5-3第4节能量之源---光与光合作用(答案)

第4节能量之源---光与光合作用（答案）一、光合作用的探究历程年代实施者实验过程及现象实验结论1771普里斯特利点燃的蜡烛与绿色植物，密闭---蜡烛不易熄灭；小鼠与绿色植物，密闭---小鼠不易窒息植物能更新空气（但更新何种气体当时不知道）1779英格豪斯500多次植物更新空气的实验普里斯特利实验只有在阳光照射下才能成功1785发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出是O2，吸收的是CO21864萨克斯绿叶光合作用产生淀粉1880恩格尔曼碳的途径O2是叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所1939鲁宾和卡门光合作用释放的氧全部来自水1940卡尔文向植物提供14CO2碳的途径为：CO2C3CH2OCO2中的碳在光合作用中转化成有机物二、捕捉光能的色素和结构1、叶绿体中色素的种类、含量及作用种类叶绿素类胡萝卜素叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素颜色蓝绿色黄绿色橙黄色黄色吸收光谱红光、蓝紫光蓝紫光含量3/41/4性质①都不溶于水，易溶于有机溶剂（如：乙醇、丙酮）②叶绿素的合成易受光照功能吸收可见的太阳光2、叶绿体的结构和功能绿叶黑暗12h曝光----------深蓝色避光----------无颜色变化碘蒸气碘蒸气水绵好氧菌黑暗无空气极细光束完全曝光好氧菌只分布在光束照射部位的周围好氧菌分布在所有受光部位向植物提供H218O、CO2----释放18O2H2O、C18O2----释放O2叶绿体结构形态：一般呈扁平的椭球形或球形外表：双层膜内部基质：含有暗反应所需的酶基粒：由类囊体堆叠而成，分布着吸收光能的色素和光反应所需的酶功能：光合作用的场所恩格尔曼的实验：好氧细菌向叶绿体被光束照到的部位集中，该实验证明叶绿体是光合作用的场所，光合作用进行需要光照条件证明3、光合作用的过程(1)画出叶绿体及光合作用过程(2)光反应和暗反应的关系光反应暗反应(3)光照和CO2浓度变化对植物细胞内C3、C5、[H]、ATP和O2及(CH2O)含量的影响2、影响光合作用的外界因素及其在生产上的应用O2产生量增多ATP减少CO2固定仍正常进行暗反应O2产生量减少光反应减弱基粒H2OO2[H]ATPADP+PiC3C5CO2（CH2O）还原固定光基质光叶绿体的色素ATPH2OO2[H]CO2(CH2O)ADP+PiC52C3酶酶酶光照：强弱CO2供应不变[H]减少C3还原减弱C3含量上升C5含量下降(CH2O)合成量减少ATP增多C3含量下降C5含量上升[H]增多光照：弱强CO2供应不变光反应增加暗反应CO2固定仍正常进行C3还原增多(CH2O)合成量增加②③光照：不变减少CO2供应暗反应CO2还原仍正常进行C3固定减弱[H]相对增加ATP相对增加O2产生量减少上述两种物质转化速度变慢(CH2O)合成量相对减少④光照：不变CO2由不足变充足暗反应CO2固定仍正常进行C3固定增强[H]相对减少ATP相对减少O2产生量增加上述两种物质转化速度加快(CH2O)合成量相对增加C3含量下降C5含量上升C3含量上升C5含量下降①(1)单因子影响因素图像关键点的含义在生产上的应用光照强度A:光照强度为0，此时只进行呼吸作用AB:随光照强度增加，光合作用逐渐加强，但光合作用﹤呼吸强度B:光合作用所吸收的CO2与该温度下植物进行呼吸作用所释放的CO2达到平衡，即光合强度=呼吸强度，这一光照强度称为光补偿点BC：随着光照强度的增加，光合作用逐渐加强，光合强度﹥呼吸强度C:当光照强度增加到一定强度后，植物的光合作用强度不再增加，这一光照强度就称为植物光合作用的光饱和点净光合作用：是指在光照下制造的有机物总量（或吸收的CO2总量）中减去在这一段时间中植物进行呼吸作用所消耗的有机物（或释放的CO2）后，净增加的有机物的量⑴阴生植物的光补偿点和光饱和点较低，注重间作、套种(2)合理密植，增加光合作用面积温度一般植物在10--35℃下正常进行光合作用，其中AB段随温度的升高光合作用加强；B点（35℃）表示光合作用的最适温度，当超过B点（BC段）时与光合作用有关的酶活性下降，光合作用强度也开始下降；50℃左右光合作用几乎停止温室栽培时，冬天适当提高温度，夏天适当降低温度；白天适当提高温度，晚上适当降低温度，从而减少呼吸作用，积累有机物CO2浓度含水量AB段：CO2和H2O是光合作用的原料，直接影响光合作用，在一定范围内CO2、H2O增加，光合作用速率增强。A点：表示植物进行光合作用所需CO2、H2O的最低浓度。B点：表示的饱和点，超过该点，随CO2浓度、含水量增加，植物的光合作用强度不再增加(1)农作物的合理密植，对温室作物，增施农家肥或使用CO2发生器。(2)预防干旱，合理灌溉绿叶的面积OA段：随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大。A点：为光合作用叶面积的饱和点。超过此点，随叶面积的增大，光合作用不再增大。OB段：表明干物质量（有机物净生产量）随叶面积增加而增加。BC段：由于A点以后光合作用不再增加，但叶片的呼吸量（OC段）随叶面积的增大而增加，所以干物质积累量降低适当间苗、合理密植、适当修剪，避免徒长CO2释放光照强度ABCODCO2吸收阴生植物阳生植物ABC...O1020304050温度/℃光合速率ABC叶面积指数8642O10...光合作用实际量干物质量呼吸量物质量.AB光合作用强度OCO2浓度、含水量(2)多因子影响多因子影响图像关键点的含义P时，限制光合速率的因素应横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高，当到Q点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示的其他因子应用温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加CO2浓度，进一步提高光合速率。当温度适宜时，可适当增加CO2和光照强度以提高光合速率。总之，可根据具体情况增加光照强度、调节温度或增加CO2浓度来充分提高光合速率，以达到增产的目的五、光合作用与细胞呼吸的关系1、光合作用与细胞呼吸的区别和联系项目光合作用细胞呼吸物质变化无机物有机物有机物无机物能量变化光能化学能（储能）稳定的化学能活跃的化学能（放能）实质合成有机物，储存能量分解有机物，释放能量，供细胞利用场所叶绿体活细胞（主要在线粒体）条件只在光下进行有光、无光都能进行联系光合作用储存于有机物中的能量只有通过细胞呼吸才能用于各项生命活动；光合作用是自然界中最基本的物质代谢和能量代谢，细胞呼吸为生命活动提供动力并成为物质转化的枢纽联系图解2、[H]和ATP的来源、去路的比较场所来源去路[H]光合作用类囊体光反应中水的光解还原C3形成有机物呼吸作用细胞质基质葡萄糖分解成丙酮酸产生还原O2产生H2O，同时释放出大量的能量线粒体基质丙酮酸和水反应生成ATP光合作用类囊体光反应光能转变成化学能还原C3生成有机物存于其中呼吸作用细胞质基质葡萄糖分解成丙酮酸产生作为能量“通货”用于各项生命活动线粒体基质丙酮酸和水反应产生线粒体内膜[H]和氧气结合成水时产生呼吸作用光合作用PQ温度光合速率高光照中光照低光照光合速率PQ光照强度30℃20℃10℃光合速率光照强度QP高浓度CO2中浓度CO2低浓度CO2原料CO2原料CO2产物产物+PiH2OO2场所：叶绿体场所：+PiH2O[H]ATPADPADPATP生命活动光能释放吸收主要是线粒体