2014年光合作用专题复习

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1、光合作用,考纲解读,知识点： 1.光合作用的基本过程。 a.叶绿体的有关结构 b.叶绿体中的色素 c.光合作用的探究历程 d.光合作用的过程 2.影响光合作用的各种因素及在实践中的应用。,分析解读,高考命题主要集中在光合作用的过程，光合作用影响因素及其相关试验设计等知识的考查，也是教材的重难点之一。这部分知识常以曲线模型分析题、图解分析题、实验设计题等题型再现光合作用的过程及知识分析推理过程。,命题规律,1.考查内容 围绕光合作用的过程进行命题，通过对该过程的反应物、生成物、放映场所、条件以及影响因素及其与呼吸作用的关系等进行全方位考查。该部分题目综合性强，紧密联系实际 2.考查形式 有选择题

2、和非选择题两种题型，是历年高考的重点和热点问题,一、光合作用的研究历史,每天浇水，,五年后,土重100千克,树2.5千克,土减少了0.06千克,树重77千克, 增加了74.5千克,1642年(比利时 )海尔蒙特实验,柳树重量增加的原因是什么？,海尔蒙特的结论:建造植物的原料是水,1771年，普里斯特利（英）的实验,光照下，一段时间后,1771年英国普里斯特利实验,1、小鼠生活、蜡烛燃烧需要什么气体？,思考题：,2、这个实验说明什么问题？,（证明植物可以更新空气）,1864年德国萨克斯实验,让一张叶片一半 曝光一半遮光,除去叶绿素,酒精,水,（证明绿叶在光下制造淀粉）,滴加碘酒后,或者用碘蒸气处

3、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。,1880年（美国）恩格尔曼实验,证明：氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。,小资料：水绵是常见的淡水藻类，每条水绵有许多个结构相同的长筒状细胞连接成的。水绵很明显的特点是：叶绿体呈带状，螺旋排列在细胞里。,20世纪30年代（美国）鲁宾与卡门实验,第一组,第二组,探究光合作用产生的氧来自于H2O还是CO2,H2180,C02,H20,C18O2,第二组,1802,02,同位素标记法,结论：光合作用产生的氧气全部来自水而不是来自二氧化碳,产物:淀粉 条件:光,光合作用发现小结：,1771年，英国普里斯特利,原料:

4、水,1880年，美国恩格尔曼,20世纪30年代，美国鲁宾与卡门,1864年，德国萨克斯,1642年，比利时海尔蒙特,原料和产物:更新空气 (二氧化碳和氧气),产物氧来自于水。,场所:叶绿体条件:光,29,实验方法：同位素标记法,实验原则：,对照原则,单一变量原则,二、光能在叶绿体中的转换,光合作用的场所叶绿体,基质,酶,外膜,内膜,类囊体膜,基粒,色素,酶,1.叶绿体的结构,叶绿素,类胡萝卜素,叶绿素a,叶绿素b,胡萝卜素,叶黄素,叶绿体色素,（蓝绿色）,（黄绿色）,（橙黄色）,（黄色）,2、叶绿体中的色素,（含量约占总量的3/4）,（含量约占总量的1/4）,3.叶绿体中色素的作用：,吸收、传

5、递和转换光能,叶绿体中色素,吸收可见的太阳光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光,3、叶绿体色素的吸收光谱,（1) 光能在叶绿体中的转换,过程：,光反应,暗反应,3.1 光能转换成电能色素,叶绿体色素,吸收和传递光能,吸收光能，并可 将光能转变成电能,大多数叶绿素a 叶绿素b 胡萝卜素 叶黄素,少数特殊状态 的叶绿素a,1 光能转换成电能过程1,1 光能转换成电能过程2,4H+ + O2,e,1 光能转换成电能过程3,e,H+,O2,1 光能转换成电能过程4,4H+ + O2,e,e,H+,O2,在光的作用下，重复上述过程，形成电子流。,2 电能转换成活跃的化学能1,NAD

6、P+,2 电能转换成活跃的化学能2,ADP+Pi,e,e,小结：光合作用中能量转化过程,三、光合作用的过程,光合作用的过程,光反应,暗反应,划分依据:反应过程是否需要光能,C3,五碳化合物,固定,还原,CO2,供能,供氢,ATP,ADP+Pi,NADPH,NADP+,多种酶参 加催化,(CH2O)n,暗反应（卡尔文循环）,五碳化合 物再生,基质,（CH20）,酶促反应,2、光合作用的过程,光能,叶绿素a,NADP+,H2O,ATP,NADPH,2C3,CO2,C5,暗反应,光反应,(类囊体的薄膜上),(基质中),ADP+Pi,场所,条件,物质变化,能量变化,光反应,暗反应,基粒类囊体膜上,基质

7、中,光、酶、色素,光能 活跃化能,活跃化能 稳定化能,光反应和暗反应的比较,酶,原料,H2O、ADP、Pi、 NADP,水的光解 ATP形成 NADPH形成,CO2、C5、ATP、 NADPH,CO2固定 C3还原 C5再生,产物,O2、ATP、NADPH,（CH2O）、H2O、ADP、 Pi、NADP,光合作用的总反应式：,6CO2+12H2O,叶绿体,光能,C6H12O6+6O2+6H2O,光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用可见光中的光能，把二氧化碳和水合成为储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。,光反应与暗反应的关系,1、没有二氧化碳的固定形成的三碳化合物，光反应的产物 NADPH和A

8、TP就会积累，使光反应很快停止。,2、没有光反应提供NADPH和ATP，三碳化合物就不能还原， 就不会有五碳化合物的不断再生以及最终有机物的合成。 五碳化合物迅速减少和三碳化合物的积累，必然导致二 氧化碳 固定的停止。即没有光反应，暗反应无法持续地 进行。,结论：光反应和暗反应是一个整体，在光合作用的过程中， 两者紧密联系，缺一不可。,光合作用的实质,能量上把光能转变成有机物中的化学能,四、光合作用的意义,1、把无机物转变为有机物，是一切生物有机物的根 本来源。,2、将太阳能转变为化学能，是一切生物能量的最初 来源。,3、吸收二氧化碳放出氧气，保证了大气中这两者的 相对稳定，保护环境,4、对生

9、物进化具有重要作用,（一） 影响光合作用的内部因素 1、不同植物光合作用速率不同（C3、C4） 2.不同部位的叶片光合速率不同，幼叶低、成熟叶高，老叶又低。 3.叶绿素含量与光合速率密切相关，在一定范围内，光合速率随叶绿素含量的增加而增加，但超出该范围就没有作用了，因此时叶绿素已多余，光反应已不是限制因素。,五、影响光合作用的因素,（二）、影响光合作用的外界条件,表面（观）光合作用速率,实际光合作用速率,该叶片中细胞呼吸速率,=,-,总光合速率,净光合速率,呼吸速率,.光照强度 . CO2 浓度 .温 度 .矿质元素 .水 叶片面积,影响光合作用的因素,返回,（一）光照强度对光合作用的影响,光

10、 光质：兰光和红光最好， 光强：一定范围内，光合速率随光强的升高而增大。 光补偿点： 在一定CO2浓度下，光合速率与呼吸速 率相等时的光照强度(Pn=0) 光饱和点：光合速率不再继续升高时的光照强度,下页,（二） CO2浓度对光合作用的影响,ab: bc: cd: de:,CO2太低，农作物消耗光合产物；,随CO2的浓度增加，光合作用强度增强；,CO2浓度再增加，光合作用强度保持不变；,CO2深度超过一定限度，将引起原生质体中毒或气孔关闭，抑制光合作用。,CO2浓度对光合作用的关系,下页,CO2的浓度,二氧化碳是光合作用的原料，大气中二氧化碳的含量是0.03% 如果提高到0.1%产量可以提高一

11、倍左右，若再提高产量就不再增加了，如果低于0.005%光合作用就不能正常进行。,多施有机肥或农家肥； 大田生产“正其行，通其风”，即为提高CO2浓度、增加产量； 释放一定量的干冰或给植物浇碳酸饮料(施NH4HCO3)。,措施：,(三）.温度,应用措施： （1）大田中适时播种 （2）温室栽培植物时，冬天适当增温，夏天适当降温；白天调到最适温度或适当提高温度，晚上适当降温；阴雨天白天适当降温，维持昼夜温差。 （3）适时浇水，使气孔开放，加强蒸腾，降低植物体温度。,生活在寒带地区的植物能否正常进行光合作用？ 。,能,请判断图中曲线哪条代表的是光合作用、呼吸作用？净光合速率曲线怎样绘制？,C3植物的最

12、适温度是25，C4植物的最适温度是35,（四）.矿质元素,矿质元素,矿质元素是光合作用的产物葡萄糖进一步合成许多有机物时所必需的物质。如缺少N，就影响蛋白质（酶）的合成；缺少P就会影响ATP、NADP+的合成；缺少Mg就会影响叶绿素的合成。K既使茎秆健壮抗倒伏，同时又促进淀粉的形成和向储存器官（块茎）的运输。,应用措施： 合理施肥可促进叶片面积增大，提高酶的合成率，提高光合作用速率。,（五）.水分,水分,水分既是光合作用的原料，又是化学反应的媒介； 水分是植物蒸腾的对象。缺水气孔关闭CO2进入受阻间接影响光合作用,应用措施： 合理灌溉。,植物夏季为何“午休”？,叶面积指数与光合作用的关系,（六

13、） 叶面积对光合作用的影响,下页,多因素对光合作用的影响,知识拓展应用,延长光合作用时间 大田：复种（一年种两茬或三茬） 温室：人工光照 增加光合作用面积 改变株型、合理密植 提高光合作用效率 （1）控制光照强弱（阳生植物和阴生植物） （2）适当增加水分和二氧化碳。 （3）适当增加矿质元素的供应 （4）控制温度，大棚作物白天可适当升高温度，夜晚适当降低温度。,（三）提高光能利用率的措施（提高产量）,返回,呼吸作用和光合作用的比较,物质 变化,能量 变化,场所,条件,呼吸作用,光合作用,光、色素、酶,氧气、酶,叶绿体,细胞质基质、线粒体,无机物有机物,有机物无机物,光能有机物 化学能,有机物化学

14、能ATP +热能,联系,1.共同完成有机物和能量的代谢,2.光合作用为有氧呼吸提供有机物和氧气 有氧呼吸为光合作用提供二氧化碳,绿色植物的光合作用,光合作用与细胞呼吸的联系,CO2,O2,CO2,O2,光合作用强度呼吸作用强度,光合作用与细胞呼吸的联系,CO2,O2,CO2,O2,光合作用强度呼吸作用强度,有关光合作用的计算,（1）有光和无光条件下，植物都进行呼吸作用,（2）光合作用实际产氧量 = 实测的氧气释放量 +呼吸作用耗氧量,（3）光合作用实际CO2消耗量 = 实测的CO2消耗 量 + 呼吸作用CO2释放量,（5）计算时，应该先列出光合作用和呼吸作用的 反应时，然后列出方程予以计算。,

15、（4）光合作用葡萄糖净生产量 = 实际光合作用 葡萄糖生产量 - 呼吸作用葡萄糖消耗量。,下页,命题视角,六、外界条件变化对光合作用中C3、C5及ATP和ADP含量变化分析,H2O,CO2,H,O2,酶,多种酶,ADP+ Pi,ATP,C5,2C3,（CH2O）,H2O,水的光解,形成ATP,CO2的固定,C3的还原,(1) 光照条件对各种物质合成量的影响：,积累、增加,消耗、减少,H2O,CO2,H,O2,酶,多种酶,ADP+ Pi,ATP,C5,2C3,（CH2O）,H2O,水的光解,形成ATP,CO2的固定,C3的还原,(2) CO2浓度条件对各种物质合成量的影响：,照常进行,化能合成作用,自然界中的某些细菌，能够利用环境中的某些无机物氧化分解时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用称化能合成作用。,2NH3 + 3O2,2HNO2 + 2H2O + 能量,2HNO2 + O2,2HNO3 +