第五部分光合作用教学课件.ppt

第五节 光合作用,高考说明要求：(理解、综合运用、分析、判断、推理和评价),光合色素 光合作用过程 环境因素影响光合速率,类囊体,基质,光,水,三碳糖,碳反应,光反应,O2,2C3,CO2,C5,NADPH,ATP,ADP+Pi,一、光合作用过程,1.光反应 （1）条件：_。 （2）场所：_。 （3）产物：_。 （4）物质转变： 水在光下裂解为_； 水中的氢在光下将_。 （5）能量转变：_被吸收并转化为_。,光合色素、酶、光和水,叶绿体类囊体膜,NADPH、ATP、O2,H+、O2和电子,NADP+还原为NADPH,光能,ATP和NADPH中的化学能,2.碳反应 （1）条件：_。 （2）场所：_。 （3）产物：_。 （4）物质变化：CO2+RuBP2_； 三碳酸+NADPH+ATP_； RuBP的 。 （5）能量变化： 。,多种酶、ATP、NADPH,叶绿体基质,三碳糖,三碳酸,三碳糖,进行光合作用的生物不一定都有叶绿体,但必须都有相关的色素和酶，如蓝细菌和光合细菌。,ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能,再生,1.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：,光能,三碳糖,H2O,O2,NADP+H+,NADPH ATP,ADP+Pi,CO2,光反应,碳反应,光合作用过程的分析,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。,2.条件骤变时几种物质量的变化,C3和C5含量的变化是相反的，即C3增加，则C5减少,增加 减少 减少或没有 减少或没有,减少 增加 增加 增加,减少 增加 增加 减少或没有,增加 减少 减少 增加,【典例1】(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和C5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照强度比CO2浓度为1%时的_（高、低），其原因是_ _。,C3,高,低,CO2浓度低时，碳反应的强度低，所需的ATP和NADPH少,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,【变式训练】CO2供应不足最终可影响到绿色植物释放O2减少，下列叙述中最直接的原因是（ ） A.CO2不足使固定形成的三碳化合物减少 B.三碳化合物还原所消耗的ATP和NADPH减少 C.ATP和NADPH减少使光反应分解水减少 D.ADP、Pi、NADP减少使光反应分解水减少,D,二、环境因素影响光合速率 1.光合速率：又称_ _ （1）含义：_的植物（如一定的叶面积）在_ 内进行多少光合作用。 （2）表示方法：产生氧气量/单位时间或_/单 位时间。,光合强度,一定量,单位时间,消耗二氧化碳量,2.影响光合速率的主要环境因素 (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,加快,减慢或停止,影响光合作用的环境因素及应用 1.光强度 （1）光强度与光合作用速率的关系曲线：,光饱和点,光补偿点,光强度,CO2 吸收,CO2 放出,A,B,C,若此曲线代表阳生植物，你能在图中画出阴生植物的相应曲线吗？,阳生植物,阴生植物, 当外界条件变化时，光补偿点移动规律 若呼吸速率增加，光补偿点应 ，反之应 。 若呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降时， 光补偿点应 ，反之应 。 阴生植物与阳生植物相比，光补偿点和光饱和点都相 应向 移动。,（2）应用：间作、套种农作物，可合理利用光能。,右移,左移,右移,左移,左,2CO2浓度 （1）曲线分析：图1中A点表示CO2补偿点，即光合作用速率等于呼吸作用速率时的CO2浓度，图2中A点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。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，提高光合作用速率。,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作用速率。 （2）应用：冬天，温室栽培可适当提高温度，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。,【典例2】(2011海南高考)某同学设计了一个探究实验，把培养在完全营养液中、生长状态一致的3组某种植物幼苗分别放入A、B、C三个完全相同的玻璃钟罩内（如图所示），其中A不密封，B、C密封；B内培养皿中盛有Ba（OH）2溶液，A、C内培养皿中盛有蒸馏水，各培养皿中液体的体积相同。该实验在光照充足、温度适宜的环境中进行。,回答问题： （1）根据上述实验设计判断，该实验的目的是_ _。 （2）从理论上讲，培养一段时间后，预期的实验结果是：B中 的幼苗生长量比C中的_（大、小），原因是_ _； A中的幼苗生长量比C中的_（大、小），原因是_ _。,探究CO2含量对植物生长的影响,B装置密封，且培养皿中为Ba（OH）2溶液，容器中没有CO2不能进行光合作用，而C中含有少量CO2，可以进行光合作用,A不密封，可以从外界吸收CO2，光合作用较强；C密封，不能从外界吸收CO2，光合作用较弱,小,大,【变式训练】某学校生物兴趣小组用伊乐藻进行光合作用的实验，将一枝伊乐藻浸在加有适宜培养液的大试管中，以白炽灯作为光源，移动白炽灯调节其与大试管的距离，分别在10、20和30下进行实验，观察并记录不同距离下单位时间内枝条产生的气泡数目，结果如图所示。下列相关叙述错误的是（ ）,A.该实验研究的是光强度和温度对光合速率的影响 B.A点和C点的限制因素分别为温度和光强度 C.B点条件下伊乐藻能进行光合作用 D.若在缺镁的培养液中进行此实验则B点向右移动,D,项目,光合作用,细胞呼吸,H 的来源,光反应中水的光解,第一阶段从葡萄糖到丙酮酸及第 二阶段丙酮酸和H2O分解产生,H 的去路,作为还原剂用于碳反应阶段 中还原C3形成三碳糖和C5,用于第三阶段还原O2产生H2O,同 时释放大量能量,ATP的 来源,光反应阶段ATP合成所需能 量来自色素吸收的太阳光能,第一、二、三阶段均产生,第三 阶段产生最多,能量来自有机物 氧化分解,ATP的 去路,用于碳反应阶段C3的还原, 以稳定化学能形式储存于有 机物中,作为能量通货用于各项生命活 动,光合作用与细胞呼吸的关系 1区别,厌氧呼吸中H去向呢？,2联系 （1）物质方面： C：CO2 三碳糖 C3H4O3 CO2 O：H2O O2 H2O H：H2O NADPH 三碳糖 NADH H2O （2）能量方面： 光能 ATP 三碳糖,3光合作用速率与呼吸作用速率 （1）呼吸速率的表示方法：植物置于黑暗环境中，测定实验容器内CO2增加量、O2减少量或有机物减少量。 （2）表观光合速率和真正光合速率： 表观光合速率：常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示； 真正光合速率：常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量表示。,（3）光合速率与呼吸速率的关系：,表观光合速率,真正光合速率,呼吸速率,光强度,A,B,C,D,CO2 吸收,CO2 释放,O,真正光合速率表观光合速率呼吸速率,真正光合速率和表观光合速率的判断方法 （1）若为坐标曲线形式，当光强度为0时，CO2值为0，则为真正光合速率；若为负值，则为表观光合速率。 （2）若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为表观光合速率。 （3）有机物的积累量为表观光合速率，有机物的制造量为真正光合速率。,【典例3】.如图表示一个水稻叶肉细胞内发生的部分代谢简图。图中表示反应过程，AL表示细胞代谢过程中的相关物质，a、b、c表示细胞的相关结构。请据图作答：,（1）图中，反应过程所需要的外界条件是_， 反应过程的场所是_，反应过程的场所是_。 （2）结构a发生的能量转换过程是_ _ _。 （3）在上述中，不能产生ATP的过程是_。 （填写序号） （4）需氧呼吸与厌氧呼吸的共同途径是_。 （填写序号）,光,叶绿体基质,线粒体内膜,光能ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能,如图是在一定的CO2浓度和温度条件下，某阳生植物和阴生植物叶片受光强度和光合作用合成量用CO2的吸收量表示，其单位为：mgCO2/（100cm2·小时）的关系图。请据图回答：,（1）曲线B所表示的是_植物的受光强度和光合作用合成量的关系。 （2）叶面积为25 cm2的阳生植物叶片在光强度为Y时每小时的光合作用合成量为_mg。 （3）将该阳生植物叶片先在光强度为X的条件下放置若干时间，然后放于暗处（光强度Q时）12 h，要使此时叶的干物质量与照射前一样，则需光照_h。 （4）在同等条件下，阳生植物细胞呼吸的强度比阴生植物_。,阴生,强,4,6,【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,A,1.（2012聊城模拟）下列四组实验中，能够用来证明CO2是光合作用必需原料的一组是（ ）,A.和 B.和 C.和 D.和,B,课堂巩固练习,2.（2012台州模拟）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,C,3.绿色植物的光合作用是地球上有机体生存、繁殖和发展的根本源泉，几乎可以说一切生命活动所需的能量都来源于太阳能。绿色植物是主要的能量转换者，是因为它们均含有叶绿体(图甲)这一完成能量转换的细胞器，图乙是图甲中的色素分离结果，图丙是在图甲结构中进行的生化反应，分别代表图甲叶绿体的结构。请根据图示回答下列问题。,（1）观察图甲叶绿体的结构，中具有膜结构的是_ _(填数字)，构成膜结构的基本支架是_。 （2）图甲中吸收光能的结构是 _，发生的能量 变化是_。 （3）图乙观察色素的分离结果，1、2、3、4分别是_ _。 （4）图丙需要图甲结构提供的物质_还原 三碳分子生成五碳分子和三碳糖。 （5）若图丙中的CO2供应突然降低，其他条件不变，三碳分子含 量将_。,脂双层,类囊体膜,光能转变为电能再转变为活跃的化学能,叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素,NADPH和ATP,降低,1.关于叶绿体色素在光合作用过程中作用的描述，错误的是 （ ） A.叶绿体色素与ATP的合成有关 B.叶绿体色素参与ATP的分解 C.叶绿体色素与O2和NADPH的形成有关 D.叶绿体色素能吸收和传递光能,B,3.在叶肉中，CO2的固定和产生场所分别是（ ） 叶绿体基质 类囊体膜 线粒体基质 线粒体内膜 A. B. C. D.,A,4.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,D,实验分析 光合速率的实验装置图分析 如图是探究某植物与光合作用相关问题的实验装置，请分析与该装置有关的问题（提示：取的是同一植物形态、大小、生长发育状况相同的四张叶片，烧杯中的液体可以保证叶片所需的水与矿质元素的正常供应，不考虑气体在水中的溶解与外界气压的变化和蒸腾作用的影响）：,（1）在适宜的光照下，装置A中油滴不移动的原因是什么？ 提示：光合作用速率等于细胞呼吸速率，即光合作用吸收的二氧化碳体积等于释放出的氧气体积，细胞呼吸吸收的氧气体积等于释放出的二氧化碳的体积。 （2）当装置B中的氧气消耗完时油滴的移动方向怎样？并写出解释该现象原因的叶片进行的生理反应方程式。 提示：不移动。反应式是C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量。,（3）分析装置C中的油滴移动情况与光合作用和细胞呼吸的关系。 提示：当光合作用强度大于细胞呼吸强度时，向右移动；当光合作用强度等于细胞呼吸强度时，不移动；当光合作用强度小于细胞呼吸强度时，向左移动。 （4）能否直接用B、D装置证明光合作用需要光，为什么？ 提示：不能，因为虽然满足单一变量原则，但都缺少二氧化碳，均不能进行光合作用。 （5）能否直接用C、D装置证明光合作用需要二氧化碳，为什么？ 提示：不能。不符合单一变量原则。,