产物的还原需要光反应提供 h 和atp 14 将一株生长正常的绿色植物置于密闭的玻璃容器内 在适宜条件下光照培养 随培养时间的延长 玻璃容器内co2浓度一直保持稳定 不变化 突破一光合作用的过程1 光反应和暗反应的比较 2 光反应和暗反应的联系3 氧原子的去向 光合速率及其测定方法1 光合速率 1 光合速率的表示方法 通常以单位时间内co2等原料的消耗量或o2等产物的生成量表示 2 真正 总 光合速率与表观 净 光合速率真正 总 光合速率即实际光合速率 常用单位时间内植物o2产生量 co2固定量或有机物的合成量表示 表观光合速率即净光合速率 常用单位时间内植物o2释放量 co2吸收量或有机物的积累量表示 3 表观光合速率与真正光合速率的关系真正光合速率 表观光合速率 呼吸速率 如上图 在不考虑光照强度对呼吸速率影响的情况下 oa段表示植物呼吸速率 曲线上某点对应的纵坐标为表观光合速率 最大真正光合速率为oa od 知能拓展 植物在光下实际合成有机物的速率为实际 总 真正 光合速率 光照下测定的co2吸收速率 或o2释放速率 则为净 表观 光合速率 当净 表观 光合速率 0时 植物积累有机物而生长 当净光合速率 0时 植物不能积累有机物 当净光合速率 0时 长时间处于此种状态 植物将死亡 在有光条件下 植物同时进行光合作用和细胞呼吸 实验容器中o2增加量 co2减少量或有机物的增加量用于表示表观光合速率 而植物真正光合速率 表观光合速率 呼吸速率 呼吸速率 将植物置于黑暗中 单位时间内实验容器中co2增加量 o2减少量或有机物减少量 表示细胞呼吸速率 2 光合速率的测定方法 1 以气体体积变化量为测量指标 测定方法光合速率可用如图所示装置进行测定 nahco3溶液可以维持空间co2浓度稳定 小液滴的移动量表示植物光合作用放氧量 净光合量 物理实验误差的校正为了防止气压 温度等非光合作用因素所引起的误差 应设置对照实验 将所测的生物材料灭活 如死的幼苗 其他条件均不变 利用装置进行光合速率的测定 测出的直接结果是净光合速率 要得到真正的光合速率 还需要在黑暗环境中测出其呼吸速率 二者相加即为真正光合速率 2 以有机物变化量为测量指标 半叶法 如右图 可在同一片叶主脉两侧对称位置取等大的两部分a b 若给b照光 a取下并放置在与b温度 湿度等条件相同 但无光的环境中保存 一段时间后 与取下的b同时烘干 称重 二者重量差值与时间的比值表示真正光合速率 假设最初a b初始重量为xg 实验处理t时间后a b称重分别为wa wb 则 x wa 表示呼吸消耗量 wb x 表示净光合量 真正光合量 wb x x wa 真正光合速率 wb wa t 若先将a取下烘干 称重 b照光一段时间后再取下烘干 称重 则重量差值与时间比值表示净光合速率 a b初始干重相等 故 wb wa 表示有机物积累量 考向一以过程图为载体 考查光合作用的过程1 2015江苏苏 锡 常 镇二模 6 2分 图为光合作用反应过程示意图 有关叙述正确的是 a 甲过程中光能转变成atpb 乙过程中碳原子转移途径是co2 c3 c5 ch2o c 乙过程为甲过程提供的关键物质有adp和pi等d 干旱初期 甲过程产生的 h 相对含量会明显降低 答案c分析题图 甲 乙分别为光反应和暗反应 甲过程中光能可转变为atp中活跃的化学能 a错误 乙过程中碳原子转移途径是co2 c3 ch2o b错误 乙过程 暗反应 为甲过程 光反应 提供的关键物质有adp和pi等 c正确 干旱会引起气孔关闭 影响co2的吸收 从而影响暗反应过程中co2的固定 由于光照没有明显变化 所以在干旱初期 甲过程产生的 h 不会有明显变化 d错误 2 如图为叶绿体结构与功能示意图 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 短时间内c3的含量将会增加 答案d结构a为类囊体 其上发生光反应 能量变化是光能转变为atp中的化学能 故a正确 甲为有机物 14co2参与暗反应 其转移的途径为14co2 14c3 14ch2o 故b正确 光反应产生的o2可进入线粒体中参与有氧呼吸 故c正确 在光合作用暗反应过程中 co2首先和c5生成c3 如果突然停止co2的供应 则co2固定受阻 c3生成量减少 而c3还原正常 c3消耗量不变 因此c3含量减少 而c5由于无法与co2结合 其消耗量减少 而其生成量基本不变 因此其积累量短期内会增加 考向二结合细胞呼吸的有关知识 考查光合作用速率测定的有关知识3 如图是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图 装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度 该装置放在20 环境中 实验开始时 针筒的读数是0 2ml 毛细管内的水滴在位置x 30分钟后 针筒的容量需要调至0 6ml的读数 才能使水滴仍维持在x的位置 据此实验回答下列问题 1 以释放出的氧气量来代表光合作用速率 该植物的光合作用速率是ml h 2 与植物的实际光合速率相比 用上述装置所测得的光合作用速率数值 偏高 偏低 相同 原因是 3 假如将该植物叶的下表皮涂上一层凡士林 光合作用的速率会大幅度下降 这一做法主要限制了光合作用的反应阶段 4 如果在原实验中只增加光照强度 则针筒的容量仍维持在0 6ml读数处 且水滴维持在x位置上 在另一相同实验装置中 若只将温度提高至30 针筒容量需要调至0 8ml读数处 才能使水滴维持在x的位置上 比较两个实验可以得出什么结论 答案 1 0 8 2 偏低植物同时进行呼吸作用 消耗了部分氧气 3 暗 4 在这两个实验中 光照不是限制光合作用速率的主要因素 而温度才是限制光合作用速率的主要因素 其他合理答案也给分 解析 1 20 时光合作用的速率为 0 6 0 2 ml 0 5h 0 8ml h 2 此装置测得的光合速率为净光合速率 比植物的实际光合速率要低 3 植物叶的下表皮涂上凡士林后 减少了二氧化碳的供应 影响到光合作用的暗反应 4 温度提高后 针筒内气体变化量大于光照增强后针筒内气体变化量 可以得出在上述条件下 光照不是限制光合作用速率的主要因素 而温度才是限制光合作用速率的主要因素 4 某生物兴趣小组设计了如图装置进行光合速率的测试实验 忽略温度对气体膨胀的影响 测定植物的呼吸作用强度 装置的烧杯中放入适宜浓度的naoh溶液 将玻璃钟罩遮光处理 放在温度适宜的环境中 1小时后记录红墨水滴移动的方向和刻度 得x值 测定植物的净光合作用强度 装置的烧杯中放入nahco3缓冲溶液 将装置放在光照充足 温度适宜的环境中 1小时后记录红墨水滴移动的方向和刻度 得y值 1 请你预测在上述两种条件下植物生长期红墨水滴最可能移动的方向 2 请计算在上述 条件下 植物的真正光合速率为 答案 1 向左移动 向右移动 2 x y解析 1 玻璃钟罩遮光 植物只进行呼吸作用 植物进行有氧呼吸消耗装置中的o2 而释放的co2气体被烧杯中的naoh溶液吸收 导致装置内气体压强减小 故红墨水滴向左移动 装置的烧杯中放入nahco3缓冲溶液可维持装置中的co2浓度 将装置放在光照充足 温度适宜的环境中 在植物的生长期 光合作用强度超过呼吸作用强度 表现为光合作用释放o2 导致装置内气体量增加 红墨水滴向右移动 2 上述 条件下测得的为呼吸速率 条件下测得的为净光合速率 故真正光合速率 呼吸速率 净光合速率 x y 突破二环境因素对光合作用的影响及其在生产中的应用1 光照强度对光合作用的影响及其在生产中的应用 1 曲线分析 a点对应的光照强度为0 此时只进行细胞呼吸 细胞内的代谢特点如图甲所示 释放的co2量可表示此时细胞呼吸的强度 ab段 随光照强度增强 光合作用强度也逐渐增强 co2释放量逐渐减少 这是因为细胞呼 吸释放的co2有一部分用于光合作用 此时细胞呼吸强度大于光合作用强度 如图乙所示 b点 细胞呼吸释放的co2全部用于光合作用 即光合作用强度等于细胞呼吸强度 如图丙所示 光照强度只有在b点以上时 植物才能正常生长 b点所示光照强度称为光补偿点 bc段 随着光照强度不断加强 光合作用强度不断加强 到c点就不再加强了 c点对应的光照强度称为光饱和点 b点以后的细胞代谢特点可用图丁表示 2 应用 阴生植物的b点前移 c点较低 如图中虚线所示 间作套种农作物的种类搭配 林带树种的配置 可合理利用光能 适当提高光照强度可增加大棚作物产量 2 co2浓度对光合作用的影响及其在生产中的应用 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浓度的增加而增大 但当co2浓度增加到一定范围后 光合作用速率不再增加 2 曲线上各点含义 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 3 应用 在农业生产上可以通过 正其行 通其风 增施农家肥 大棚中施用干冰等增大co2浓度 提高光合作用速率 3 温度对光合作用的影响及其在生产中的应用 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 冬季白天将蔬菜大棚的温度调到光合作用最适温度 以提高光合作用速率 晚上适当降低大棚的温度 以降低细胞呼吸强度 保证植物有机物的积累 4 必需矿质元素对光合作用的影响及其在生产中的应用 1 曲线分析 在一定浓度范围内 增大必需元素的供应 可提高光合作用速率 但当超过一定浓度后 会因土壤溶液浓度过高而导致植物渗透失水而萎蔫 2 应用 根据作物的需肥规律 适时 适量地增施肥料 可提高农作物产量 5 水分对光合作用的影响及其在生产中的应用 1 原理 水是光合作用的原料 缺水既可直接影响光合作用 又会导致叶片气孔关闭 限制co2进入叶片 从而间接影响光合作用 2 应用 根据作物的需水规律合理灌溉 6 叶龄对光合作用的影响及其在生产中的应用 1 曲线分析 随幼叶不断生长 叶面积不断增大 叶内叶绿体不断增多 叶绿素含量不断增加 光合作用速率不断增加 oa段 壮叶时 叶面积 叶绿体 叶绿素都处于稳定状态 光合作用速率基本稳定 ab段 老叶时 随叶龄增加 叶内叶绿素被破坏 光合作用速率下降 bc段 2 应用 适当摘除老叶 残叶 可降低其细胞呼吸消耗的有机物 7 多因子对光合作用的影响及其在生产中的应用 1 曲线分析 p点时 限制光合作用速率的因素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 可适当提高图示中的其他因子 2 应用 温室栽培时 在一定光照强度下 白天适当提高温度的同时也可适当提高co2浓度 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 环境因素骤变对光合作用过程中各物质量的变化分析1 当外界因素中光照强度 co2浓度改变时 光合作用过程中c3 c5 h atp adp及 ch2o 的含量变化分析分析的方法 联系光反应和暗反应过程中的物质变化来分析 分析时 可借助图示进行分析 1 停止光照时 光停 atp adp c3 c5 分析如下 2 co2供应停止时 co2停 c5 c3 atp adp 分析如下 过程 停止 2 物质含量变化总结 易混辨析上述的变化是发生的 瞬时的变化 若 变化 稳定下来后 上述物质就会达到一个新的动态平衡 考向以曲线图为载体 考查影响光合作用的环境因素1 2015江苏镇江高考模拟 27 8分 为提升大棚栽培条件下曙光油桃的产量 科研人员检测并比较了6月晴朗天气下露地栽培和大棚栽培曙光油桃光合速率 pn 的日变化 其结果如图所示 请分析回答有关问题 1 露地栽培条件下 曙光油桃早晨pn迅速上升的主要原因是 至10时左右pn出现第一次高峰 之后出现 午休 现象 到达低谷时叶肉细胞叶绿体中c5相对含量的变化是 细胞中能产生 h 的场所有 2 大棚栽培条件下曙光油桃在上午10时pn却处于低谷 其主要原因是 光合 午休 现象相对不明显 其可能的原因是 若遇阴天 大棚内油桃pn第一次峰值将较晴天 提前 推迟 3 根据图中曲线分析 提高大棚栽培曙光油桃的产量措施有 此外施用有机肥料也有利于产量的提高 原因是使农作物的光合作用强度得到提高 答案 1 光照强度不断增加增加细胞质基质 线粒体 叶绿体 2 日出后旺盛的光合作用消耗大量co2 使大棚内密闭环境中co2含量迅速下降植物蒸腾水分保留在棚内 湿度较大 植物叶片较少气孔关闭推迟 3 增加密闭环境中co2含量 适当增加光照强度土壤微生物分解有机肥料所产生的co2和无机盐解析 1 根据题意可知 早晨日出后光照强度不断增加 导致光合速率迅速上升 午休时 因环境温度过高导致气孔关闭 二氧化碳供应不足 暗反应中c5的消耗量减少 叶绿体中c5相对含量增加 此时细胞既能进行细胞呼吸也能进行光合作用 细胞中能产生 h 的场所有细胞质基质 线粒体 叶绿体 2 曲线表明大棚栽培条件下曙光油桃在上午10时pn却处于低谷 主要原因是日出后旺盛的光合作用消耗大量co2 使