高中生物 第三章 第五节 光合作用课件 浙科版必修1.ppt

第五节光合作用 一 光合色素1 色素种类2 分布 3 特性不溶于 能溶于 等有机溶剂 橙黄色 叶黄素 蓝紫光 蓝绿色 叶绿素b 蓝紫光和红光 叶绿体基粒的类囊体膜上 水 无水乙醇 丙酮 二 光合作用过程 1 写出图中序号代表的生理过程或物质 阶段 阶段 2 场所阶段 阶段 氧气 nadph atp 二氧化碳 光反应阶段 碳反应阶段 叶绿体类囊体膜 叶绿体基质 3 物质变化 1 阶段 水在光下裂解为 水中的氢在光下将 还原为 2 阶段 3co2 3rubp h o2和电子 nadp nadph 6个三碳酸 三碳糖 4 能量变化 1 阶段 中 光能被吸收并转化为 2 阶段 中 活跃的化学能转变为稳定的化学能 贮存在以糖类为主的有机物中 5 三碳糖的去向 1 叶绿体内 作为合成淀粉 蛋白质和 的原料 2 叶绿体外 供给细胞呼吸转变成 参与其他代谢 atp和nadph中的化学能 脂质 蔗糖 三 环境因素对光合速率的影响1 光合速率 1 含义 的植物 如一定的叶面积 在 内进行多少光合作用 又称 2 表示方法 产生氧气量 单位时间 或 单位时间 一定量 单位时间 光合强度 消耗二氧化碳量 2 影响光合速率的外界因素 1 光强度 在一定范围内 光合速率随光强度增加而 当光强度增加到一定数值后 光强度再增加光合速率也不会增加 此时的光强度称为 2 温度 低于最适温度 随着温度升高 光合速率 超过最适温度 随着温度升高 酶的活性 光合速率 3 二氧化碳浓度 一定范围内 空气中二氧化碳浓度的增加会使光合速率 增加 光饱和点 加快 减弱或丧失 减慢 或停止 加快 1 能进行光合作用的生物一定含有叶绿体 分析 不一定 如蓝细菌没有叶绿体也能进行光合作用 2 2012福建t1d 豌豆叶片黄化 叶绿体对红光的吸收增多 分析 叶片黄化 说明叶片缺少叶绿素 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 剩下的类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 因此叶片黄化 叶绿体对红光的吸收减少 3 2011海南t21c 液泡中色素吸收的光能用于光合作用 分析 液泡中的色素不能将吸收的光能转化用于光合作用 4 光合作用强烈时 碳反应过程直接将3个co2分子合成一个三碳化合物 分析 碳反应阶段 在酶的催化作用下 1分子的二氧化碳与1个rubp结合 形成1个六碳分子 这个六碳分子随即分解成2个三碳酸分子 5 2009上海t24d 叶绿体和线粒体中都有atp合成酶 都能发生氧化还原反应 分析 叶绿体类囊体膜和线粒体内膜上都有atp合成酶 能够合成atp 光反应阶段 水的光解是氧化还原反应 需氧呼吸第三阶段 nadh与氧气反应生成水是氧化还原反应 发生在线粒体内膜上 6 植物体自身的遗传特性可以影响光合速率 分析 影响光合速率的因素很多 既有内部因素也有外界环境因素 植物体自身的遗传特性 如阴生植物 阳生植物 是内部因素之一 7 无色透明的塑料大棚比有色塑料大棚光合效率高 分析 无色透明大棚日光中各色光均能透过 有色大棚主要透过同色光 其他光被其吸收 所以用无色透明的塑料大棚光合效率最高 考点一光合作用过程分析1 光反应与碳反应的区别 2 光反应与碳反应的联系光反应为碳反应提供nadph atp 碳反应为光反应提供adp和pi 如图 3 条件骤变时几种物质量的变化 在以上各物质的含量变化中 三碳酸分子和rubp含量的变化是相反的 即三碳酸分子增加 则rubp减少 nadph和atp的含量变化是一致的 都增加或都减少 高考警示 光合作用过程中的易错点 1 细胞中nadph atp 三碳酸分子 rubp等物质含量的改变是在外界条件改变 如停止光照 停止co2供应 的短时间内发生的 且是相对含量的变化 分析时应结合co2的固定和三碳酸分子的还原过程图解 从来源和去路两个角度分析 方能得出正确结论 2 光合作用光反应产生的atp只用于碳反应阶段 不能用于其他生命活动 其他生命活动所需atp来自细胞呼吸 考查角度1 光合作用的场所和条件 典例1 2011 浙江高考 下列有关叶绿体及光合作用的叙述 正确的是 a 破坏叶绿体外膜后 o2不能产生b 植物生长过程中 叶绿体内各种色素的比例保持不变c 与夏季相比 植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短d 离体的叶绿体基质中添加atp nadph和co2后 可完成碳反应 解析 选d a项 叶绿体类囊体膜上产生o2 不是外膜 b项 不同季节各色素的比例不同 秋季叶绿素少而胡萝卜素和叶黄素多 c项 影响光合速率的因素有光强度 co2浓度 温度等 与夏季相比 冬季温度低是光合速率低的主要原因 d项 碳反应不仅需要co2 还需要光反应提供atp nadph 只要在离体的叶绿体基质中添加atp nadph和co2 就可以完成碳反应 考查角度2 光合作用过程中的物质变化 典例2 2011 新课标全国卷 在光照等适宜条件下 将培养在co2浓度为1 环境中的某植物迅速转移到co2浓度为0 003 的环境中 其叶片碳反应中c3 即三碳酸分子 和c5 即rubp 微摩尔浓度的变化趋势如图 回答问题 1 图中物质a是 c3 c5 2 在co2浓度为1 的环境中 物质b的浓度比a低 原因是 将co2浓度从1 迅速降低到0 003 后 物质b浓度升高的原因是 3 若使该植物继续处于co2浓度为0 003 的环境中 碳反应中c3和c5浓度达到稳定时 物质a的浓度将比b的 低 高 4 co2浓度为0 003 时 该植物光合速率最大时所需要的光强度比co2浓度为1 时的 高 低 其原因是 解析 本题主要考查光合作用的影响因素及识图能力 1 co2浓度降低后 直接影响碳反应中co2的固定 导致c3的量减少 确定物质a是c3 物质b是c5 2 co2浓度为1 时 碳反应速率在该环境中已达到稳定 即c3和c5的含量稳定 根据碳反应的特点 此时c3的分子数是c5的2倍 当co2浓度突然降低时 c5的合成速率不变 消耗速率却减慢 导致c5积累 3 co2浓度为0 003 时 c3和c5的浓度保持稳定后 碳反应保持稳定 此时仍根据碳反应中co2固定的反应式确定 c3的量应是c5的量的2倍 4 co2浓度降低 达到最大光合速率时所需的光强度降低 因为碳反应减弱 所需的atp和nadph减少 光反应强度减弱 答案 1 c3 2 碳反应速率在该环境中已达到稳定 即c3和c5的含量稳定 根据碳反应的特点 此时c3的分子数是c5的2倍当co2浓度突然降低时 c5的合成速率不变 消耗速率却减慢 导致c5积累 3 高 4 低co2浓度低时 碳反应的强度低 所需的atp和nadph少 变式训练 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 选b 由图解分析 c是co2 a和b分别是nadph 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 三碳酸分子还原减慢 消耗的nadph和atp减少 则a b在叶绿体中含量的变化将会是都上升 考点二影响光合作用的环境因素及应用1 光强度 1 光强度与光合速率的关系曲线 a点 ab段 只呼吸不光合 植物释放co2吸收o2 呼吸 光合植物释放co2吸收o2 b点 b点后 2 阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低 如图中虚线所示 间作套种农作物 可合理利用光能 光合 呼吸植物外观上不与外界发生气体交换 光合 呼吸植物吸收co2释放o2 2 co2浓度 1 曲线分析 图1中a点表示co2补偿点 即光合速率等于呼吸速率时的co2浓度 图2中a 点表示进行光合作用所需的最低co2浓度 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 提高光合速率 3 温度 1 曲线分析 如图 温度主要是通过影响与光合作用有关的酶的活性而影响光合速率 2 应用 冬天 温室栽培可适当提高温度 也可适当降低温度 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 思维拓展 当外界条件变化时 co2 光 补偿点移动规律 1 若呼吸速率增加 co2 光 补偿点应右移 反之应左移 2 若呼吸速率基本不变 条件的改变使光合速率下降时 co2 光 补偿点应右移 反之应左移 3 阴生植物与阳生植物相比 co2 光 补偿点和饱和点都相应向左移动 典例3 2012 浙江高考 某植物在停止供水和恢复供水条件下 气孔开度 即气孔开放程度 与光合速率的变化如图所示 请回答 1 停止供水后 光合速率下降 这是由于水是的原料 又是光合产物在植物体内的主要介质 2 在温度 光照相同的条件下 图中a点与b点相比 光饱和点低的是点 其主要原因是 3 停止供水一段时间后 叶片发黄 原因是 此时类囊体结构被破坏 提供给碳反应的减少 4 生产实践中 可适时喷施植物激素中的 起到调节气孔开度的作用 解析 本题通过坐标图考查光合作用的相关知识 1 光合作用的光反应发生水的光解 所以水是光合作用的原料 光合作用的产物为有机物 水的作用是可以作为各种生理活动的介质 所以又是光合作用的产物在植物体内运输的介质 2 图中a点水分充足 气孔开度大 co2吸收多 光合作用强 光饱和点高 b点缺水 气孔开度小 co2吸收少 光合作用弱 光饱和点低 3 停止供水 叶绿素不能继续合成 显现类胡萝卜素的颜色 所以叶片变黄 光反应在类囊体膜上进行 为碳反应提供nadph和atp 4 脱落酸在植株失水时可以使气孔关闭 所以生产中可以通过适时喷施脱落酸来调节气孔开度 答案 1 光合作用运输 2 bb点缺水 气孔开度小 co2吸收少 光合作用弱 答出一项即可 3 叶绿素合成速度变慢或停止 或叶绿素分解 类胡萝卜素的颜色显露出来 答出一项即可 nadph和atp 4 脱落酸 考点三光合作用与呼吸作用的关系1 区别 2 联系 1 物质方面 c co2c6h12o6c3h4o3co2o h2oo2h2oh h2onadphc6h12o6nadhh2o 碳反应 需氧呼吸 需氧呼吸 光反应 需氧呼吸 光反应 碳反应 需氧呼吸 需氧呼吸 2 能量方面 光能atpc6h12o6 光反应 碳反应 细胞呼吸 热能atp各项生命活动 高考警示 1 光下细胞仍进行细胞呼吸 光照条件下有氧气释放并不说明只进行光合作用 细胞呼吸也在进行 只不过是光合作用强度大于细胞呼吸强度 2 区分三个 最适温度 植物所有的生理活动都受温度的影响 在一定的温度范围内 提高温度可以提高酶的活性 加快反应速率 温度对光合作用和细胞呼吸的影响如图所示 但是植物净光合作用的最适温度既不是植物细胞呼吸的最适温度 也不是光合作用的最适温度 典例4 2013 嘉兴模拟 根据图示 下列叙述不正确的是 a x y物质分别代表三碳酸分子和丙酮酸b 过程都有nadph产生 过程都需要消耗nadphc 过程发生在细胞溶胶中 过程发生在叶绿体基质中d 过程都没有消耗氧气 也没有产生氧气 解析 选b x y物质分别代表三碳酸分子和丙酮酸 分别表示细胞呼吸第一阶段 三碳酸分子的还原 二氧化碳的固定 需氧呼吸第二阶段 过程发生于细胞溶胶中 产生少量nadh 不消耗氧气 过程发生于叶绿体基质中 消耗nadph 既不消耗氧气 也不产生氧气 过程发生于叶绿体基质 不消耗nadph 既不消耗氧气 也不产生氧气 故b错误 过程发生于线粒体基质 丙酮酸与水反应 生成二氧化碳 无氧气参与 互动探究 1 上题 过程发生的场所分别是什么 提示 叶绿体基质和线粒体基质 2 若为蓝细菌细胞 能否完成上题图示的全过程 提示 能完成 蓝细菌虽无线粒体和叶绿体 但能进行需氧呼吸和光合作用 变式训练 如图表示绿色植物体内某些代谢过程中物质的变化 a b c分别表示不同的代谢过程 以下表述正确的是 a 水参与c中第二阶段的反应b b在叶绿体类囊体膜上进行c a中产生的o2参与c的第二阶段d x代表的物质从叶绿体的基质移向叶绿体的类囊体膜 解析 选a 根据代谢过程中物质的变化图分析 a b c分别表示光反应 场所 类囊体膜 碳反应 场所 叶绿体基质 和需氧呼吸 场所 细胞溶胶和线粒体 光反应 a 产生的o2参与需氧呼吸 c 的第三阶段 x是光反应产生的atp 在叶绿体中atp的移动方向是从叶绿体的类囊体膜移向叶绿体基质 光合作用和细胞呼吸中相关曲线的分析 典例 2013 杭州模拟 将一株植物放在密闭的玻璃罩内 置于室外进行培养 用co2浓度测定仪测得了该玻璃罩内co2浓度的变化情况 绘成如图曲线 下列有关说法正确的是 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 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 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 h点co2浓度最低 说明此时植物对co2的吸收最多 光合作用最强a b c d 解析 选c bc段是凌晨2点到4点 气温较低 植物呼吸作用较弱 产生的co2较少 玻璃罩内co2浓度增加较慢 故 正确 d点之前已经有太阳 光合作用已经开始 错误 fg段指中午12点左右 光照很强 为减少水分散失 气孔关闭 叶片对co2的吸收减少 光合作用减弱 故co2浓度下降不明显 正确 经过一天co2的吸收 h点co2浓度最低 此时光合作用强度等于呼吸作用强度 de段co2的吸收速率最快 光合作用最强 错误 方法归纳 一天内植物既进行光合作用 又进行细胞呼吸 涉及co2及有机物的变化情况 可以通过下面两个曲线图分析 1 光合作用强度与细胞呼吸强度的比较分析 有关光合作用和细胞呼吸关系的变化曲线图中 最典型的就是夏季的一天中co2的吸收和释放变化曲线图 如图1 曲线的各点含义及形成原因分析如下 a点 凌晨3时 4时 温度降低 细胞呼吸强度减弱 co2释放减少 b点 上午6时左右 太阳出来 开始进行光合作用 bc段 光合作用强度小于细胞呼吸强度 c点 上午7时左右 光合作用强度等于细胞呼吸强度 ce段 光合作用强度大于细胞呼吸强度 d点 温度过高 部分气孔关闭 出现 午休 现象 e点 下午6时左右 光合作用强度等于细胞呼吸强度 ef段 光合作用强度小于细胞呼吸强度 fg段 太阳落山 光合作用停止 只进行细胞呼吸 2 有机物产生与消耗情况的分析 如图2 积累有机物时间段 ce段 c点和e点时 光合作用强度与细胞呼吸强度相等 c e由于光强度的增强 光合作用强度大于细胞呼吸强度 故不断积累有机物 制造有机物时间段 bf段 b点大约为早上6点 太阳升起 有光照 开始进行光合作用 f点大约为下午6点 太阳落山 无光 停止光合作用 消耗有机物时间段 og段 一天24小时 细胞的生命活动时刻在进行 即不停地消耗能量 故细胞呼吸始终进行 一天中有机物积累最多的时间点 e点 白天 光合作用强度大于细胞呼吸强度 积累有机物 e点后 随着光照的减弱 细胞呼吸强度大于光合作用强度 故e点时积累的有机物最多 一昼夜有机物的积累量表示 sp sm sn sp表示白天的净积累量 sm和sn表示夜晚的净消耗量 故sp sm sn 为一昼夜的净积累量 易错提醒 1 区分图1与典例图中纵坐标的含义 前者表示细胞吸收或释放二氧化碳的量 后者表示容器内二氧化碳浓度 两者变量不同 2 曲线的坡度表示反应速率的大小 坡度越大 表明光合速率或呼吸速率越大 3 典例图中的点d h是曲线的拐点 表明光合作用强度等于细胞呼吸强度 分别对应于图1中的c e点 变式训练 某生物兴趣小组在密闭玻璃温室内进行植物栽培实验 他们对温室内co2含量 o2含量及co2吸收速率进行了24h测定 得到如图所示曲线 则以下说法中正确的是 a c e两点的光合速率为零b c d之间的区段光合速率大于呼吸速率c de段光合速率小于呼吸速率d 进行细胞呼吸的区段只有ab段和fg段 解析 选b c e两点的净光合速率为零 即光合速率等于呼吸速率 c e之间的区段光合速率大于呼吸速率 ag区段均进行细胞呼吸 1 叶绿体是植物进行光合作用的场所 下列关于叶绿体结构与功能的叙述 正确的是 a 叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内b h2o在光下分解产生nadph和o2的过程发生在叶绿体基质中c co2的固定过程发生在类囊体膜上d 光合作用的产物 淀粉是在叶绿体基质中合成的 解析 选d 光合作用的过程分为两个阶段 光反应和碳反应 光反应依靠叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能把水分解产生氧气和nadph 同时产生atp 碳反应是利用光反应的产物在叶绿体的基质中固定co2产生有机物的过程 2 光反应为碳反应提供的物质是 a nadph和h2ob nadph和atpc atp和co2d h2o和co2 解析 选b 光合作用的光反应包括水的光解和atp的合成 前者产生的h 电子与nadp 反应形成nadph 后者是adp pi反应并吸收能量形成atp 光反应阶段所产生的nadph和atp用于碳反应中三碳酸分子的还原 故b正确 h2o和co2都不是光反应的产物 故a c d错误 3 光合作用的过程可分为光反应和碳反应两个阶段 下列说法正确的是 a 叶绿体的类囊体膜上进行光反应和碳反应b 叶绿体的类囊体膜上进行碳反应 不进行光反应c 叶绿体基质中可进行光反应和碳反应d 叶绿体基质中进行碳反应 不进行光反应 解析 选d 光反应是在叶绿体类囊体膜上进行的 该过程必须在有光的条件下才能进行 碳反应是在叶绿体基质中进行的 该过程有光 无光均可进行 4 将一水生植物进行如图所示的处理 直接影响单位时间内产生气泡量的因素是 玻璃容器的容积 台灯与玻璃容器的距离 溶于水中的二氧化碳的浓度 水生植物叶片的数量a b c d 解析 选c 本题考查影响光合作用的因素 是光强度 是co2浓度 是叶片的数量 内因 三者都直接影响着光合作用产生的氧气量 5 如图所示的1 3实验条件下 测定了不同光强度对光合速率的影响 从以下实验可知 限制实验2 实验3和p点光合速率的因素分别是 a 光强度 co2浓度 温度b 温度 co2浓度 光强度c co2浓度 温度 光强度d 温度 光强度 co2浓度 解析 选b 本题主要考查环境因素对光合速率的影响 由图可知 p点以前 光照增强 光合速率增加 因此p点时的限制因素是光强度 比较实验1和实验2 在横坐标上任取一点 实验1的光合速率之所以比实验2高 是由于温度高 因而限制实验2的因素是温度 比较实验1和实验3 在横坐标上任取一点 实验1的光合速率之所以比实验3高 是由于co2浓度高 因而限制实验3的因素是co2浓度 6 塑料大棚技术的兴起使我国北方地区冬季餐桌上丰富多彩 下列关于冬季塑料大棚种植蔬菜的有关叙述错误的是 a 大棚内夜间的温度高 不利于植物有机物积累b 晴朗的中午 农民都要将塑料大棚开口 提高大棚内co2的浓度c 阴雨天应提高大棚的温度d 大棚施足农家肥 既有利于提高土壤肥力 又可以提高棚内co2的浓度 解析 选c 温度升高 细胞呼吸增强 不利于有机物积累 a正确 晾棚是为了增加棚内co2含量 为光合作用提供原料 b正确 为降低呼吸消耗 阴雨天应降低大棚的温度 c错误 农家肥含有丰富的n p k等元素 能提高土壤肥力 其中的有机物分解释放出co2 为植物光合作用提供原料 d正确 7 如图甲为光合作用过程示意图 乙为不同光照条件下温度对某植物co2吸收量与释放量的影响图 a b c w x y z代表各种物质或能量 请据图回答下列问题 1 图中b所代表的是 2 在光强度不变的情况下 适当增加 的浓度可提高y的产量 3 过程进行的场所是 4 如果在各种条件都很适宜的情况下 突然除去x 可以测出rubp的含量变化是 5 温度影响光合作用的实质原因是 乙图中温度从25 升至30 的过程中 光照下co2吸收量逐渐下降的原因是 在此过程中 温度达到 时 实际光合速率最大 解析 本题考查光合作用的过程及影响光合作用的环境因素 1 水在光下分解 释放氧气 产生nadph 故图中a b c分别代表光照 氧气和nadph 2 图中y代表三碳糖 在光强度不变的情况下 nadph和atp的含量稳定 增加 x co2的浓度会促进三碳酸分子还原的进行 提高 y 三碳糖的含量 3 过程 代表碳反应阶段 其场所是叶绿体基质 4 突然除去 x co2 co2的固定变慢 rubp消耗减少 故rubp的含量增加 5 温度通过影响酶的活性影响光合速率 温度从25 升至30 的过程中 细胞呼吸速率的增快程度大于光合速率的增快程度 细胞呼吸为光合作用提供了越来越多的二氧化碳 因此植物从外界吸收的二氧化碳越来越少 据乙图可知 在温度达到30 时 实际光合速率为3 3 5 6 5 而其他温度下实际光合速率都小于该值 答案 1 o2 2 x co2 3 叶绿体基质 4 增加 5 温度影响光合酶的活性在该过程中 细胞呼吸速率的增快程度大于光合速率的增快程度 细胞呼吸为光合作用提供了越来越多的二氧化碳 因此植物从外界吸收的二氧化碳越来越少30 8 2012 山东高考 夏季晴朗的一天 甲 乙两株同种植物在相同条件下co2吸收速率的变化如图所示 下列说法正确的是 a 甲植株在a点开始进行光合作用b 乙植株在e点有机物积累量最多c 曲线b c段和d e段下降的原因相同d 两曲线b d段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭 解析 选d 从图中可以看出 a点时光合速率等于呼吸速率 并非从此处开始进行光合作用 a错误 有机物的积累量等于光合作用制造的有机物量减去呼吸作用消耗的有机物量 所以有机物的积累量最多是在e点前与横坐标的交点 不是e点 b错误 b c段下降是因为光照过强 气孔关闭 co2吸收速率降低 d e段下降是因为光强度降低 co2吸收速率降低 c错误 由图中曲线可知 甲 乙两株同种植物在夏季晴朗的一天同种条件下b d段曲线不同 乙曲线b d段出现的原因是光照过强 气孔关闭 甲曲线出现b d段的原因可能是甲植株气孔无法关闭 d正确 9 2011 新课标全国卷 番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后 与对照组相比 其叶片光合强度下降 原因是 a 光反应强度升高 碳反应强度降低b 光反应强度降低 碳反应强度降低c 光反应强度不变 碳反应强度降低d 光反应强度降低 碳反应强度不变 解题指南 1 考查实质 本题考查无机盐对光合作用的影响 2 解题关键 镁是叶绿素合成的重要原料 缺镁叶绿素合成不足 影响光反应 解析 选b 缺镁叶绿素合成不足 影响了光反应的进行 因此光反应强度降低 由于光反应产生的nadph和atp减少 间接影响了碳反应的进行 因此碳反应强度也降低 10 2011 福建高考 下图是夏季晴朗的白天 玉米和花生净光合速率 单位时间 单位叶面