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1、(二二)光合作用的过程光合作用的过程影响光合作用的环境因素影响光合作用的环境因素新新知知初初探探思思维维启启动动一、光合作用的一、光合作用的过过程程1.场场所所:_.2.两个两个阶阶段段(1)光反光反应应:发发生在叶生在叶绿绿体的体的_上上,必必须须在在_的条件下才能的条件下才能进进行行.叶叶绿绿体体类类囊体膜囊体膜有光有光(2)暗反暗反应应:发发生在叶生在叶绿绿体的体的_中中,在有光和无光的条件下都能在有光和无光的条件下都能进进行行.3.变变化化过过程程(1)光反光反应应中的化学反中的化学反应应水的光解水的光解:水分解成水分解成_,H进进一步一步变变成高能成高能态态的的H.ATP的合成的合成
2、:在在_的作用下的作用下,ADP与与Pi形成形成ATP.基基质质O2和和H有关有关酶酶(2)暗反暗反应应中的化学反中的化学反应应CO2的固定的固定:一分子一分子CO2和一分子和一分子_结结合形成两分子合形成两分子_.三碳化合物的三碳化合物的还还原原:在在酶酶的作用下的作用下,三碳化三碳化合物接受合物接受_释释放出来的能量并放出来的能量并被被_还还原原.五碳化合物五碳化合物三碳化合物三碳化合物ATPH五碳化合物的再生五碳化合物的再生:一些一些_经过简洁经过简洁的的变变化化,又形成又形成五碳化合物五碳化合物.ADP的形成的形成:ATP被利用后形成被利用后形成_和和_.4.光合作用的概念光合作用的概
3、念三碳化合物三碳化合物ADPPi绿绿色植物通色植物通过过叶叶绿绿体汲取光能体汲取光能,将将CO2和和H2O合成合成为为有机物并有机物并释释放出放出O2,同同时时将将_转转化化为为_储储存在存在糖糖类类和其他有机物中的和其他有机物中的过过程程.5.总反应式总反应式_光能光能化学能化学能想一想想一想结结合光合作用的合光合作用的过过程程,你你认为认为早晨熬早晨熬炼炼好好还还是傍晚熬是傍晚熬炼炼好好?提示提示:傍晚熬傍晚熬炼炼好好.白天植物白天植物进进行光合作用行光合作用,汲取汲取CO2产产生生O2,晚上植物晚上植物进进行行细细胞呼吸胞呼吸,吸吸收收O2释释放放CO2,傍晚傍晚时时O2含量含量较较早上
4、多早上多.二、影响光合作用的二、影响光合作用的环环境因素及境因素及应应用用1.影响因素影响因素2.光合作用原理的光合作用原理的应应用用(1)提高光能利用率的途径提高光能利用率的途径:延延长长_,增加光照面增加光照面积积和增和增强强光合光合作用的效率等作用的效率等.(2)提高光能利用率的措施提高光能利用率的措施大田中大田中:_、合理密植等、合理密植等.光照光照时间时间套种套种大棚中大棚中:适当提高适当提高_、延、延长长光照光照时间时间等等.适当适当补补充适宜充适宜浓浓度的度的营营养元素养元素,如施用含如施用含_、K、_、Zn等元素的肥等元素的肥料料.MnCO2浓浓度和温度度和温度N、P判一判判一
5、判(1)与光合作用有关的酶只分布在叶绿体的与光合作用有关的酶只分布在叶绿体的基质中基质中()(2)CO2浓度越大光合作用效率就越高浓度越大光合作用效率就越高()(3)套种可以提高光合作用的效率套种可以提高光合作用的效率()要要点点突突破破讲讲练练互互动动要点一光合作用过程分析要点一光合作用过程分析1.过程图解过程图解要点突破要点突破要点突破要点突破2.图解分析图解分析比比较较项项目目光反光反应应暗反暗反应应条件条件色素色素、光光、酶酶、水水多种多种酶酶、CO2、ATP、H产产物物H、O2、ATP有机物、有机物、ADP、Pi、水、水场场所所叶叶绿绿体体类类囊体膜上囊体膜上叶叶绿绿体基体基质质反反
6、应应速率速率较较快快较缓较缓慢慢比比较较项项目目光反光反应应暗反暗反应应物物质质变变化化比比较较项项目目光反光反应应暗反暗反应应能量能量变变化化光能光能ATP中中活活跃跃的化学能的化学能ATP中活中活跃跃的化学能的化学能糖糖类类等有机物中等有机物中稳稳定的定的化学能化学能联联系系(1)光反光反应为应为暗反暗反应应供供应应H和能量和能量ATP(2)暗反暗反应产应产生的生的ADP和和Pi为为光反光反应应合成合成ATP供供应应原料原料,即两者相即两者相辅辅相成相成,相互制相互制约约注注:C3即三碳化合物即三碳化合物,C5即五碳化合物即五碳化合物格外提醒格外提醒(1)暗反应有光、无光都能进行暗反应有光
7、、无光都能进行.若光反应停止若光反应停止,暗反应可以持续一段时间暗反应可以持续一段时间,但但时间不长时间不长,故一般认为晚上只进行细胞呼吸故一般认为晚上只进行细胞呼吸,不进行暗反应不进行暗反应.(2)相同光照时间内相同光照时间内,光照和黑暗间隔处理比光照和黑暗间隔处理比始终光照有机物积累多始终光照有机物积累多,由于间隔处理由于间隔处理H、ATP基本不积累基本不积累,利用充分利用充分;但始终光照会造但始终光照会造成成H、ATP的利用不充分而积累的利用不充分而积累.例例例例1 1 下图是光合作用过程实验图解下图是光合作用过程实验图解,请请分析实验结果分析实验结果(内填写内填写或者或者).装置装置C
8、中产生含碳有机物中产生含碳有机物,是由于在装置是由于在装置A中中结构结构_上进行了上进行了_反应反应,为在结构为在结构_中进行的中进行的_反应供应了反应供应了_等物等物质的原因质的原因.【解析解析】光合作用包括光反光合作用包括光反应应和暗反和暗反应应两个两个阶阶段段,光反光反应应的的场场所在叶所在叶绿绿体体类类囊体膜上囊体膜上,暗暗反反应应的的场场所在叶所在叶绿绿体基体基质质中中.光反光反应应的的产产物物H和和ATP是暗反是暗反应应的必要条件的必要条件.【答案答案】叶叶绿绿体体类类囊体膜光囊体膜光 叶叶绿绿体基体基质质暗暗H和和ATP变式训练变式训练 1.对对某种植物做如下某种植物做如下处处理
9、理:(甲甲)持持续续光照光照10 min,再黑暗再黑暗10 min;(乙乙)光光照照5 s后再黑暗后再黑暗处处理理5 s,连续连续交替交替进进行行20 min.若其他条件不若其他条件不变变,则则在甲、乙两种情况在甲、乙两种情况下植株所制造的有机物下植株所制造的有机物总总量是量是()A.甲多于乙甲多于乙B.甲少于乙甲少于乙C.甲和乙相等甲和乙相等 D.无法确定无法确定解析解析:选选B.植物的光反植物的光反应应和暗反和暗反应应是在不同是在不同酶酶的催化下独立的催化下独立进进行的行的.在一般情况下在一般情况下,光反光反应应的速率比暗反的速率比暗反应应的快的快,光反光反应应的的产产物物ATP和和H不能
10、被暗反不能被暗反应应准准时时消耗掉消耗掉,缘缘由是催化由是催化暗反暗反应应的的酶酶的催化效率和数量都是有限的的催化效率和数量都是有限的,暗反暗反应应限制了光合作用速率限制了光合作用速率,降低了光能的降低了光能的利用率利用率.但中但中间间间间隔隔5 s无光无光,有利于充分利用前有利于充分利用前5 s光光反反应应的的产产物物,从而提高了从而提高了对对光能的利用率光能的利用率.因因此此,在光照在光照强强度和光照度和光照总时间总时间不不变变的情况下的情况下,乙制造的有机物相乙制造的有机物相对对甲多一些甲多一些.要点二影响光合作用的环境因素及要点二影响光合作用的环境因素及应用应用1.光照强度光照强度(1
11、)图解图解:A点点:进行光合作用所需的最低光进行光合作用所需的最低光照强度照强度.B点点:光饱和点光饱和点,B点以后随着光照强度增加点以后随着光照强度增加,光合作用强度不再增加光合作用强度不再增加.(2)应用应用:阴雨天适当补充光照阴雨天适当补充光照,准时对大棚准时对大棚除霜消雾除霜消雾.2.CO2浓度浓度(1)图解图解:A点点:进行光合作用所需的最低进行光合作用所需的最低CO2浓度浓度.B点点:CO2饱和点饱和点,B点以后随着点以后随着CO2浓度的增浓度的增加光合作用强度不再增加加光合作用强度不再增加.(2)应用应用:温室中适当提高温室中适当提高CO2浓度浓度,如投入如投入干冰等干冰等,大田
12、中大田中“正其行正其行,通其风通其风”,多施有机多施有机肥来提高肥来提高CO2浓度浓度.3.温度温度(1)图解图解:B点是最适温度点是最适温度,此时间合作用最强此时间合作用最强,高于或低于此温度光合作用强度都会下降高于或低于此温度光合作用强度都会下降,由于温度会影响酶的活性由于温度会影响酶的活性.(2)应用应用:温室栽培时白天适当提高温度温室栽培时白天适当提高温度,夜夜间适当降低温度间适当降低温度.格外提醒格外提醒 光合速率的日光合速率的日变变化化(1)春秋天春秋天,无云的晴天无云的晴天:从早晨开从早晨开头头,光合作光合作用随光照增用随光照增强强而逐而逐渐渐加加强强,中午达到高峰中午达到高峰,
13、以以后随光照减弱而逐后随光照减弱而逐渐渐降低降低,到日落到日落则则停止停止,形形成成单单峰曲峰曲线线.(2)夏天夏天,晴天无云而太阳光照耀晴天无云而太阳光照耀强强烈烈时时:光合光合作用作用过过程便形成双峰曲程便形成双峰曲线线,即一个高峰在上即一个高峰在上午午,一个高峰在下午一个高峰在下午.中午前后光合速率下降中午前后光合速率下降,呈呈现现“午休午休”现现象象,缘缘由是蒸由是蒸腾腾作用旺盛作用旺盛导导致气孔关致气孔关闭闭,限制限制CO2进进入叶片入叶片.为探究影响光合作用强度的因素为探究影响光合作用强度的因素,将同一品种玉米苗置于将同一品种玉米苗置于25 条件下培育条件下培育,实验结果如图所示实
14、验结果如图所示,请回答请回答:例例例例2 2(1)与与D点相比点相比,B点条件下限制玉米点条件下限制玉米CO2汲取汲取量的因素是量的因素是_,C点条件下限制玉点条件下限制玉米米CO2汲取量的主要因素是汲取量的主要因素是_.(2)实验结实验结果表明果表明,在在_的条件下施的条件下施肥效果明肥效果明显显.除本除本实验实验所涉及的因素外所涉及的因素外,从增从增加光合面加光合面积积的角度考的角度考虑虑,实实行行_措施能提高玉米的光能措施能提高玉米的光能利用率利用率.【解析解析】(1)B点和点和D点相比点相比,二者相同点二者相同点是是都做了施肥都做了施肥处处理理,且二者土壤含水量也相同且二者土壤含水量也
15、相同,不同点是不同点是D点光照点光照强强度大度大,B点光照点光照强强度小度小,是是影响二氧化碳汲取的限制因素影响二氧化碳汲取的限制因素.(2)依据依据图图示示,在土壤含水量在土壤含水量40%60%的条件下施肥效的条件下施肥效果果明明显显.从增加光合作用面从增加光合作用面积积的角度考的角度考虑虑,实实行行合理密植措施能提高玉米的光能利用率合理密植措施能提高玉米的光能利用率.【答案答案】(1)光照光照强强度度(或光或光强强)土壤含水土壤含水量量(2)土壤含水量土壤含水量40%60%合理密植合理密植【探探规寻规寻律律】自然条件和自然条件和实际实际生生产产中并非中并非单单一因素影响光合作用一因素影响光
16、合作用,而是多种因素共同而是多种因素共同影响影响.多因素影响光合作用常多因素影响光合作用常见见曲曲线线如下如下:(1)曲线分析曲线分析:P点时点时,限制光合作用速率的因限制光合作用速率的因素应为横坐标所表示的因素素应为横坐标所表示的因素,随其不断加强随其不断加强,光合作用速率不断提高光合作用速率不断提高.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,不再是影响光合作用速率的不再是影响光合作用速率的因素因素,要想提高光合作用速率要想提高光合作用速率,可实行适当提可实行适当提高图示中其他因素的措施高图示中其他因素的措施.(2)应用应用:温室栽培时温室栽培时,在肯定光照强度下在肯定光照强度下,白白天适当提高温度天适当提高温度,增加光合酶的活性增加光合酶的活性,可提高可提高光合作用效率光合作用效率,也可同时适当增加也可同时适当增加CO2浓度浓度,进一步提高光合作用速率进一步提高光合作用速率.当温度适宜时当温度适宜时,可可适当增加光照强度和适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合作浓度以提高光合作用速率用速率.变式训练变式训练 2.(2012江苏南京高一检测江苏南京高一检测)下图分别表
