能量之源光与光合作用.pptx

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1、走进高考 第一关:教材关第1页/共171页一捕获光能的色素和结构实验:绿叶中色素的提取和分离(纸层析法)色素的种类和功能叶绿素()叶绿素a(蓝绿色)叶绿素b(黄绿色)主要吸收_和_光类胡萝卜素()胡萝卜素(橙黄色)叶黄素(黄色)主要吸收_光分布于叶绿体红光蓝紫蓝紫第2页/共171页结构外表:双层膜内部基质:含暗反应所需酶基粒:由类囊体重叠而成,增大膜面积,分布着_和光反应所需_决定功能:光合作用的场所证明恩格尔曼的实验色素酶第3页/共171页二光合作用的原理和应用概念:探究历程:1771年普利斯特利(英)1779年英格豪斯(荷)1845年梅耶(德)1864年萨克斯(德)1880年恩格尔曼(美)

2、1939年鲁宾卡门(美)第4页/共171页ATPNADPH(【H】)叶绿体基质固定还原10ATPNADPH第5页/共171页意义制造有机物将光能转化为化学能,储存在有机物中光合作用是最基本的物质代谢和能量代谢维持大气中O2与CO2相对稳定第6页/共171页促进生物进化:无氧呼吸生物 有氧呼吸生物;水生生物 陆地生物应用:提高农作物产量措施(如控制光照强弱和温度的高低,提高CO2浓度)第7页/共171页三化能合成作用同化作用类型自养型:自己将无机物合成有机物并储存能量异养型:利用环境中现成的有机物化能合成作用:利用体外环境中某些_所释放的能量合成有机物无机物氧化第8页/共171页解读高考 第二关

3、:考点关第9页/共171页考点1 “绿叶中色素的提取和分离”实验分析1.原理解读(1)各种色素能溶解在有机溶剂(无水乙醇等)中形成溶液,使色素从生物组织中脱离出来(2)各种色素都能溶解在层析液中,但是在层析液中的溶解度不同溶解度大的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,因而不同色素可以在滤纸上扩散而分开,各种色素分子在滤纸上可形成不同的色素带第10页/共171页2.实验流程图示第11页/共171页第12页/共171页第13页/共171页3.实验疑难点拨(1)实验中几种化学试剂的作用无水乙醇可溶解叶绿体中的色素二氧化硅破坏细胞结构,使研磨充分碳酸钙防止研磨过程中色素被破坏第14页/共171

4、页(2)实验成功的关键叶片要新鲜颜色要深绿,含有较多色素研磨要迅速充分叶绿素不稳定,易被活细胞内的有机酸破坏充分研磨使叶绿体完全破裂,提取较多的色素滤液细线要画得细齐直,这样可以防止色素带重叠且要重复23次,以增加色素量,使色素带更加清晰滤液细线不能触及层析液,否则色素溶解到层析液中,滤纸条上得不到色素带第15页/共171页知识拓展第16页/共171页植物叶中色素的化学性质与叶色的关系色素种类色素种类叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素分子式分子式C55H72N4MgC55H70O6N4MgC40H56C40H56O2化学性质化学性质四种色素都不溶于水四种色素都不溶于水,而

5、溶于酒精而溶于酒精 丙酮丙酮 石油醚等有机溶剂中石油醚等有机溶剂中叶绿素的化学性质没有类胡萝卜素稳定叶绿素的化学性质没有类胡萝卜素稳定,叶绿素的合成易受叶绿素的合成易受光照光照 温度和温度和Mg的影响的影响,这些条件对类胡萝卜素影响小这些条件对类胡萝卜素影响小 植物叶色植物叶色正常叶子的叶绿素和类胡萝卜素的分子比例为正常叶子的叶绿素和类胡萝卜素的分子比例为31,所以正常叶所以正常叶片总是呈现绿色片总是呈现绿色 寒冷时寒冷时,叶绿素分子易被破坏叶绿素分子易被破坏,类胡萝卜素较类胡萝卜素较稳定稳定,显示出类胡萝卜素的颜色显示出类胡萝卜素的颜色,叶子变黄叶子变黄 秋天降温时秋天降温时,植物体植物体为

6、适应寒冷为适应寒冷,体内积累了较多的可溶性糖体内积累了较多的可溶性糖,有利于形成红色的花有利于形成红色的花青素青素,而叶绿素因寒冷逐渐降解而叶绿素因寒冷逐渐降解,叶子呈现红色叶子呈现红色 第17页/共171页例析1下图表示叶绿体色素的提取和分离实验的部分材料和用具据图回答:第18页/共171页(1)图中步骤加入研钵内的物质:A_10 mL,作用是_;B_少许,作用是研磨得充分;C_少许,作用是 _(2)图中步骤将糨糊状的研磨液倒入漏斗中,漏斗底部放有 _(3)图中步骤剪去两角的作用是_,画滤液细线的要求是_ (4)图中步骤中关键应注意_;加盖的目的是_;色素带最宽的是_,扩散速度最快的是_无水

7、乙醇溶解色素二氧化硅碳酸钙防止色素被破坏单层尼龙布防止色素带不整齐细齐直层析液不要没及滤液细线防止层析液挥发叶绿素a胡萝卜素第19页/共171页解析:(1)研磨时需要加入3种物质:10 mL无水乙醇,作用是溶解色素;二氧化硅可以增大摩擦力,使细胞和叶绿体破碎;细胞研磨破碎后,会溢出有机酸,为防止叶绿素中的镁被氢取代,破坏叶绿素,研磨时需加入少许碳酸钙中和有机酸(2)过滤研磨液时,漏斗基部不能用滤纸,因为色素可吸附在滤纸上一般用一层尼龙布过滤(3)剪去两角的作用是防止两边色素扩散过快画滤液细线的要求是细齐直第20页/共171页(4)层析时的关键技术是不能让层析液没及滤液细线,否则,滤液细线会被层

8、析液溶解,不能分离4种色素溶于层析液中,因溶解度的差异,造成在滤纸条上扩散速度不同,从而达到分离的目的由于有的层析液有毒,而且可以挥发,所以要加盖色素带的宽度是由各种色素含量不同造成的,含量越多,色素带越宽,一般植物叶片中叶绿素a含量最多,所以叶绿素a色素带最宽扩散速度最快的是胡萝卜素,在色素带的最上一层第21页/共171页方法技巧:从色素带的宽度知色素含量的多少依次为:叶绿素a叶绿素b叶黄素胡萝卜素 从色素带的位置知在层析液中溶解度大小依次为:胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b在滤纸上距离最近的两条色素带是叶绿素a与叶绿素b,距离最远的两条色素带是胡萝卜素与叶黄素第22页/共171页互动探究1:

9、(1)甲同学利用新鲜的玉米绿色叶片进行“叶绿体色素提取和分离”实验,在滤纸上出现了四条清晰的色素带,其中呈黄绿色的色素带为_(2)该同学改变层析液组成后继续进行实验,滤纸条上只出现了黄绿两条色素带他用刀片裁出带有色素带的滤纸条,用乙醚分别溶解条带上的色素,浓缩后用一分析仪器检测,通过分析色素溶液的_来判断条带的色素种类叶绿素b吸收光谱第23页/共171页(3)实验结束几天后,乙丙两同学发现部分预留叶片已变黄乙同学认为这是由于叶片中某些色素降解所造成的,丙同学则认为某些色素含量增加造成的根据所学知识,你将如何设计实验来判断两个同学的观点是否正确?从预留的叶片中挑选出足量的份量相等大小相近的已变黄

10、的叶片和尚未变黄的叶片为实验材料,在相同条件下,再次进行叶绿体色素的提取分离实验测定和记录实验结果,比较这两种叶片各种色素的组成及含量后,得出结论第24页/共171页解析:叶绿体的四种色素中,叶绿素b呈黄绿色,黄色色素带含有叶黄素胡萝卜素,绿色部分含有叶绿素a叶绿素b,它们的吸收光谱不同,因此可用吸收光谱来判断要判断叶片变黄是由于某些色素分解还是某些色素增加造成的,可通过变黄叶和未变黄叶色素提取分离的结果作对照,比较两组色素的组成及含量即可第25页/共171页考点2叶绿素及吸收光谱1.影响叶绿素形成的外因(1)光是影响叶绿素形成的主要条件:一般植物在黑暗中生长都不能合成叶绿素,叶片发黄例如根不

11、见光,质体为无色素的白色体,故根为无色然而,藻类蕨类和松柏科植物在黑暗中可合成叶绿素,但比在光照下合成少(2)温度:叶绿素的生物合成过程,绝大部分都有酶的参与一般来说,叶绿素形成的最低温度是-4,秋天叶片变黄和早春寒潮过后水稻秧苗变白等现象,都与低温抑制叶绿素形成有关第26页/共171页(3)矿质元素:植物缺NMgFeMnCu或Zn等元素时,就不能形成叶绿素,呈缺绿病NMg都是组成叶绿素的元素,不可缺少FeMnCuZn等可能是叶绿素形成过程中某些酶的活化剂,在叶绿素形成过程中起间接作用第27页/共171页2.荧光现象叶绿素溶液在透射光下呈绿色,但在反射光下呈红色(叶绿素a为血红色,叶绿素b为棕

12、红色),此为荧光现象因为叶绿素分子吸收的光能有一部分消耗于分子内部振动上,辐射出的能量就小,根据波长与光子能量成反比的规律,反射光的波长比入射光的波长要长一些第28页/共171页3.叶绿素a与叶绿素b的比较(1)含量:叶绿素a大约是叶绿素b的3倍(2)颜色:叶绿素a为蓝绿色,叶绿素b为黄绿色(3)功能:叶绿素a可以吸收和传递光能,少数处于特殊状态的叶绿素a还可将光能转换成电能;叶绿素b只能吸收和传递光能第29页/共171页(4)吸收光谱:叶绿素a的吸收光谱在长波光区(640660nm的红橙光)强于叶绿素b,但在短波光区(430450 nm的蓝紫光)弱于叶绿素b如图:第30页/共171页知识拓展

13、第31页/共171页1.连续光谱:可见光 三棱镜 赤橙黄绿青蓝紫吸收光谱:可见光 色素溶液 三棱镜 红光蓝光紫光区出现强暗带,绿光区几乎无变化(说明绿光吸收非常少)应用:(1)不同颜色的光线会对植物的生长发育产生不同的影响(2)不同的植物对不同波长的光有不同的反应所以根据植物不同的品种,选择不同的色膜,就能改善作物的光合品质第32页/共171页2.关于影响叶绿素合成的条件及吸收光谱问题,均可作为探究素材考查探究和实验能力第33页/共171页例析2有甲乙丙丁4盆长势均匀的植物置于阳光下(如图所示),甲添加品红色光,乙添加绿色光,丙添加品红色滤光片A,丁添加绿色滤光片B,经过一段时间,各盆中长势最

14、旺和长势最差的依次是下列的哪一组()A.甲和乙B.乙和丙C.甲和丁D.丙和丁第34页/共171页解析:植物长势取决于其自身光合作用的强度植物进行光合作用时主要吸收红橙光和蓝紫光,图甲不仅有正常阳光,还补加了品红色光,因而光合作用最强,长势最旺丁因阳光透过绿色滤光片B后只有绿色光,而植物光合作用几乎不吸收绿光,因而丁长势最差答案:C第35页/共171页互动探究2-1:将4支盛有等量衣藻溶液的密闭试管,在暗室中放置一定时间后,放在图中abcd所示位置,经照射1 h后,取出衣藻加热脱色,滴加碘液,则呈现蓝色较浅的应是哪支试管中的衣藻()A.aB.bC.cD.d第36页/共171页解析:光合作用在白光

15、下效率最高,其次是红光和蓝紫光,叶绿素对绿光吸收量最少,图中太阳光经三棱镜折射后照射到b试管的是红光,照射到d试管的是蓝紫光,c试管上的光是绿光答案:C第37页/共171页互动探究2-2:下图表示叶绿体中色素的吸收光谱(颜色深浅分别表示吸收量多少)甲乙两图分别是()A.胡萝卜素叶绿素的吸收光谱B.叶绿素胡萝卜素的吸收光谱C.叶黄素叶绿素的吸收光谱D.叶黄素胡萝卜素的吸收光谱第38页/共171页解析:(见本知识点内容)答案:B第39页/共171页实施者实施者科学家科学家实验过程实验过程 方法方法实验现象实验现象实验结论实验结论1771年年普利斯特利普利斯特利(英英)植物更新空气植物更新空气177

16、9年年英格豪斯英格豪斯(荷荷)植物更新空气植物更新空气 只有在光照下且只有在光照下且只有绿叶才只有绿叶才能更能更新空气新空气植物更新空气需植物更新空气需要绿叶和阳要绿叶和阳光光1845年年梅耶梅耶(德德)根据能量转换根据能量转换 和守恒定律和守恒定律推测推测植物进行光合作植物进行光合作用时用时,把光能把光能转换成化学转换成化学能储存起来能储存起来1864年年萨克斯萨克斯(德德)绿色叶片光合作绿色叶片光合作用产生淀粉用产生淀粉第40页/共171页1880年年恩格尔曼恩格尔曼(美美)O2是叶绿体释是叶绿体释放出来的放出来的,叶绿叶绿体是光合作用体是光合作用场所场所1939年年鲁宾鲁宾 卡卡门门(美

17、美)光合作用释放光合作用释放的氧全部来自的氧全部来自水水第41页/共171页特别提醒:在光合作用的发现中,科学家们利用了对照实验,使结果和结论更科学准确(1)萨克斯:自身对照,自变量为光照(一半曝光与另一半遮光),因变量为颜色变化(2)恩格尔曼:自身对照,自变量为光照(照光处与不照光处;黑暗与完全曝光),因变量为好氧菌的分布(3)鲁宾和卡门:相互对照,自变量为标记物质(H218O与 C18O2),因变量为O2的放射性(4)普利斯特利:缺少空白对照,实验结果说服力不强第42页/共171页例析3-1下图表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下,小球藻进行光合作用的实验示意图一段时间后

18、,以下相关比较不正确的是()第43页/共171页 A.Y2的质量大于Y3的质量B.中小球藻的质量大于中小球藻的质量C.中水的质量大于中水的质量D.试管的质量大于试管的质量 解析:Y1和Y3是O2,Y2和Y4是18O2,因此Y2的质量大于Y3;中小球藻中含有(CH218O)的有机物,而中小球藻含有(CH2O)的有机物,故中小球藻质量大于;和中的水都为H218O,且含量相同,因此质量相等;在试管和原有质量相等的情况下,中释放出的是18O2,而中释放出的是O2,故剩余重量大于答案:C第44页/共171页例析3-21883年德国生物学家C.Engelman设计了一个实验研究光合作用的光谱他将棱镜产生的

19、光谱投射到丝状的水绵体上,并在水绵的悬液中放入好氧细菌,观察细菌的聚集情况(如图),他得出光合作用的红光区和蓝光区最强这个实验的思路是()第45页/共171页 A.细菌对不同的光反应不一,细菌聚集多的地方,细菌光合作用强B.好氧细菌聚集多的地方,O2浓度高,水绵光合作用强,则在该种光照射下植物光合作用强C.好氧细菌聚集多的地方,水绵光合作用产生的有机物多,则在该种光照射下植物光合作用强D.聚集的好氧细菌大量消耗光合作用产物O2,使水绵的光合作用速度加快,则该种光有利于光合作用第46页/共171页 解析:好氧细菌的生活中是需要氧气的,因此在好氧细菌聚集的地方应该是氧气多的地方,也就是水绵光合作用

20、强的地方答案:B第47页/共171页互动探究3-1:为证实叶绿体有放氧功能,可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验,装片需要给予一定的条件,这些条件是()A.光照有空气临时装片中无NaHCO3稀溶液B.光照无空气临时装片中有NaHCO3稀溶液C.黑暗有空气临时装片中无NaHCO3稀溶液D.黑暗无空气临时装片中有NaHCO3稀溶液第48页/共171页解析:叶绿体必须在有光照的条件下,由NaHCO3稀溶液提供CO2和H2O作为原料,通过光合作用才能产生氧气;要通过观察好氧细菌在叶绿体周围分布集中,在其他部位分布稀少而证明水绵光合作用产生了氧气,临时装片必须隔绝空气,才能排除无关变量的干扰,形成

21、对照答案:B第49页/共171页互动探究3-2:(2009长沙质检)普里斯特利把一只小白鼠和一盆植物一同放到一个玻璃罩内,结果小白鼠和植物都能存活很长时间但后来有人重复这个实验,却有的能成功,有的不能成功以下关于这一现象的说法,不正确的是()A.该实验并不科学,没有可重复性B.该实验的成功与否,要看是否将装置置于阳光下C.该实验说明光合作用释放的氧气与小白鼠需要的氧达到了平衡D.该实验说明光合作用需要的CO2与小白鼠呼出的CO2达到了平衡第50页/共171页 解析:普里斯特利的实验成功与否的关键,是要把装置置于阳光下普里斯特利的实验虽然把实验装置置于阳光下,取得了成功,但他却忽视了一点,即没有

22、明确地说明将实验装置置于阳光下是取得实验成功的必要条件所以后来的科学工作者在重复该实验时,置于阳光下的取得了成功,不置于阳光下的则遭到失败答案:A第51页/共171页考点4光能转换1.色素在光能转换中的作用(1)吸收传递光能:绝大多数的叶绿素a,全部叶绿素b叶黄素和胡萝卜素(2)吸收转换光能:少数处于特殊状态的叶绿素a2.光能在叶绿体中的转换过程第52页/共171页3.光能转换中的重要物质(1)最初电子供体是少数处于特殊状态的叶绿素a;最终电子和氢供体H2O;最终电子和氢受体NADP+(2)NADPH既是能量(活跃化学能)的载体,也是还原剂(3)NADPHATP和NADP+ADP+Pi将光暗反

23、应连接在一起(4)有关物质的转移:NADPHATP由基粒类囊体膜 基质;NADP+ADP+Pi由基质 基粒类囊体膜(5)光反应不仅需要有关酶,还需要色素,暗反应只需要酶第53页/共171页例析4下图所示为叶绿体中色素蛋白质成分在膜上的分布在图示结构上()A.生物膜为叶绿体内膜B.可完成光合作用的全过程C.发生的能量转换是:光能 电能 化学能D.产生的ATP可用于植物体的各项生理活动第54页/共171页解析:由图可知,该膜结构上可完成光能的吸收和转化过程,即该膜结构为叶绿体基粒囊状结构(类囊体)的薄膜,在这里可以完成光反应过程,能完成光能 电能 化学能的能量转化,该过程所产生的ATP全部用于光合

24、作用的暗反应答案:C第55页/共171页互动探究4:光合作用包括光反应和暗反应两个阶段,下列参与暗反应必需的物质是()A.H2OCO2ADPB.CO2NADPHATPC.H2OCO2ATPD.NADPHH2OADP第56页/共171页解析:光合作用暗反应包括CO2的固定和C3的还原两个阶段,CO2的固定可用CO2+C5 2C3来表示,C3在ATP供能NADPH供能及作还原剂的条件下形成C5和糖类搞清这两个过程,答案就不难得出了答案:B第57页/共171页考点5 光合作用的过程分析1.光合作用过程图解2.反应方程式及元素去向第58页/共171页3.光照与CO2浓度变化对植物细胞的C3C5ATP(

25、CH2O)合成量的影响当外界因素中光照强度弱CO2浓度骤然变化时,短时间内将直接影响光合作用过程中C3C5HATP及C6H12O6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:条件条件C3C5【H】和和ATP(CH2O)合成合成量量停止光照停止光照CO2供应不变供应不变增加增加下降下降减少或没有减少或没有减少或没有减少或没有突然光照突然光照CO2供应不变供应不变减少减少增加增加增加增加增加增加光照不变光照不变停止停止CO2供应供应减少减少增加增加增加增加减少或没有减少或没有第59页/共171页光照不变光照不变CO2供应增供应增加加增加增加减少减少减少减少增加增加光照不变光照不变

26、CO2供应不变供应不变(CH2O)运输运输受阻受阻增加增加减少减少增加增加减少减少第60页/共171页特别提醒:(1)判断某物质的含量变化时,一定要从外界条件改变时短时间内对该物质来源和去路的影响来考虑,且是相对含量的变化(2)暗反应有光无光都能进行若光反应停止,暗反应可持续进行一段时间,但时间不长,故晚上一般认为只进行呼吸作用,暗反应不进行(3)相同时间内,若光照和黑暗间隔处理就比一直光照的有机物积累多,因为HATP基本不积累,利用充分;但一直光照会造成HATP的积累,利用不充分第61页/共171页例析5图1表示光合作用部分过程的图解,图2表示改变光照后,与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合

27、物在细胞内的变化曲线根据图回答:(1)图1中A表示的物质是_,它由_产生,其作用主要是_(2)图1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_用于C3的还原太阳光能(CH2O)水在光下分解H第62页/共171页(3)图2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:_C3CO2与C5结合形成C3和C3不能被还原C5C5与CO2结合形成C3,且C3不能被还原为C5第63页/共171页解析:(1)光反应为暗反应提供的物质是和ATP,由此可确定A是,是由水光解后经一系列过程

28、产生的,其作用主要是用于C3的还原(2)光反应中,光能转换为活跃的化学能储存于ATP等化合物中,14CO2的同化途径为14CO214C3(14CH2O)(3)(4)题干中已说明曲线ab表示C3和C5的含量变化,光照停止后,光反应停止,H和ATP下降,C3的还原减弱直至停止,而CO2的固定仍将进行,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第64页/共171页互动探究5-1:进行正常光合作用的叶片,如果在叶绿体的NADPH与NADP+含量相等的情况下,突然停止供给CO2,请在图中绘出叶绿体中NADPH含量的变化曲线第65页/共171页解析:在光合作用暗反应阶段中,发生CO2

29、的固定和C3还原,其中C3还原过程需要消耗光反应提供的NADPH和ATP,当CO2供应不足时,固定产生的C3减少,C3还原利用的NADPH和ATP减少,NADPH积累;由于光合作用过程中发生着NADP+与NADPH的相互转化,并且两者总量稳定(曲线表明最初两者含量均为1),因此,随着叶绿体中NADP+的逐渐消耗,NADPH的生成减慢,最终NADPH的总量接近叶绿体中最初NADP+与NADPH的总和第66页/共171页答案:第67页/共171页互动探究5-2:有人设计了一个光合作用实验实验前在溶液中加入破损了外膜和内膜的叶绿体及一定量的ATP和H,然后分连续的两个阶段,按图所示的条件进行实验试分

30、析回答:第68页/共171页(1)除糖类外,阶段积累的物质主要有_(2)请在上图中绘出阶段合成糖的速率的可能曲线C3 ADP Pi答案:第69页/共171页考点6 影响光合作用的因素及其在农业生产上的应用第70页/共171页1.单因子影响因素因素图像图像关键点的含义关键点的含义在生产上的应用在生产上的应用单因单因子子影影响响光光照照强强度度A点光照强度为点光照强度为0,此时只进行呼吸作此时只进行呼吸作用用,释放释放CO2量量,即为呼吸强度即为呼吸强度 AB段表明随光照强度加强段表明随光照强度加强,光合光合作用逐渐加强作用逐渐加强,CO2的释放量逐渐的释放量逐渐减少减少,有一部分用于光合作用有一

31、部分用于光合作用;到到B点时点时,呼吸作用释放的呼吸作用释放的CO2全部全部用于光合作用用于光合作用,即光合作用强度即光合作用强度=呼吸作用强度呼吸作用强度,称称B点为光补偿点点为光补偿点(植物白天光照强度应在光补偿植物白天光照强度应在光补偿点以上点以上,植物才能正常生长植物才能正常生长)BC段表明随着光照强度不断加强段表明随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强光合作用强度不断加强,到到C点以点以上不再加强了上不再加强了 C点为光合作用点为光合作用的饱和点的饱和点延长光合作用时间延长光合作用时间:通通过一年多茬种植过一年多茬种植,延长全年内单位延长全年内单位土地面积上绿色土地面积上绿色植物

32、进行光合作植物进行光合作用的时间用的时间光光合合面面积积OA段表明随叶面积的不断增大段表明随叶面积的不断增大,光合光合作用实际量不断增大作用实际量不断增大,A点为光合点为光合作用面积的饱和点作用面积的饱和点,随叶面积的随叶面积的增大增大,光合作用不再增加光合作用不再增加,原因是原因是有很多叶被遮挡在光补偿点以下有很多叶被遮挡在光补偿点以下 OB段干物质量随光合作用增加段干物质量随光合作用增加而增加而增加,而由于而由于A点以后光合作用点以后光合作用量不再增加量不再增加,而叶片随叶面积的而叶片随叶面积的不断增加不断增加OC段呼吸量不断增加段呼吸量不断增加,所以干物质积累量不断降低如所以干物质积累量

33、不断降低如BC段段适当间苗适当间苗 修剪修剪 合理合理密植是增加光合密植是增加光合作用面积的重要作用面积的重要措施措施第71页/共171页CO2浓度浓度在一定范围内在一定范围内,植植物光合作用速率物光合作用速率随随CO2浓度增大浓度增大而加快而加快;但达到一但达到一定浓度时定浓度时,再增加再增加CO2浓度浓度,光合作光合作用速率也不再增用速率也不再增加加,甚至减弱甚至减弱(细细胞呼吸抑制胞呼吸抑制)施用有机肥及采施用有机肥及采取其他措施取其他措施,如提如提高大田或温室高大田或温室CO2浓度浓度温度温度光合作用是在酶光合作用是在酶催化下进行的催化下进行的,温温度直接影响酶的度直接影响酶的活性活性

34、保持昼夜温差保持昼夜温差,白白天适当提高温度天适当提高温度,以提高光合作用以提高光合作用;晚上适当降低温晚上适当降低温室的温度室的温度,以降低以降低呼吸作用呼吸作用,保证植保证植物有机物的积累物有机物的积累第72页/共171页叶龄叶龄随幼叶不断生长随幼叶不断生长,叶面积不断增大叶面积不断增大,叶叶内叶绿体不断增多内叶绿体不断增多,叶叶绿素含量不断增加绿素含量不断增加,光光合速率不断增加合速率不断增加;壮叶时壮叶时,叶面积叶面积 叶绿体叶绿体 叶绿素都处叶绿素都处于稳定状态于稳定状态,光合速率光合速率基本稳定基本稳定;老叶时老叶时,随叶龄随叶龄增加增加,叶内叶绿素被破叶内叶绿素被破坏坏,光合速率

35、下降光合速率下降农作物农作物 果树管理后果树管理后期适当摘除老叶期适当摘除老叶 残残叶叶必需矿质元素必需矿质元素直接或间接影响光合作用直接或间接影响光合作用 N Mg Fe Mn等是叶绿素生物合成所必需的元素等是叶绿素生物合成所必需的元素;K P等等参与碳水化合物代谢参与碳水化合物代谢,缺乏时会影响糖类的转缺乏时会影响糖类的转变和运输变和运输;P参与叶绿体膜的构成及光合作参与叶绿体膜的构成及光合作用中间产物的转变和能量的传递用中间产物的转变和能量的传递合理施肥合理施肥水分水分直接或间接影响光合作用直接或间接影响光合作用 水是光合作用的原水是光合作用的原料料,缺水既可直接影响光合作用缺水既可直接

36、影响光合作用,又会导致叶片又会导致叶片气孔关闭气孔关闭,限制限制CO2进入叶片进入叶片,从而间接影响光从而间接影响光合作用合作用合理灌溉合理灌溉第73页/共171页2.多因子影响多多音音字字影影响响图象图象关键点的关键点的含义含义P点之前点之前,包括包括P点点,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子子,随其因子的不断加强随其因子的不断加强,光合速率不断提高光合速率不断提高 当到当到Q点时点时,横坐标横坐标所表示的因素所表示的因素,不再是影响光合速率的因子不再是影响光合速率的因子,要想提高光合速率要想提高光合速率,可采取适当提高图示的其它因子可采取适当提高

37、图示的其它因子应用应用温室栽培时温室栽培时,在一定光照强度下在一定光照强度下,白天适当提高温度白天适当提高温度 增加光合酶增加光合酶的活性的活性,提高光合速率提高光合速率,也可同时适当增加也可同时适当增加CO2,进一步提高光合进一步提高光合速率速率 当温度适宜时当温度适宜时,可适当增加光照强度和可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光浓度以提高光合作用速率合作用速率 总之总之,可根据具体情况可根据具体情况,通过增加光照强度通过增加光照强度 调节温调节温度或增加度或增加CO2浓度来充分提高光合速率浓度来充分提高光合速率,以达到增产的目的以达到增产的目的第74页/共171页深化拓展:1.补偿点和饱和

38、点的移动(1)补偿点含义:光合作用等于呼吸作用,若改变某一因素(如光照CO2浓度),使光合作用增大(减小),而呼吸作用不受影响,因此为使光合作用=呼吸作用,则补偿点应左移(右移);若改变某一因素(如温度),使呼吸作用增大(减小),为使二者相等,则补偿点应右移(左移)第75页/共171页(2)饱和点含义:当横坐标对应的因素对光合作用最大值不产生影响时,若改变某一因素使光合作用增大(减小),则饱和点应右(左)移(3)阴生植物的光补偿点前移,光饱和点较低2.注意晴天阴天对光合作用坐标曲线的影响第76页/共171页例析6-1(2009江苏,25)某研究性学习小组采用盆栽实验,探究土壤干旱对某种植物叶片

39、光合速率的影响实验开始时土壤水分充足,然后实验组停止浇水,对照组土壤水分条件保持适宜,实验结果如下图所示下列有关分析正确的是(多选)()第77页/共171页 A.叶片光合速率随干旱时间延长而呈下降趋势B.叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降C.实验24天,光合速率下降是由叶片叶绿素含量下降引起的D.实验24天,光合速率下降可能是由叶片内CO2浓度下降引起的第78页/共171页 解析:由图可知叶片光合速率随干旱时间延长而呈下降趋势,A项正确;由图甲和图乙对比可知:光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降,B项正确;实验24天,光合速率下降可能是由水分减少或CO2减少引起的,而叶绿素含量在这一时间内没

40、有改变,所以C项错,D项正确答案:ABD第79页/共171页例析6-2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点右移第80页/共171页解析:分析图像可知:在a点的CO2浓度下,CO2吸收速率为0,说明光合作用与呼吸作用速率相等,在b点的CO2浓度下光合作用达最高速率若光照强度降低,则光合作用减弱,而呼吸作用

41、不变,只有适当提高CO2浓度以增强光合作用,才能与呼吸作用达平衡,所以a点应右移,光照减弱导致光合作用减弱,所以达最高光合作用强度时所需的CO2浓度要减小,所以b点要左移如果光照强度适当增强,则与上述分析相反,a点应左移,b点应右移答案:D第81页/共171页互动探究6:图为某植物光合作用速率与环境因素之间的关系,请据图回答:第82页/共171页(1)甲图表示在光照弱的情况下,光合作用随_的增强成正比增强,这种情况下,可以认为此时影响光合作用的过程是_阶段(2)从图甲可见,光照强度超过某一强度时,光合作用速度不再增加,且有稳定发展的趋势,这种变化主要决定于_,此时光合作用的_阶段受到限制(3)

42、图乙中C点表示光照强度为B时,植物生长的_,出现CD段的原因是 _光照强度光反应温度暗反应最适温度酶活性降低,光合作用速率降低第83页/共171页(4)请在图甲中绘制50时植物光合作用速度变化的曲线(5)根据图甲,在图乙绘制光照强度为A时,不同温度下光合作用速率变化曲线第84页/共171页解析:光合作用速率受光照强度温度和CO2浓度等影响,本题只研究了光照强度和温度对植物光合作用的影响,由甲图可以看出,光照弱时,光合速率随光照强度的增加而上升,此时外界条件主要影响光反应,而与温度无关而当光照强度超过某一值时,温度又成了限制因素由图乙可以看出,在50时光合速率大于20而小于30,可在图甲中相应画

43、出,由图甲看出,在光照强度为A时,光合速率与温度变化无关,可在图乙中相应画出第85页/共171页考点7 同一植物不同条件下气体代谢的特点及相对强度的表示方法1.黑暗状况时植物只进行细胞呼吸,不进行光合作用(1)气体代谢特点此状态下,植物从外界吸收O2,并将细胞呼吸产生的CO2释放到体外(图甲表示)第86页/共171页(2)细胞呼吸相对强度可用如下三种方式表示:用CO2释放量(或实验容器内CO2增加量)表示;用O2吸收量(或实验容器内O2减少量)表示;用植物重量(有机物)的减少量表示第87页/共171页2.较强光照时植物同时进行细胞呼吸和光合作用,且光合作用强度大于呼吸强度(1)气体代谢特点植物

44、光合作用产生的氧气(用m表示)除用于植物的呼吸作用消耗(用m1表示)之外,其余的氧气释放到周围的环境中(用m2表示)第88页/共171页植物光合作用所利用的CO2(用N表示)除来自植物自身细胞呼吸(用N1表示)外,不足的部分从外界吸收(用N2表示)(图乙所示)分析乙图可知,图乙中有如下数量关系:m=m1+m2,N=N1+N2第89页/共171页(2)光合作用相对强度的三种表示方法:用O2释放量(或实验容器内O2增加量)表示;用CO2吸收量(或实验容器内CO2减少量)表示;用植物重量(有机物)的增加量来表示第90页/共171页3.真光合速率=表现(净)光合速率+呼吸速率在光照下光合作用与呼吸作用

45、同时进行:光合作用实际产氧量=实测的氧气释放量+呼吸作用耗氧量;光合作用实际二氧化碳消耗量=实测的二氧化碳消耗量第91页/共171页+呼吸作用二氧化碳释放量;光合作用葡萄糖净产量=光合作用实际葡萄糖生产量呼吸作用葡萄糖消耗量第92页/共171页例析7以测定的CO2吸收量与释放量为指标,研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响,结果如图所示下列分析正确的是()第93页/共171页A.光照相同时间,35时光合作用制造的有机物的量与30时相等B.光照相同时间,在20条件下植物积累的有机物的量最多C.温度高于25时,光合作用制造的有机物的量开始减少D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的

46、有机物的量相等第94页/共171页解析:本题以坐标曲线为载体,考查温度对绿色植物光合作用和呼吸作用的影响图中虚线表示的是CO2的吸收量,即光合作用净合成量,在光照时间相同的情况下,30C时光合作用的总量为3.50(净合成量)+3.00(呼吸消耗量)=6.5 mg/h,35C时光合作用的总量为3.00(净合成量)+3.50(呼吸消耗量)=6.5 mg/h,二者相同;在25C时,CO2吸收量最大,即光合作用净合成量最大;两曲线的交点表示光合作用的净合成量等于呼吸作用消耗量答案:A第95页/共171页互动探究7:将某水生绿色植物放在特定的实验装置内,研究温度对其有机物积累量的影响,实验以CO2的吸收

47、量与释放量为指标实验结果如下表所示:第96页/共171页根据该表数据分析,如果每天交替进行12小时光照12小时黑暗,那么在哪种恒温条件下,该植物积累的有机物最多()A.10B.15C.20D.25第97页/共171页解析:植物积累的有机物量=光合作用制造有机物量-呼吸作用消耗有机物量表格中两者数值差值越大,越有利于植物体内有机物的积累答案:B第98页/共171页考点8化能合成作用化能合成作用:某些微生物能够利用体外环境中的某些无机物的氧化时所释放的能量将二氧化碳转化为有机物的过程,这类微生物称做化能自养型微生物这类微生物通过氧化如氢气硫化氢二价铁离子或亚硝酸盐等无机物,夺取无机物中的电子,通过

48、电子传递链合成ATP和NADPH,再利用ATP和NADPH完成二氧化碳的还原和固定广泛地分布在土壤和水域环境中的硫化细菌硝化细菌氢细菌与铁细菌等都属于这类微生物例如,氢细菌通过将氢气氧化为第99页/共171页水,硫细菌通过将硫化氢氧化为硫酸盐,硝化细菌通过将氨氧化为亚硝酸盐,或将亚硝酸盐氧化为硝酸盐,来驱动二氧化碳的固定,完成有机物的合成图为硝化细菌的化能合成作用第100页/共171页进行光合作用和化能合成作用的生物都是自养型生物;而只能利用环境中现成的有机物来维持自身生命活动的生物是异养型生物第101页/共171页例析8关于化能合成作用的叙述,正确的是(多选)()A.进行化能合成的生物为细菌

49、真菌B.化能合成的生物利用无机物氧化时释放的能量C.硝化细菌能将二氧化碳和水合成糖类D.进行化能合成作用的生物属于异养生物解析:进行化能合成作用的生物能利用无机物氧化时释放的能量把CO2和H2O合成糖类来营养自己,属于自养生物只有某些细菌属于此类型答案:BC第102页/共171页互动探究8:三种单细胞生物均具有细胞壁没有核膜没有成形的细胞核,它们生活所需条件如下表(“”表示需要),下列说法错误的是()第103页/共171页 A.甲能用叶绿体将CO2和H2O转化成有机物B.乙在生态系统的成分中可能是分解者C.丙能进行化能合成作用,能量来源是氨的氧化D.甲丙是需氧型生物解析:甲为光能自养,但甲无叶

50、绿体丙为化能自养,乙是异养生物答案:A第104页/共171页笑对高考 第三关:技巧关第105页/共171页光合作用和呼吸作用的综合考查在近几年的高考中,光合作用和呼吸作用相结合的题目是考查的重点,而且考查多是通过图表信息等方式,并与生产生活相结合,分析解决一些实际问题因此在复习中,要把光合作用的过程与呼吸作用的过程结合在一起,以应对高考对光合作用和呼吸作用考查的要求第106页/共171页典例请回答下列有关光合作用的问题(1)光合速度受到温度二氧化碳和光照强度的影响其中,光照强度直接影响光合作用的_过程;二氧化碳浓度直接影响光合作用的_过程光反应暗反应第107页/共171页(2)甲图表示二氧化碳