2019-2020学年高中生物 第四章 光合作用和细胞呼吸 第二节 第2课时 光合作用的过程及影响光合作用的环境因素课件 苏教版必修1.ppt

第四章光和作用和细胞呼吸第二节光合作用第2课时光合作用的过程及影响光合作用的环境因素 一 光合作用的过程1 过程依据是否需要 分为 和 两个阶段 光能 光反应 暗反应 2 光合作用的概念绿色植物通过 吸收光能 将CO2和H2O合成为有机物并释放出 同时将 转化为 储存在糖类和其他有机物中的过程 3 总反应式 叶绿体 O2 光能 化学能 二 影响光合作用的环境因素及应用1 影响因素 主要包括 和光合作用必需的 等 光照强度 二氧化碳浓度 温度 营养元素 2 光合作用原理的应用 1 提高光能利用率的途径 延长 增加 和增强光合作用效率等 2 提高光合作用效率的措施 大田中 合理密植等 大棚中 适当提高 延长 等 适当补充适宜浓度的营养元素 如施用含 等元素的肥料 光照时间 光照面积 套种 CO2浓度和温度 光照时间 N P K Mn Zn 一 光反应和暗反应的区别和联系 光反应和暗反应的区别和联系 色素 光 酶 H ATP 有机物 ADP 类囊体膜 基质 4 H O2 ADP Pi 能量 CO2 C52C3 光能 ATP H ATP和 H 中活跃的化学能 稳定的化学能 H ATP 特别提醒 暗反应有光 无光都能进行 若光反应停止 暗反应可以持续一段时间 但时间不长 故一般认为晚上只进行细胞呼吸 不进行暗反应 1 光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段 下列说法正确的是 A 叶绿体的类囊体膜上进行光反应和暗反应B 叶绿体的类囊体膜上进行暗反应 不进行光反应C 叶绿体基质中可进行光反应和暗反应D 叶绿体基质中进行暗反应 不进行光反应解析 光合作用可分为光反应和暗反应两个阶段 光反应的场所是叶绿体的类囊体膜 暗反应的场所为叶绿体基质 答案 D 二 影响光合作用的因素1 光照强度 1 在一定光照强度范围内 随光照强度 光合作用速率 当达到光饱和点 B点 光照强度不再是光合作用速率的限制因素 2 应用 强光植物与弱光植物的间作 不同农作物的套种 林带树种的配置等 增加 增加 2 CO2浓度 1 在一定范围内 光合作用速率随CO2浓度的 而 但当CO2浓度增加到一定范围后 光合作用速率 其中A 点表示进行光合作用所需CO2的 浓度 B 点表示CO2饱和点 2 应用 温室中适当 CO2浓度 如投入干冰等 大田中 正其行 通其风 多施 来提高CO2浓度 增大 增大 不再增加 最低 增加 有机肥 3 温度 如图所示 1 曲线分析光合作用是在酶催化下进行的 温度直接影响 AB段 10 35 随温度的 光合速率逐渐加强 B点 35 以后光合作用的酶活性 光合速率开始下降 50 左右光合作用完全停止 2 应用 冬季白天 温室适当 夏季夜晚 温室适当 酶的活性 升高 下降 升温 降温 4 水和矿质元素 如图所示 1 曲线分析在一定范围内水 矿质元素越多 光合速率越快 但达到一定值后就不再增加 矿质元素一般是作为色素的组成成分或影响光合作用中酶的活性来发挥作用的 2 应用 合理灌溉 合理施肥 特别提醒 光合速率的日变化 1 春秋天 无云的晴天 从早晨开始 光合作用随光照增强而逐渐加强 中午达到高峰 以后随光照减弱而逐渐降低 到日落则停止 形成单峰曲线 2 夏天 晴天无云而太阳光照射强烈时 光合进程便形成双峰曲线 一个高峰在上午 一个高峰在下午 中午前后光合速率下降 呈现 午休 现象 原因是蒸腾作用旺盛导致气孔关闭 限制CO2进入叶片 2 下图所示某植物光合作用速率与环境因素之间的关系 请据图分析回答 1 甲图中光合作用速率不断增加时 可以认为光合作用速率是受 的影响 此时主要影响光合作用的 阶段 2 B点作为限制光合作用速率的环境因素 主要有 等 3 C点作为光合作用速率的限制因素主要是温度 此外还有 等 4 请在甲图中绘制50 时植物光合作用速率变化曲线 解析 1 从甲图看 温度不断增加时 光合作用速率是随光照强度的增加而增加 光照强度主要影响光合作用的光反应阶段 2 B点时 光照强度不是限制光合作用速率的因素 温度 CO2浓度等是限制光合作用速率的因素 3 C点处 温度是限制光合作用速率的因素 除此之外还有CO2浓度 必需矿质元素供应 光照强度等 4 从乙图看 50 时光合作用速率介于20 和30 之间 因此在甲图中20 和30 之间画出曲线即可 答案 1 光照强度光反应 2 温度CO2浓度 3 CO2浓度必需矿质元素供应 4 如图曲线 50 的曲线在20 30 曲线之间 类型一光合作用的过程 例1 甲图表示光合作用部分过程的图解 乙图表示改变光照后 与光合作用有关的C5和C3在细胞内的变化曲线 请据图回答问题 1 甲图中A表示的物质是 它是由 产生的 其作用主要是 2 甲图中ATP形成所需的能量最终来自于 若用放射性同位素标记14CO2 则14C最终进入的物质是 3 乙图中曲线a表示的化合物是 在无光照时 其含量迅速上升的原因是 4 曲线b表示的化合物是 在无光照时 其含量下降的原因是 解析 本题主要考查光合作用过程和光合作用过程中物质的变化 解答本题的关键是明确光合作用光反应阶段和暗反应阶段之间的关系 1 光反应为暗反应提供的物质是 H 和ATP 由此可确定A是 H H 是由H2O光解后经一系列过程产生的 其作用主要是用于C3的还原 2 光反应中 光能转化为活跃的化学能储存于ATP中 14CO2的同化途径为14CO2 14C3 14CH2O 3 题干中已明确a b表示C3和C5的含量变化 光照停止后 光反应停止 H 和ATP含量下降 C3的还原减弱直至停止 而CO2的固定仍在进行 因此C3含量相对升高 C5含量相对下降 即a表示C3 b表示C5 答案 1 H 水在光下分解用于C3的还原 2 光能 CH2O 3 C3CO2与C5结合生成C3 而C3不能被还原 4 C5CO2的固定消耗C5 而C3的还原被停止 当外界条件骤变时 光反应和暗反应中物质变化情况 当外界因素中光照强弱 CO2浓度骤然变化时 短时间内将直接影响光合作用过程中C3 C5 H ATP及C6H12O6的生成量 进而影响叶肉细胞中这些物质的含量 它们的关系归纳如下 类型二影响光合作用的因素 例2 如图表示某植物在恒温30 时光合速率与光照强度的关系 试回答下列问题 1 图中b点时 该植物生理活动的特点是 2 已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 和30 在其他条件不变的情况下 将温度调节到25 和30 在其他条件不变的情况下 将温度调节到25 图中a点将向 移动 b点将向 移动 3 若该图是在CO2浓度为0 1 的条件下测得的结果 在其他条件下不变的情况下 当CO2浓度升到0 3 时 b点向哪个方向移动 解析 1 在图中b点时 光合作用强度与呼吸作用强度相等 2 将温度从30 调到25 时 光合作用增强 呼吸作用减弱 故图中a点将向下移动 b点将向左移动 3 当CO2浓度增加时 光合作用加强 故只需要较弱的光照就可以使光合作用强度与呼吸作用强度相等 即b点将向左移动 答案 1 光合作用强度等于呼吸作用强度 或光合速率等于呼吸速率 2 下左 3 向左移 多因子对光合作用速率影响的分析 1 曲线分析 P点时 限制光合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影响光合速率 要想提高光合速率 可采取适当提高图示中的其他因子的方法 2 应用 温室栽培时 在一定光照强度下 白天适当提高温度 增加光合酶的活性 提高光合速率 也可同时适当补充CO2 进一步提高光合速率 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 总之 可根据具体情况 通过增加光照强度 调节温度或增加CO2浓度来充分提高光合速率 以达到增产的目的 随堂检测 1 光反应在叶绿体类囊体上进行 在适宜条件下 向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP 照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色 该反应过程中 A 需要ATP提供能量B DCIP被氧化C 不需要光合色素参与D 会产生氧气 解析 光合作用中的光反应发生在类囊体薄膜上 光合色素吸收光能 一方面使水光解 释放出氧气和形成 H 另一方面在有关酶的催化作用下 促使ADP与Pi发生化学反应形成ATP D项符合题意 A C项不符合题意 结合题干信息 加入氧化还原指示剂DCIP后 DCIP会被 H 还原 B项不符合题意 答案 D 2 如图是叶绿体的示意图 有关叙述正确的是 A 吸收光能的色素主要分布在4中B 许多进行光合作用所必需的酶在2和3中C 如此多的3极大地扩展了受光面积D 该结构是光合作用的主要场所解析 叶绿体中吸收光能的色素分布于3叶绿体类囊体膜上 与光合作用有关的酶分布于类囊体膜及叶绿体基质中 对于有叶绿体的细胞而言 光合作用的全过程都是在叶绿体内完成的 所以叶绿体是光合作用的场所而不是主要场所 答案 C 3 如图表示叶肉细胞中的某项生理活动 完成过程 需要 A 二氧化碳和酶B 二氧化碳 ATPC ATP和 H 酶D 色素和光解析 过程是光合作用暗反应阶段中C3的还原 需 H ATP和酶 答案 C 4 生长于较弱光照条件下的植物 当提高CO2浓度时 其光合作用速率并未随之增加 主要限制因素是 A 呼吸作用和暗反应B 光反应C 暗反应D 呼吸作用解析 由于光照较弱 光反应过程受到影响 不能为暗反应过程提供充足的 H 和ATP 因此CO2浓度虽然提高 但是光合作用速率也不会随之增加 答案 B 5 如图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率 下列假设条件中能使图中结果成立的是 A 横坐标是CO2浓度 甲表示较高温度 乙表示较低温度B 横坐标是温度 甲表示较高CO2浓度 乙表示较低CO2浓度C 横坐标是光波长 甲表示较高温度 乙表示较低温度D 横坐标是光照强度 甲表示较高CO2浓度 乙表示较低CO2浓度 解析 由题图可知 甲 乙两曲线刚开始重叠 之后又分开 A项所述条件不会出现图示结果 A项不符合题意 横坐标为温度 则相应曲线应存在最适温度下的最高净光合速率 呈现先上升后下降趋势 B项不符合题意 叶绿体中的叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 若横坐标表示光波长 随着波长增大植物的净光合速率不应是先增大后趋于稳定 C项不符合题意 随着光照强度的增加 净光合速率先增加后趋于稳定 在某一光照强度 较高浓度的CO2条件下植物净光合速率大 D项符合题意 答案 D 6 如图是绿色植物体内能量供应及利用的示意图 下列说法有误的是 A A中可以将水分解成氧B B中的ATP用于还原三碳化合物C A C中合成ATP所需的能量来源相同D D过程一般与细胞内的吸能反应相联系 解析 A中光反应阶段可以将水分解为氧和还原氢 A正确 光反应阶段合成的ATP用于暗反应阶段B中三碳化合物的还原 B正确 A中合成ATP的能量来源是光能 C中合成ATP的能量来源是储存在有机物中的化学能 C错误 ATP的水解释放能量 所以一般与细胞内的吸能反应相联系 D正确 答案 C 7 关于小麦光合作用的叙述 错误的是 A 类囊体膜上产生的ATP可用于暗反应B 夏季晴天光照最强时 小麦光合速率最高C 进入叶绿体的CO2不能被NADPH直接还原D 净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长解析 光合作用的光反应发生在叶绿体的类囊体膜上 其产生的ATP用于暗反应的进行 A项正确 小麦为C3植物 当夏季晴天光照最强时 气孔关闭 CO2供应不足 此时光合速率降低 B项错误 进入叶绿体的CO2被固定生成C3化合物后才能被NADPH还原 C项正确 当净光合速率为零时 说明此时没有有机物的积累 长期如此 会导致幼苗生长受阻 D项正确 答案 B 8 某植物净光合速率的变化趋势如图所示 据图回答下列问题 1 当CO2浓度为a时 高光强下该植物的净光合速率为 CO2浓度在a b之间时 曲线 表示了净光合速率随CO2浓度的增高而增高 2 CO2浓度大于c时 曲线B和C所表示的净光合速率不再增加 限制其增加的环境因素是 3 当环境中CO2浓度小于a时 在图示的3种光照下 该植物呼吸作用产生的CO2量 填 大于 等于 或 小于 光合作用吸收的CO2量 4 据图可推测 在温室中 若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量 还应该同时考虑 这一因素的影响 并采取相应措施 解析 1 据图可知 CO2浓度为a时 高光强 曲线A 下的纵坐标为0 即净光合速率为0 CO2浓度在a b之间时 曲线A B C均表现为上升趋势 即三者的净光合速率均随CO2浓度增高而增高 2 CO2浓度大于c时 高光强条件下 曲线A 的净光合速率仍然能够随着CO2浓度的增高而增高 而中光照与低光照条件下的净光合速率不再随CO2浓度的增高而增高 由此可知 限制B C净光合速率增加的环境因素不再是CO2浓度 而是光强 3 CO2浓度小于a时 3种光强下 净光合速率均小于0 即呼吸速率大于光合速率 也就是说呼吸作用产生的CO2量大于光合作用吸收的CO2量 4 据图可知 CO2浓度和光强会影响净光合速率从而影响植物的产量 故若要提高植物的产量 应综合考虑CO2浓度和光强对植物的影响 答案 1 0A B和C 2 光强 3 大于 4 光强 9 下图是光合作用过程图解 请据图回答下列问题 内填写字母 1 图中A代表 其功能是 2 图中表示光反应的是 其在叶绿体的 进行 光反应为暗反应提供了暗反应进行必需的 和 3 由F到J的反应过程叫 其在叶绿体 进行 4 图中所示光合作用过程中不释放也不需要消耗能量的反应是 用物质符号等回答 5 在有光条件下 停止CO2供给 C5的变化是 在CO2供给充足时 植物从暗处移到明处后 C3的变化是 6 通过对图中光合作用的原理和