《高三生物复习资料》第9讲光合作用

第9讲光合作用,条件不同,场所不同,过程不同,光合作用是不是细胞呼吸的逆反应？,基粒,外膜,内膜,基质,(类囊体堆叠形成),思考：类囊体的结构非常特殊，使得叶绿体内部的膜面积大大增加，这样的结构与它的功能有哪些密切相关性呢？,极大地扩展了受光面积为光合作用所必需的酶提供附着点为吸光色素提供广大的附着点,光合色素的提取和分离P87,实验原理叶绿体中的色素能溶于有机溶剂中(如95%乙醇)。色素在层析液中溶解度不同,在滤纸上的扩散速度也不同(溶解度高扩散得快)。材料试剂新鲜绿色叶片95%乙醇CaCO3SiO2层析液方法步骤提取色素(研磨过滤)制备滤纸条画滤液细线分离色素,（2013江苏卷）关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是A.使用定性滤纸过滤研磨液B.将干燥处理过的定性滤纸条用于层析C.在划出一条滤液细线后紧接着重复划线2-3次D.研磨叶片时，用浓度为75%的乙醇溶解色素（2013海南卷）关于叶绿素提取的叙述，错误的是A.菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料B.加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏C.用乙醇提取的叶绿体色素中没有胡萝卜素D.研磨时加入二氧化硅可使叶片研磨更充分,叶绿体中的色素,橙黄色,黄色,蓝绿色,黄绿色,主要是红光蓝紫光,主要是蓝紫光,太阳光,红外光700nm,可见光400-700nm,紫外光400nm,紫靛蓝绿黄橙红,吸收光谱,蓝紫光,红色,绿色,黑色,无色,思考：选什么颜色的玻璃钟罩光合作用最强？什么颜色最弱？,影响叶绿素合成的外界因素光：是影响叶绿素合成的主要条件温度：叶绿素的合成过程有酶的参与矿质元素：缺N、Mg、Fe、Mn、Cu或Zn时，叶绿素不能正常形成，呈缺绿症。,（2013新课标卷II）关于叶绿素的叙述，错误的是A叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素B被叶绿素吸收的光可用于光合作用C叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同D植物呈现绿色使由于叶绿素能有效地吸收绿光,类囊体,基质,三碳糖,H2O,O2,ATP,NADPH,CO2,光反应,碳反应,H2O,光反应与碳反应的过程,光反应阶段,碳反应阶段,（叶绿体类囊体膜中）,（叶绿体基质中）,叶绿素、类胡萝卜素复合体（光系统）,叶绿素类胡萝卜素,叶绿素a蛋白质复合体（可以转换光能）,2e-,光系统,光系统,2e-,叶绿素、类胡萝卜素复合体,光反应包括光系统和光系统P91,物质变化：能量变化：,H2O2H+O2+2e-,ADP+Pi+能量ATP,光能电能ATP、NADPH中活跃的化学能,光反应中的物质和能量变化,NADP+H+2e-NADPH,光能被转变为ATP和NADPH中的化学能,光反应小结：,场所：条件：物质变化：能量的转换：最初电子供体：最终电子受体：,基粒类囊体,水的光解、ATP、NADPH的形成,光能电能ATP、NADPH中活跃的化学能,水,NADP+,需光直接参与、色素、酶,多种酶参加催化,1个CO2,碳反应,参与合成淀粉、蛋白质和脂质；大部分三碳糖运到叶绿体外，转变成蔗糖。,三碳糖,蛋白质,脂质,蔗糖,氨基酸,淀粉,三碳糖（大部分）,供细胞利用,光合产物在植物细胞中的利用,1.碳反应的直接产物是三碳糖；2.三碳糖在叶绿体内能参与合成淀粉、蛋白质和脂质；3.大部分三碳糖运到叶绿体外，转变成蔗糖。,碳反应中的物质变化,CO2的固定,C3的还原,C5（RuBP）的再生,5三碳糖3C5,3C5（RuBP）+3CO26C3（3-磷酸甘油酸）,碳反应小结：,场所：条件：物质变化：能量的转换：碳反应直接产物:,叶绿体基质,CO2的固定；C3的还原；RuBP再生,ATP、NADPH中活跃的化学能有机物中稳定的化学能,三碳糖,不需光直接参与、多种酶,2.若CO2浓度突然降至极低，其他条件不变的情况下，叶肉细胞内下列化合物的含量在短时间内有何变化？C5C3C3糖ATP,1.在光照突然消失，其他条件不变的情况下，叶肉细胞内下列化合物的含量在短时间内有何变化？ATPC3C3糖C5,(CH2O),光、色素、酶,多种酶、ATP、NADPH,类囊体膜中,叶绿体基质中,水的光解H2O2H+O22e,ATP的生成ADPPi+能量ATP,C3的还原和C5的再生,CO2的固定,3CO23C56C3,C3NADPH,ATPADPPi,C5,光能电能活跃的化学能,活跃的化学能稳定的化学能,NADPH的生成NADP+2eH+NADPH,光反应为暗反应提供NADPH、ATP，合成储存能量的有机物。,（2013海南卷）某植物叶片不同部位的颜色不同，将该植物在黑暗中放置48h后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。在日光下照光一段时间，去除锡箔纸，用碘染色法处理叶片，观察到叶片有的部位出现蓝色，有的没有出现蓝色。其中，没有出现蓝色的部位是A.a、b和dB.a、c和eC.c、d和eD.b、c和e,（2013重庆卷）下图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述正确At1t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多Bt2t3，碳反应限制光合作用。若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高Ct3t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、碳反应增强的结果Dt4后短暂时间内，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,光合作用反应式：,C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量,酶,需氧呼吸反应式：,6CO2+12H2*O,光能,叶绿体,C6H12O6+6*O2+6H2O葡萄糖,叶绿体,细胞溶胶、线粒体,有光时进行（白天）,时刻都在进行,需光、CO2、叶绿体等,需氧、酶等,无机物,有机物,有机物,无机物,光能,化学能,化学能,ATP中化学能,H2O的光解,C6H12O6、丙酮酸、H2O的分解,还原三碳分子（C3）,与O2结合生成H2O,合成有机物，贮存能量,分解有机物，释放能量,光合作用为细胞呼吸提供有机物、O2；细胞呼吸为光合作用提供CO2等,光合作用和需氧呼吸的比较,热能,光合作用强度（速率）=,制造有机物量（放O2量、吸CO2量）,单位时间、单位光合作用面积,光合作用速率,单位时间内，单位光合作用面积所固定的太阳能。可以用生产的有机物的量、植物释放的氧气的量、吸收的二氧化碳的量来表示。,六、影响光合作用的因素,下列材料如何检测光合速率？叶片、打孔器、真空泵、试管、NaHCO3稀溶液，日光灯,检测光合速率的指标是？,B瓶中的液体是？,NaHCO3溶液,如何检测单位时间内制造有机物的量?,M是什么条件?,影响光合速率的内部因素有哪些？外部（环境）因素有哪些？如何研究？,影响光合速率因素,内部影响因素,植物的种类色素的含量酶的数量叶绿体的数量,真正光合作用强度（速率）=,叶绿体制造有机物量（放O2量、吸CO2量）,单位时间、单位光合作用面积,表观（净）光合作用强度（速率）=,细胞或植株积累有机物量（放O2量、吸CO2量）,单位时间、单位光合作用面积,真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率,环境因素影响光合速率,怎样才能提高光合速率？,影响光合作用的环境因素,光照强度光照光反应ATP和NADPH三碳酸的还原温度温度酶的活性CO2浓度CO2浓度碳反应水影响气孔开闭(CO2供应)碳反应矿质元素影响叶绿素、ATP、NADPH的合成，酶的活性等,（光饱和点）,（光补偿点）,光强度,A,B,CO2的吸收值,CO2的释放值,影响光合速率的因素（光强度）,C,+6+4+2-1-2,（光饱和点）,（光补偿点）,光强度,A,B,O2的释放值,O2的吸收值,黑暗中呼吸作用强度,表观光合速率,真正光合速率,影响光合速率的因素（光强度）,真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率,C,+6+4+2-1-2,（光饱和点）,（光补偿点）,光强度,A,B,CO2的吸收值,CO2的释放值,C,+6+4+2-1-2,光强度、温度和CO2浓度对光合作用的影响是综合性的。,受碳反应限制,为什么光强度达到B点后，光合速率不再增强？,（光饱和点）,（光补偿点）,光强度,A,B,CO2的吸收值,CO2的释放值,C,+6+4+2-1-2,（高温）高CO2百分含量,（低温）低CO2百分含量,光强度、温度和CO2浓度对光合作用的影响是综合性的。,温度，CO2浓度。,一般情况下，光强度达到B点后，限制光合速率的主要环境因素可能是哪些？,（光饱和点）,（光补偿点）,光强度,A,B,CO2的吸收值,CO2的释放值,影响光合速率的因素（光强度）,C,+6+4+2-1-2,如果适当提高CO2浓度(不影响呼吸速率），请问A、B点如何变化？,（高温）高CO2百分含量,（低温）低CO2百分含量,不同光质对光合速率的影响,农业上用大棚种植蔬菜，应选择颜色的玻璃（塑料薄膜）。,无,光合作用合成量,光强度,蓝光,红光,黄光,（3）CO2浓度,-,放出,O2,(mg/dm2h),A,B,C,吸收,Co2浓度,CO2在适宜浓度范围内，光合速率会随CO2浓度的增高而增高。,D,影响光合速率的因素（CO2浓度）,CO2浓度,光合速率,0,C,B,1.目前大气中CO2浓度在哪点?,CO2浓度在1%以内时，光合速率会随CO2浓度的增高而增高，超过1%光合速率不再增强，为什么？农田里的农作物应确保良好的通风透光和增施有机肥。温室中可增施有机肥或使用CO2发生器等。,A,如何用表观光合速率表示？,（co2饱和点）,（co2补偿点）,CO2浓度,A,B,O2的释放值,O2的吸收值,C,一般情况下，CO2浓度达到C点后，限制光合速率的主要环境因素可能是？,光照强度,如何用表观光合速率表示？,（co2饱和点）,（co2补偿点）,CO2浓度,A,B,O2的释放值,O2的吸收值,C,请在图上画出更弱光强度下光合速率的曲线?,（弱光）,（强光）,图甲表示某地夏季一密闭大棚内一昼夜间CO2浓度的变化，图乙表示棚内植株在b点时消耗的CO2总量与消耗的O2总量之比(体积比)，其中正确的是(),如图中的甲、乙两图为一昼夜中某作物植株对二氧化碳的吸收和释放状况的示意图甲图是在春季的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问（1）甲图曲线中C点和E点（外界环境中二氧化碳浓度变化为零）处，植株处于何种生理活动状态光合作用吸收二氧化碳和呼吸作用释放二氧化碳处于平衡状态（2）根据甲图推测该植物接受光照的时间是曲线中的BF段，其中光合作用强度最高的是D点，植株积累有机物最多的是E点（3）乙图曲线中间E处光合作用强度暂时降低，可能是因为?,光合作用整套机构对温度比较敏感，温度过高时光合速率会减弱。光合作用的最适温度因植物种类而异。,影响光合速率的因素（温度）,温度,吸收量,CO2,0,25,将生长状况相同的水稻幼苗分成若干组，分别置于不同日温和夜温下生长，其他条件相同且适宜。一段时间后测定统计每组幼苗的平均高度，结果如下：,温室栽培中，可适当提高白天温度，适当降低夜间温度，从而提高作物产量（有机物积累量）。,影响光合速率的因素（温度）,影响光合速率的因素（温度）,光合作用,呼吸作用,温度,吸收或释放量,CO2,0,温室栽培中，可适当提高白天温度，适当降低夜间温度，从而提高作物产量（有机物积累量）。,（4）水分,缺水部分气孔关闭C3形成减少,叶脉折断水分运输受阻,（5）矿质元素,光照强度,较高CO2浓度,较低CO2浓度,（6）各种环境因素的综合作用,A,B,讨论：A、B点,限制光合作用强度的因素分别是什么?,CO2的吸收值,CO2的释放值,适宜温度,较低温度,思考：图中各曲线的差异是由于什么因素影响了光合作用的什么过程所致？,光合作用合成量,光合作用合成量,光合作用合成量,光强度,光强度,光强度,暗反应,光反应,光反应暗反应,CO2、温度,光质,生长状况,X1,X2,Y2,Y1,Y3,Z3,Z2,Z1,X3,增加光合作用面积,提高光能利用率,提高农作物的产量的措施,采用优良品种,除草治虫,控制光照强度,适当增加CO2的浓度,提供充足的肥料,控制好温室内的温度,提供充足的水分,提高光合作用效率,延长光合作用时间,(套种、轮种等),(合理密植、间作等),有关光合作用的实验设计如何验证光合作用有无进行?怎样测定光合作用速率?如何验证光合作用的生成物(O2、淀粉)?如何验证光合作用中产生的氧气来自于H2O?如何去掉叶绿体中的色素(脱色)?如何验证光合作用需要CO2或叶绿体或光等？,设计实验：验证叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光材料用具：色素提取液三棱镜光源等实验思路:预期结果：.,透过三棱镜的光，照射水绵临时装片，大量好氧菌聚集在红光和蓝紫光区。说明光合色素主要吸收这两个波段的光。,问题4色素吸光特性的探究,(03江苏)生长旺盛的叶片,剪成5毫米见方的小块,抽去叶内气体,做下列处理(见图及图注),这四个处理中,沉入底部的叶片小块最先浮起的是,照光,（06四川卷）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强，a点右移，b点右移D如果光照强度适当增强，a点左移，b点右移,设计实验：探究植物光合作用产物氧气中氧的来源,实验思路:预期结果：.,1939年，鲁宾和卡门的同位素标记法实验证实：光合作用产生的氧气来自水，而不是来自二氧化碳。