一捕获光能的色素和结构.ppt
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1、一、捕获光能的色素和结构,1结构 (1)该图表示的结构名称是 。 (2)图中表示的结构是 。 (3)结构是由 组成的。 (4)该图结构具有的功能是进行 的场所。,叶绿体,叶绿体基质,类囊体,光合作用,2色素 (1)叶绿体中的色素分布部位是 。 (2)叶绿体中的色素有哪些种类? 。 (3)叶绿体中色素有何功能? 叶绿体中色素具有 的作用。,类囊体薄膜上,叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素,吸收、传递和转化光能,二、光合作用的原理和应用 1光合作用的过程,2光合作用原理的应用 (1)光合作用强度表示方法是 。 (2)影响光合作用强度的环境因素有哪些?,单位时间内原料消耗或产物,生成的数量,空气中
2、CO2的浓度、土壤中水分和矿质元素的多少、光照的强弱和成分,以及温度的高低等。,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,其叶片暗反应中C3化合物和 C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如图。回答问题: (1)图中物质A是_(C3化合物、C5化合物)。,(2) 在CO2浓度为1%的环境中,物质B的浓度比A的低,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,暗 反应中C3化合物和C5化合物浓度达到稳定时,物
3、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_。,解析 本题主要考查CO2浓度对光合作用的影响以及C3化合物、C5化合物含量的变化,意在考查应用分析能力。(1)CO2浓度降低时,C3化合物的产生减少而消耗不变,故C3化合物的含量降低,与物质A的变化趋势一致;而C5化合物的产生不变却消耗减少,故C5化合物的含量增加,与物质B的变化趋势一致。(2)在正常情况下,1 mol CO2与1 mol C5化合物结合形成2 mol C3,即C3化合物的分子数是C5化合物的2倍。CO2浓度迅速
4、下降后,C5化合物的产生,不变却消耗减少,故C5化合物的浓度升高。(3)在达到相对稳定时,C3化合物的含量是C5化合物含量的2倍。(4)CO2 浓度较低时,暗反应强度低,需要的H和ATP的量少,故在较低的光照强度时就能达到此CO2浓度时的最大光合速率。,答案 (1)C3化合物 (2)暗反应速率在该环境中已达到稳定,即C3化合物和C5化合物的含量稳定根据暗反应的特点,此时C3化合物的分子数是C5化合物的2倍 当CO2浓度突然降低时,C5化合物的合成速率不变,消耗速率却减慢,导致C5化合物积累 (3)高 (4)低 CO2 浓度低时,暗反应强度低,所需ATP和H少,2光反应与暗反应的联系 (1)光反
5、应为暗反应提供H、ATP,暗反应为光反应提 供ADP和Pi,如图:,(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。 总之,光反应是暗反应的物质和能量的准备阶段,暗反应是光反应的继续,是物质和能量转化的完成阶段。二者是光合作用全过程的两个阶段,是相辅相成的。,关键一点 (1)以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量 的变化,而非长时间。 (2)以上各物质变化中,C3和C5含量的变化是相反的, H和ATP含量变化是一致的。,通一类 1(2012杭州检测)下图为高等绿色植物光合作用图解,以 下说法正确的是 ( ),A是光合色素,分布在叶绿体和细胞质基质中 B是氧气,可参与有氧
6、呼吸的第三阶段 C是三碳化合物,能被氧化为(CH2O) D是ATP,在叶绿体基质中生成,解析:根据光合作用图解可知,图中是光合色素,分布在叶绿体类囊体薄膜(基粒)上;是氧气,可参与有氧呼吸的第三阶段,与有氧呼吸第一、二阶段产生的H结合生成水,释放大量的能量;是三碳化合物,在由光反应阶段提供的H和ATP的作用下还原为(CH2O);是ATP,在叶绿体类囊体薄膜(基粒)上生成。 答案: B,2.(2011池州模拟)把离体叶绿体加入 到含ADP、磷酸、NADP等物质 的溶液中,用图所示的条件进行光 合作用,实验后绘成曲线,该曲线表示 ( ) A有机物合成量 BO2释放量 CATP、NADPH的数量 D
7、CO2吸收量,解析:据图中所示条件和曲线走势可知,该物质的生成必须有光,因此应该是光反应的产物;而且加入二氧化碳后该物质被消耗,因此应为NADPH、ATP的数量。 答案: C,做一题 例2 (2011全国卷)为探究不同条件对叶片中淀粉合成的影响,将某植物在黑暗中放置一段时间,耗尽叶片中的淀粉。然后取生理状态一致的叶片,平均分成8组,实验处理如下表所示。一段时间后,检测叶片中有无淀粉,结果如下表。,回答问题: (1)光照条件下,组5叶片通过_作用产生淀粉;叶肉细胞释放出的氧气来自_的光解。 (2)在黑暗条件下,叶片能进行有氧呼吸的组别是_。 (3)组2叶片中合成淀粉的原料是_,直接能源物质是 _
8、,后者是通过_产生的。与组2相比,组4叶片无淀粉的原因是_。 (4)如果组7的蒸馏水中只通入N2,预期实验结果是叶片中 _(有、无)淀粉。,解析 本题主要考查影响植物光合作用的因素,意在考查实验探究与分析能力。(1)组5中有光照,空气中有CO2,因此能进行光合作用产生淀粉;在光合作用的光反应阶段,水的光解产生氧气。(2)只要有氧气,叶片就能进行有氧呼吸,因此组2和组6能进行有氧呼吸。(3)组2中没有光照,不能进行光合作用,合成淀粉的原料为溶液中的葡萄糖,直接能源物质是ATP,ATP是通过有氧呼吸产生的;组4与组2相比,培养液中没有O2,叶片不能进行有氧呼吸,不能产生ATP,故不能合成淀粉。(4
9、)组7如果只通入N2,则无淀粉产生,因为缺乏进行光合作用的原料CO2。,答案 (1)光合 H2O (2)组2和组6 (3)葡萄糖 ATP 有氧呼吸 组4叶片不能进行有氧呼吸,淀粉的合成缺少ATP (4)无,链一串 1影响叶绿素合成的因素 (1)光照:光是影响叶绿素合成的主要条件,一般植物在黑 暗中不能合成叶绿素,因而叶片发黄。 (2)温度:温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性,进而 影响叶绿素的合成。低温时,叶绿素分子易被破坏,而使叶片变黄。,(3)必需元素:叶绿素中含N、Mg等必需元素,缺乏N、Mg 将导致叶绿素无法合成,叶片变黄。另外,Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分,缺Fe也将导致
10、叶绿素合成受阻,叶片变黄。 2光合作用的影响因素及其在生产实践中的应用,(1)光对光合作用的影响: 光的波长:叶绿体中色素的吸收光波主要在红光区和蓝紫光区。 光照强度:植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加而增加,但光照强度达到一定时,光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增加(如上图)。 光照时间:光照时间长,光合作用时间长,有利于植物的生长发育。,(2)温度:影响酶的活性。温度低,光 合速率低。随着温度升高,光合速 率加快,温度过高时会降低酶的活 性,光合速率降低(如右图)。 生产上白天适当升温,增强光合作用,晚上适当降低室温,抑制呼吸作用,以积累有机物。,(3)CO2浓度:在一
11、定范围内,植物光 合作用强度随着CO2浓度的增加而 增加,但达到一定浓度后,光合作 用强度不再增加(如右图)。 生产上施用有机肥,有机肥可在微生物作用下产生CO2;提高温室CO2浓度;使田间通风良好,供应充足的CO2等。,(4)水分:水既是光合作用的原料,又是体内 各种化学 反应的介质。另外,缺水时使气孔关闭,影响CO2进入植物体,使光合作用速率下降,所以水对光合作用影响很大。 生产上应适时灌溉,保证植物生长所需要的水分。,通一类 3(2011新课标全国卷)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养 一段时间后,与对照组相比,其叶片光合作用强度下降,原因是 ( ) A光反应强度升高,暗反应强度降低 B光反应
12、强度降低,暗反应强度降低 C光反应强度不变,暗反应强度降低 D光反应强度降低,暗反应强度不变,解析:镁是构成叶绿素的重要成分,缺镁导致番茄幼苗不能合成叶绿素。叶绿素含量降低使光合作用的光反应强度降低;因光反应为暗反应提供H和ATP,故光反应强度降低,其为暗反应提供的H和ATP减少,暗反应的强度也降低。 答案: B,4(2012菏泽检测)在冬季的人工大棚中种植蔬菜,需要 确定适宜的光照强度,因为光照不充分会降低产量,而提供多余的光照会浪费资源。某生物小组利用黑藻和台灯进行实验,初步探究适宜的光照强度,实验结果如下图所示,下列表述正确的是 ( ),A该实验中要控制的无关变量为光照强度、CO2浓 度
13、、温度、黑藻数量等 B实验记录的氧气量是光合作用实际产生的氧气量 C结果表明,随着光照强度的不断增强,光合作用产 生的氧气量也在增加 D为确定适宜的光照强度,应在100500 W光照强度 范围内设置多组梯度进行实验,解析:本实验的自变量是光照强度的大小,因变量是氧气释放量,其他变量都属于无关变量,在实验中要严格控制无关变量。黑藻自身的呼吸作用会消耗氧气,测得的氧气量是光合作用产生的氧气量与呼吸作用消耗的氧气量之差,即净生成量。根据图示可知,在20200 W光照强度范围内,随着光照强度的不断增强,光合作用产生的氧气量增加,但光照强度达到500 W时光合作用产生的氧气量反而降低,说明氧气产生量并不
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