1、第1页，共94页。第2页，共94页。第4节光与光合作用第三单元细胞的能量供应和利用第3页，共94页。1.光合作用的基本过程()。2.影响光合作用速率的环境因素()。3.实验：叶绿体色素的提取和分离。考纲要求考纲要求第4页，共94页。知识体系构建第5页，共94页。一、光合作用概述：一、光合作用概述：1 1、概念：、概念：2 2、总反应式：、总反应式：CO2+H2O （CH2O）+O2光能光能叶绿体叶绿体 绿色植物通过绿色植物通过叶绿体叶绿体，利用，利用光能光能，把，把CO2和和H2O转转化成储存能量的化成储存能量的有机物有机物，并释放出，并释放出O2的过程。的过程。第6页，共94页。绿叶中色素的
2、提取和分离绿叶中色素的提取和分离1、提取的色素原理？、提取的色素原理？2、分离色素的原理？、分离色素的原理？色素能溶解在有机溶剂色素能溶解在有机溶剂无水乙醇无水乙醇各种色素在各种色素在层析液层析液中的溶解度不同，溶中的溶解度不同，溶解度大的则在滤纸上扩散的快。解度大的则在滤纸上扩散的快。第7页，共94页。3、方法步骤、方法步骤1）提取色素：称取 剪碎 研磨（碳酸钙 二氧化硅 无水乙醇）过滤（单层尼龙布、滤后加棉塞）2）制备滤纸条：剪去两角（防止两边滤液 扩散速度太快），画铅笔线3）画滤液细线：细、直、齐，重复几次4）色素分离：用层析液，液面不能淹没滤液细线第8页，共94页。4、捕获光能的色素种
3、类和含量、捕获光能的色素种类和含量捕捕获获光光能能的的色色素素类胡萝卜类胡萝卜素素叶绿素叶绿素胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b(占占1/4)(占占3/4)滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？（橙黄色）（橙黄色）（黄色）（黄色）（蓝绿色）（蓝绿色）（黄绿色）（黄绿色）第9页，共94页。(1)色素提取液色浅,原因是没有加二氧化硅,研磨不充分;一次加入大量无水乙醇,提取液浓度低(正确做法:分次加入少量无水乙醇提取色素);使用放置数天的叶片,色素含量少。(2)色素提取液发黄,原因是未加碳酸钙或加入量过少,叶绿素分子部分被破
4、坏。(3)没有提取到色素,原因是没有加有机溶剂(无水乙醇)。(4)色素没有分开,原因是没有塞紧试管口,滤纸上的层析液挥发掉了。(5)滤纸条看不见色素带,原因是忘记画滤液细线;滤液细线触及了层析液,色素全部溶解到层析液中。【特别提醒】实验失败的原因分析第10页，共94页。实验改进 如果用圆形滤纸替代滤纸条做层析实验,应在圆心处点样。滤液在圆形滤纸上的扩散结果是出现4个同心圆,最外面的是胡萝卜素,向内依次为叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。第11页，共94页。光合色素光合色素种类种类叶叶绿绿素素类类胡胡萝萝卜卜素素胡萝卜素胡萝卜素 叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a a叶绿素叶绿素b b功能功能吸收、传递和转化
5、光能吸收、传递和转化光能特性特性不溶于水，只溶解于有机溶剂不溶于水，只溶解于有机溶剂光合色素是不是只有类胡萝卜素和叶绿素？光合色素是不是只有类胡萝卜素和叶绿素？第12页，共94页。叶绿体中的色叶绿体中的色素提取液素提取液5、四种色素对光的吸收、四种色素对光的吸收叶绿素主要吸收叶绿素主要吸收_类胡萝卜素主要吸收类胡萝卜素主要吸收_蓝紫光蓝紫光蓝紫光、红光蓝紫光、红光1、树叶为什么是绿色？、树叶为什么是绿色？2、P100拓展题拓展题2？第13页，共94页。不同颜色的藻类吸收不同波长的光。吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方绿藻绿藻褐藻褐藻红藻红藻
6、第14页，共94页。某同学在进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时,进行了以下操作,该同学的操作有误的是()将5 g新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中,加入无水乙醇后直接进行研磨;将预备好的滤纸条一端剪去两角,在距这一端1 cm 处用钢笔画一条横线;为增强实验效果,将滤液细线画粗些;将滤纸条画有滤液细线的一端朝下,轻轻插入层析液中,让滤液细线浸入层析液中。A.B.C.D.第15页，共94页。第16页，共94页。注意：(1)关键词与试剂的对应关系不能混淆。提取色素无水乙醇,分离色素层析液。(2)目的和原理的对应关系不能颠倒。提取的原理是绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,可以利用无水乙醇提取绿叶中的
7、色素;分离的原理是色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢。(3)可用丙酮或其他有机溶剂代替无水乙醇提取色素,但丙酮有毒,研磨时需采取措施防止挥发;也可用汽油代替层析液进行层析。(4)可用其他绿色叶片代替菠菜,但不能用不含叶绿素的材料。第17页，共94页。第18页，共94页。在植物实验室的暗室内，为了尽可能地降低植物光合作用的强度，最好安装（）。A、红光灯 B、绿光灯C、白炽灯 D、蓝光灯第19页，共94页。（2017海南卷.10）将叶绿体悬浮液置于阳光下，一段时间后发现有氧气放出。下列相关说法正确的是（）A离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气B若将叶绿体置于
8、红光下，则不会有氧气产生C若将叶绿体置于蓝紫光下，则不会有氧气产生D水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量（2016新课标2卷.4)关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是（）A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C.通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的第20页，共94页。将可见光通过三棱镜后照射到绿色植物叶片的某种色素提取液上，可获得该吸收光谱(图中的数字表示光的波长，单位为nm，暗带表示溶液吸收该波长的光后形成的光谱)。则该色素是A.类胡萝卜素 B.叶黄素C.胡
9、萝卜素 D.叶绿素a第21页，共94页。光合色素的分布场所：叶绿体的类囊体膜上光合色素的分布场所：叶绿体的类囊体膜上第22页，共94页。光合作用的场所只能是叶绿体吗？光合作用的场所只能是叶绿体吗？蓝藻、光合细菌等没有叶绿体也能进行光合作用。蓝藻、光合细菌等没有叶绿体也能进行光合作用。第23页，共94页。三、三、光合作用的探究历程光合作用的探究历程（P101P101102102）光合作用的具体过光合作用的具体过程是如何被人们认程是如何被人们认识和发现的？识和发现的？第24页，共94页。年代年代科学家科学家结论结论17711771普利斯特利普利斯特利植物可以更新空气植物可以更新空气17791779
10、英格豪斯英格豪斯只有只有在光照下在光照下植物可以更新空气植物可以更新空气18451845梅耶梅耶植物在光合作用时植物在光合作用时把光能转变成了化学把光能转变成了化学能能储存起来储存起来18641864萨克斯萨克斯绿色叶片光合作用绿色叶片光合作用产生淀粉产生淀粉18801880恩格尔曼恩格尔曼氧氧由叶绿体释放出来由叶绿体释放出来,叶绿体叶绿体是光合作用是光合作用的场所。的场所。19391939鲁宾鲁宾 卡门卡门光合作用释放的光合作用释放的氧来自水氧来自水2020世纪世纪4040代代卡尔文卡尔文光合产物中有机物的光合产物中有机物的碳来自碳来自COCO2 2第25页，共94页。结论：植物可以更新空气
11、结论：植物可以更新空气有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结果，所以有人有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结果，所以有人认为植物也能使空气变污浊？认为植物也能使空气变污浊？1、第26页，共94页。时间实验分析1771年英国科学家普利斯特利没有发现光在植物更新空气中的作用,而将空气的更新归因于植物的生长。由于当时科学发展水平的限制,没有明确植物更新气体的成分。第27页，共94页。2 2、17791779年，荷兰的英格豪斯年，荷兰的英格豪斯 普利斯特利的实验只有在普利斯特利的实验只有在阳光照射阳光照射下才能成功；植物体只有下才能成功；植物体只有绿叶绿叶才才能能更新空气更新空气。3 3、到到1
12、7851785年，发现了空气的组成，年，发现了空气的组成，人们才明确绿叶人们才明确绿叶在光下放出的是在光下放出的是O O2 2，吸收的是，吸收的是COCO2 2。光光能能化化学学能能储存在什么物质储存在什么物质中？中？德国梅德国梅耶耶第28页，共94页。黑暗处理黑暗处理4、1864年德国萨克斯实验年德国萨克斯实验让一片叶片一半让一片叶片一半曝光一半遮光曝光一半遮光除去叶绿素除去叶绿素酒精酒精水水（证明绿叶在（证明绿叶在光光下制造下制造淀粉淀粉）滴加碘酒后滴加碘酒后或者用碘蒸气处理这片叶，发现曝光的一半呈深蓝色，遮光或者用碘蒸气处理这片叶，发现曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半则没有颜色变化。的一半
13、则没有颜色变化。第29页，共94页。时间实验分析1864年德国植物学家萨克斯该实验设置了自身对照,自变量为光,因变量是颜色变化(有无淀粉生成)。该实验的关键是饥饿处理,以使叶片中的营养物质消耗掉,增强了实验的说服力。为了使实验结果更明显,在用碘蒸气处理之前应用热酒精对叶片进行脱色处理。本实验除了证明光合作用的产物有淀粉,还证明光是光合作用的必要条件。第30页，共94页。5 5、恩格尔曼的实验、恩格尔曼的实验隔绝空气隔绝空气黑暗，用极细光束照射完全暴露在光下水绵和好氧水绵和好氧细菌的装片细菌的装片结论：结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用
14、的场所。光合作用需要光照光合作用需要光照第31页，共94页。时间实验分析1880年德国科学家恩格尔曼结论:叶绿体是光合作用的场所,光合作用过程能产生氧气。该实验设置极细光束和黑暗、完全曝光和黑暗两组对照。自变量为光照,因变量为好氧菌聚集的部位。第32页，共94页。恩格尔曼实验方法的巧妙之处(1)实验材料选得妙:用水绵作实验材料。水绵不仅具有细而长的带状叶绿体,而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中,便于观察和分析研究。(2)排除干扰的方法妙:实验成功的关键之一在于控制无关变量和减少额外变量,恩格尔曼将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中,排除了环境中光线和氧的影响,从而确保实验的准确性。(3)观测指标
15、设计得妙:通过好氧细菌的分布进行检测,从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位。(4)实验对照设计得妙:进行黑暗(局部光照)和曝光的对比实验,从而明确实验结果完全是由光照引起的。【提醒】第33页，共94页。6 6、19391939年年鲁宾和卡门的实验鲁宾和卡门的实验（同位素示踪法）（同位素示踪法）结论：光合作用释放的氧全部来自水。结论：光合作用释放的氧全部来自水。第34页，共94页。时间实验分析1939年美国科学家鲁宾和卡门第35页，共94页。7 7、美国卡尔文、美国卡尔文用用1414C C标记标记1414COCO2 2，供小球藻进，供小球藻进行光合作用，探明了行光合作用，探明了COCO2
16、2中的中的C C在光合作用转化成有机物在光合作用转化成有机物中的碳的途径，这一途径称中的碳的途径，这一途径称为为卡尔文循环。卡尔文循环。第36页，共94页。右面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，以下与实验相关的比较不正确的是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第37页，共94页。光合作用的基本过程第38页，共94页。叶绿体叶绿体中的色素中的色素H2OHATPADP+Pi水的光解水的光解O22C3C5(CH2O)多种酶多种酶参加催化参加催化CO2还
17、还 原原固固 定定第39页，共94页。比较项目光反应暗反应过程模型实质光能转换为化学能,并放出O2同化CO2形成有机物(酶促反应)时间短促,以微秒计较缓慢条件色素、光、酶、水、ADP、Pi多种酶、ATP、H、CO2、C5场所在叶绿体内的类囊体薄膜上进行在叶绿体基质中进行第40页，共94页。比较项目光反应暗反应物质转化(1)水的光解:2H2O 4H+O2;(2)ATP的合成:ADP+Pi+能量 ATP (1)CO2的固定:CO2+C5 2C3;(2)C3的还原:2C3 (CH2O)+C5能量转化光能ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能关系(1)光反应为暗反应提供H和ATP
18、;暗反应为光反应提供ADP和Pi;(2)没有光反应,暗反应无法进行;没有暗反应,有机物无法合成;(3)光反应是暗反应的物质和能量准备阶段,暗反应是光反应的继续,是物质和能量转化的完成阶段第41页，共94页。3.光合作用的总反应式:CO2+H2O (CH2O)+O2。光合作用过程中原子的去路分析(1)O2中的氧全部来自水的光解;(2)C的转移途径为:CO2 C3 (CH2O);(3)H的转移途径:H2O H (CH2O)+H2O。第42页，共94页。4.条件骤变时物质含量的变化条件骤变时物质含量的变化CO2浓度不变浓度不变 光反应HATP C3C5（CH2O）光照光照减弱减弱 光照光照增强增强H
19、2OCO2HO2酶多种酶ADP+PiADP+PiATPATPC52C3（CH2O）H2O水的光解水的光解形成形成ATPATPCOCO2 2的固定的固定C3C3的还原的还原积累、积累、增加增加消耗、消耗、减少减少第43页，共94页。4.条件骤变时物质含量的变化条件骤变时物质含量的变化光照不变光照不变暗反应 C3C5HATP（CH2O）CO2浓度浓度减少减少 CO2浓度浓度增加增加H2OCO2HO2酶多种酶ADP+PiADP+PiATPATPC52C3（CH2O）H2O水的光解水的光解形成形成ATPATPCOCO2 2的固定的固定C3C3的还原的还原积累、积累、增加增加消耗、消耗、减少减少第44页
20、，共94页。环境变化的情况？环境变化的情况？以上分析只表示条件改变后以上分析只表示条件改变后短时间内短时间内各物质相对量的变化，而非长时间。各物质相对量的变化，而非长时间。考点整合提升：考点整合提升：C3、C5、H、ATP等物质含量变化第45页，共94页。连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析(1)光反应为暗反应提供的H和ATP在叶绿体中有少量的积累，在光反应停止时，暗反应仍可持续进行一段时间，有机物还能继续合成。(2)一直光照条件下，会造成H、ATP的过度积累，利用不充分；光照和黑暗间隔条件下，H、ATP基本不积累，能够被充分利用；因此在光照时间相同的条
21、件下，光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理有机物积累量要多。例如：若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用，甲一直光照10分钟，黑暗处理10分钟；乙光照5秒，黑暗处理5秒，持续20分钟，则光合作用制造的有机物：甲乙。第46页，共94页。2NH2NH3 3+3O+3O2 2 硝化硝化细菌细菌2HNO2HNO2 2+2H+2H2 2O+O+能量能量2HNO2HNO2 2+O+O2 2硝化硝化细菌细菌2HNO2HNO3 3+能量能量COCO2 2+H+H2 2O O 酶酶（CHCH2 2O O）+O+O2 2化能合成作用1.化能合成作用的概念:自然界中少数种类的细菌，能够利用体外环境中某些无机物氧化
22、时所释放的能量来制造有机物,这种合成作用化能合成作用,此类生物属化能自养型。2.硝化细菌的化能合成作用第47页，共94页。项目化能合成作用光合作用不同能量来源体外无机物氧化放出的能量光能生物类型原核生物(如硝化细菌等)主要为绿色植物,还有蓝藻等相同代谢类型自养需氧型物质变化将无机物(CO2和H2O等)转化为储存能量的有机物生态地位生产者第48页，共94页。1.右图为绿色植物光合作用过程示意图(图中ag为物质，为反应过程，物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示)。下列有关叙述错误的是A.图中表示水分的吸收，表示水的光解B.c为ATP，f为HC.将b物质用18O标记，最终在(CH2O)中能检测到放
23、射性D.图中a物质主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它将光能转换成活 跃的化学能第49页，共94页。2.在其他条件适宜的情况下，在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照，并在黑暗中立即开始连续取样分析，在短时间内叶绿体中C3和C5化合物含量的变化是A.C3和C5都迅速减少B.C3和C5都迅速增加C.C3迅速增加，C5迅速减少D.C3迅速减少，C5迅速增加第50页，共94页。A.t1t2，叶绿体类囊体薄膜上的色素吸 收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多B.t2t3，暗反应限制光合作用；若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高C.t3t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗
24、反应 增强的结果D.t4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3.(2018临川第二中学调研)右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。下列有关叙述正确的是第51页，共94页。C C第52页，共94页。1.内部因素内部因素植物植物种类不同种类不同同一植物在不同的生长发育阶段同一植物在不同的生长发育阶段同一植物在不同部位的叶片（叶龄）同一植物在不同部位的叶片（叶龄）影响光合作用强度的因素：影响光合作用强度的因素：第53页，共94页。1.内部因素内部因素植物种类不同植物种类不同同一植物在同一植物在不同的生长发育阶段不同的生长发育阶段同一
25、植物在不同部位的叶片（叶龄）同一植物在不同部位的叶片（叶龄）第54页，共94页。1.内部因素内部因素植物种类不同植物种类不同同一植物在不同的生长发育阶段同一植物在不同的生长发育阶段同一植物在同一植物在不同部位的叶片不同部位的叶片（叶龄叶龄）OAOA段：段：ABAB段：段：BCBC段：段：幼叶幼叶，随幼叶的不断生长，叶面积不断增大，叶绿体不断增多，随幼叶的不断生长，叶面积不断增大，叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合速率不断提高叶绿素含量不断增加，光合速率不断提高 壮叶壮叶，叶片面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速，叶片面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率也基本稳定。率也基本稳
26、定。老叶老叶，随着叶龄的增加，叶片内叶，随着叶龄的增加，叶片内叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。绿素被破坏，光合速率也随之下降。应用：栽培作物培养时应用：栽培作物培养时适当摘除老叶和适当摘除老叶和发黄的叶发黄的叶，可，可降低有机物消耗降低有机物消耗。第55页，共94页。温度温度pH强度强度波长波长浇水浇水Mg2+施肥施肥空气中的浓空气中的浓度度施肥施肥外部因素外部因素光（光强、光质）、温度、光（光强、光质）、温度、COCO2 2浓度浓度、矿质元素、水等、矿质元素、水等第56页，共94页。光照强度光照强度O2的的产产生生量量OA光照光照强度强度温度、温度、CO2 光合作用随着光照强度的变化而变化
27、。一定范围内，随着光照逐光合作用随着光照强度的变化而变化。一定范围内，随着光照逐步增强光合作用也随着加快；但是光照增强到一定程度，光合作用速步增强光合作用也随着加快；但是光照增强到一定程度，光合作用速度不再增加。度不再增加。B真光合作用第57页，共94页。O O光照强度光照强度A AB BC C在黑暗中呼吸所放出的在黑暗中呼吸所放出的COCO2 2(阳生植物阳生植物D D(1)绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织只进行呼吸作用,测得的数值为呼吸速率(A点)。(2)绿色组织在有光条件下,光合作用与呼吸作用同时进行,测得的数据为净光合速率。第58页，共94页。(1)描述曲线：描述曲线：(2)起点：起点
28、：（若温度不变，则呼吸速率不变）若温度不变，则呼吸速率不变）(3)比较大小：（比较大小：（光合作用速率与呼吸作用速率）光合作用速率与呼吸作用速率）A、B、C点，点，AB、BC段段(4)光补偿点，光饱合点光补偿点，光饱合点(5)移动移动8若图示为阳生植物，则阴生植物，若图示为阳生植物，则阴生植物，A、B、C 点如何移动？点如何移动？若呼吸速率增加，光补偿点如何移动？若呼吸速率增加，光补偿点如何移动？缺缺Mg时时B点如何移动？点如何移动？(6)改变：若将纵坐标改为改变：若将纵坐标改为O2的吸收量，则曲线如何变化？的吸收量，则曲线如何变化？(7)应用：应用：(8)计算：计算：第59页，共94页。光合
29、作用速率光合作用速率COCO2 2浓度浓度第60页，共94页。光照强度改变时，光照强度改变时，CO2补偿点和补偿点和CO2饱和点的变化饱和点的变化光反应增强，单位时间产生更多的光反应增强，单位时间产生更多的 ，单位时间还，单位时间还原原C3量量 ，对，对CO2利用率利用率 ，光合速率，光合速率 ，因此光合，因此光合速率可以在更速率可以在更 的的CO2浓度下与细胞呼吸速率相等，即浓度下与细胞呼吸速率相等，即CO2补补偿点偿点 。ATP和和 H 增大增大 增大增大 增大增大 低低 降低降低COCO2 2浓度浓度第61页，共94页。n点之后的限制因素是点之后的限制因素是 ，而增强光照，光反，而增强光
30、照，光反应应 ，植物暗反应固定的，植物暗反应固定的CO2 ，因此，因此CO2饱和饱和点点 。光照强度、温度光照强度、温度 增强增强 增多增多 右移右移 COCO2 2浓度浓度第62页，共94页。温度温度酶活性酶活性1 1）温度）温度2 2）温度是影响气孔开闭的因素之一）温度是影响气孔开闭的因素之一光合作用强度光合作用强度应用：应用：农作物增产措施农作物增产措施a a 适时播种适时播种:b b 温室栽培：温室栽培：盛夏的中午，温度高，气孔盛夏的中午，温度高，气孔大多关闭，植物因为缺少大多关闭，植物因为缺少COCO2 2而光合作用强度下降。而光合作用强度下降。晴天：晴天：白天适当升温，晚上适当降温
31、以保持白天适当升温，晚上适当降温以保持 较高的昼夜温差较高的昼夜温差连续阴雨天：连续阴雨天：白天和晚上均降温白天和晚上均降温“午休午休”现象现象第63页，共94页。4 4、必需元素的影响、必需元素的影响：1、描述曲线：、描述曲线：2、分析下降原因：、分析下降原因：3、应用：、应用：5、水分的影响：、水分的影响：1、影响、影响2、应用、应用第64页，共94页。6 6、多因子对光合作用速率的影响、多因子对光合作用速率的影响P P点：点：Q Q点：点：限制光合速率的因素为横坐标所表示的因子，随该限制光合速率的因素为横坐标所表示的因子，随该因子的不断加强，光合速率不断提高因子的不断加强，光合速率不断提
32、高 横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，若要提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他若要提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法因子的方法 第65页，共94页。提高作物产量的途径【提醒】途径措施或方法延长光照时间补充光照增大光合作用面积间作、合理密植提高光合作用效率提供适宜光照强度、提高CO2浓度(如通风)、合理施肥(供应适量必需矿质元素)提高净光合作用速率维持适当昼夜温差(白天适当升温晚上适当降温)第66页，共94页。1.2017北京卷 某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图3-10-15所示。据此,对该植物生理特性理解错误
33、的是()A.呼吸作用的最适温度比光合作用的高B.净光合作用的最适温度约为25 C.在025 范围内,温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大D.适合该植物生长的温度范围是1050 图3-10-15D考点互动探究第67页，共94页。2.将某绿藻细胞悬浮液放入密闭容器中,保持适宜的pH和温度,改变其他条件,测定细胞悬浮液中溶解氧的浓度,结果如图3-10-16所示。下列有关绿藻细胞代谢的说法正确的是()A.前5分钟只进行呼吸作用B.第4分钟只发生光能转化为化学能C.第7分钟C5的含量瞬间增加D.912分钟光合作用速率等于呼吸作用速率考点互动探究图3-10-16D第68页，共94页。考点互动探究第69
34、页，共94页。D第70页，共94页。4.某生物研究小组对栽培在密闭玻璃温室中的植物进行研究,用红外线测量仪测出室内CO2浓度变化,并绘制出与时间关系的曲线(如图3-10-19所示)。根据曲线所得到的结论是()A.光合速率等于呼吸速率的点是b点和c点B.d点植物体内有机物含量比a点多C.光合速率最大的是b点,最小的是c点D.呼吸速率最高的是b点,最低的是c点考点互动探究图3-10-19 A第71页，共94页。影响光合速率的因素及相关曲线分析1.光合作用的昼夜变化曲线的分析(1)曲线解读MN和PQ:夜晚植物只进行细胞呼吸;植物体内有机物的总量减少,环境中CO2量增加,O2量减小。NP:光合作用与呼
35、吸作用同时进行。NA和EP:清晨和傍晚光照较弱,光合作用强度小于细胞呼吸强度;植物体内有机物的总量减少,环境中CO2量增加,O2量减少。A点和E点:光合作用强度等于细胞呼吸强度,CO2的吸收和释放达到动态平衡;植物体内有机物的总量不变,环境中CO2量不变,O2量不变。AE:光合作用强度大于细胞呼吸强度;植物体内有机物的总量增加;环境中CO2量减少,O2量增加。C点:叶片表皮气孔部分关闭,出现“光合午休”现象。E点:光合作用产物的积累量最大。第72页，共94页。影响光合速率的因素及相关曲线分析(2)一昼夜有机物的积累量(用CO2表示)的计算方法方法1:一昼夜有机物的积累量=白天从外界吸收的CO2
36、量-晚上呼吸作用释放的CO2量,即S3-(S1+S4)。方法2:一昼夜有机物的积累量=白天固定的CO2量-24 h呼吸作用释放的CO2量,即多边形NBCDP的面积-矩形OMQF的面积=(S2+S3)-(S1+S2+S4)=S3-(S1+S4)。注:方法1中用的是净光合作用量,方法2中用的是总光合作用量。第73页，共94页。考法2 影响光合速率的因素及相关曲线分析2.密闭玻璃钟罩内CO2浓度与时间的关系曲线各点含义及形成原因的分析:(1)AB段:无光照,植物只进行呼吸作用。(2)BC段:温度降低,呼吸作用减弱。(3)CD段:4时后,微弱光照,植物开始进行光合作用,但光合作用强度呼吸作用强度。其中
37、FG段表示“光合午休”现象。(6)H点:随光照减弱,光合作用强度下降,光合作用强度=呼吸作用强度。(7)HI段:光照继续减弱,光合作用强度0，m2n20C图甲中E点以后，图乙中n4不再增加，其主要原因是m1的值太低D图甲中C点时，图乙中有m1n1m4n4D第84页，共94页。真题回顾真题回顾：以测定的以测定的COCO2 2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用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（与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是（）A A光照相同时间，光照相同时间，3535时光合作用时光合作用制造制造的的
38、有机物的量与有机物的量与3030时相等时相等B B光照相同时间，在光照相同时间，在2020条件下植物条件下植物积累的积累的有机物的量最多有机物的量最多C C温度高于温度高于2525时，光合作用的时，光合作用的制造的制造的有机物量开始减少有机物量开始减少D D两曲线的交点表示光合作用两曲线的交点表示光合作用制造的制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等与呼吸作用消耗的有机物的量相等A第85页，共94页。夏季的一天中夏季的一天中CO2吸收和释放变化曲线图：吸收和释放变化曲线图：考点整合提升：考点整合提升：一昼夜中光合与呼吸的分析一昼夜中光合与呼吸的分析第86页，共94页。密闭的环境中，一昼夜密闭的环境
39、中，一昼夜CO2含量的变化曲线：含量的变化曲线：考点整合提升：考点整合提升：一昼夜中光合与呼吸的分析一昼夜中光合与呼吸的分析第87页，共94页。例如：例如：下图表示甲、乙两种植物的下图表示甲、乙两种植物的C0C02 2吸收量或吸收量或C0C02 2释放量随着光照强度的变化而变化的释放量随着光照强度的变化而变化的曲线图。下列叙述正确的是曲线图。下列叙述正确的是()()A.A.甲、乙两植物的最大光合作用强度一样甲、乙两植物的最大光合作用强度一样B.B.如果在图中如果在图中M M点突然停止光照，短期内叶点突然停止光照，短期内叶绿体中绿体中C C5 5化合物的含量将会增加化合物的含量将会增加C.C.当
40、平均光照强度在当平均光照强度在X X和和Y Y之间之间(每日光照每日光照12h)12h)，植物一昼夜中有机物积累量的变化是甲减少、乙增加植物一昼夜中有机物积累量的变化是甲减少、乙增加D.D.当光照强度为当光照强度为Z Z时，光强不再限制乙植物的光合作用，时，光强不再限制乙植物的光合作用，而限制甲植物的光合作用而限制甲植物的光合作用C第88页，共94页。角度1考查光合速率和呼吸速率的关系1.2017山东师大附中一模 某校生物兴趣小组以玉米为实验材料,研究不同条件下细胞光合作用速率和呼吸速率的关系,并绘制了A、B、C、D四幅图。其中图中m点不能表示光合作用速率与细胞呼吸速率相等的是()考点互动探究
41、命题角度 A B C D图3-10-31第89页，共94页。考点互动探究答案 A解析 虚线表示光照下二氧化碳的吸收量,代表净光合速率,因此m点表示净光合速率=呼吸作用速率,A符合题意;m点之前二氧化碳浓度逐渐升高,m点之后二氧化碳浓度逐渐降低,说明m点时,光合速率=呼吸作用速率,B不符合题意;m点是光合作用速率曲线与呼吸作用速率曲线相交的点,表明m点时,光合速率=呼吸作用速率,C不符合题意;m表示光补偿点,此时光合速率=呼吸作用速率,D不符合题意。第90页，共94页。角度2考查植物生长的条件2.2017湖北荆州中学月考(二)如图3-10-32所示的两盆植物被完全密封,甲不透光,乙无色透明可透光
42、。光照两小时后,其结果可能是()A.甲植物增重,装置内气体的量减少B.乙植物增重,装置内气体的量减少C.甲植物减轻,装置内气体的量不变D.乙植物减轻,装置内气体的量不变考点互动探究图3-10-32第91页，共94页。考点互动探究答案 C解析 依题意可知,甲不透光,其中的植物不能进行光合作用,在短期内只进行有氧呼吸,在有氧呼吸过程中,植物每吸收1 mol的氧气就会释放1 mol的二氧化碳,所以甲中植物减轻,装置内气体的量不变。乙无色透明可透光,其中的植物既能进行光合作用,也能进行有氧呼吸,而且光合作用强度大于有氧呼吸强度,在光合作用过程中,植物每吸收1 mol的二氧化碳就会释放1 mol的氧气,
43、所以乙中植物增重,气体的量不变。综上所述,A、B、D三项均错误,C项正确。第92页，共94页。考点互动探究3.2017全国卷 图3-10-35是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题:(1)图中代表的物质依次是、,H代表的物质主要是。(2)B代表一种反应过程,C代表细胞质基质,D代表线粒体,则ATP合成发生在A过程,还发生在(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种情况的原因是。图3-10-35 第93页，共94页。考点互动探究答案(1)O2NADP+ADP+PiC5NADH(或还原型辅酶)(2)C和D(3)在缺氧条件下进行无氧呼吸解析(1)图中由H2O光解生成,同时转化生成了NADPH,转化生成了ATP,所以分别代表O2、NADP+、ADP+Pi;可以将CO2固定成C3,所以代表C5(五碳化合物);D中H代表的物质主要是还原型辅酶,即NADH。(2)B为暗反应阶段,消耗ATP;C代表细胞质基质,是进行有氧呼吸第一阶段的场所;D代表线粒体,是进行有氧呼吸第二、三阶段的场所。有氧呼吸的三个阶段均有ATP生成。(3)在缺氧条件下,丙酮酸在酶的催化下会转变为酒精,并放出二氧化碳。第94页，共94页。
