35光合作用

光合作用一、光合作用的发现结论：水分是建造植物体的唯一原料赫尔蒙特实验图A图B图C图D干燥土壤90.8kg小柳树2.25kg只用纯净的雨水浇灌五年后柳树长大土壤烘干后称重实验前实验后变化土壤干重90.800kg90.743kg-0.057kg柳树2.25kg76.70kg+74.75kg分析：结论：A装置内存在CO2，B装置中没有CO2存在。CO2是光合作用的原料之一。光合作用需要CO2实验装置绿色植物可以更新因小鼠呼吸或蜡烛燃烧而变浊的空气1、这两组实验的现象是什么？氧气单独密封在玻璃罩的蜡烛很快熄灭、老鼠很快死去，与绿色植物一起的蜡烛暂时不会熄灭、老鼠会存活很长时间。普利斯特利实验问答2、蜡烛燃烧和小白鼠呼吸需要的是什么气体？3、这个实验说明什么问题？1779英格豪斯重复实验1779英格豪斯重复实验绿色植物更新空气需要有太阳光的存在1864萨克斯（德国）实验结论：绿色叶片在光合作用中产生淀粉。萨克斯实验问答1．为什么对植物先进行暗处理？2．为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢？答：为了将叶片内原有的淀粉运走耗尽。答：为了进行对照。恩格尔曼实验黑暗中极细光束均匀光照光亮处释放氧气的部位位于叶绿体中光合作用释放的O2到底是来自H2O，还是CO2呢，还是两者兼而有之？？光合作用？光H2OCO2(CH2O)O2同位素标记法：放射性同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。用放射性同位素标记的化合物，化学性质不会改变。科学家通过追踪放射性同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。这种方法叫做同位素标记法。鲁宾－卡门实验鲁宾－卡门实验实验组对照组向绿色植物提供H2O、C18O2,释放的氧是O2结论:光合作用释放的氧全部来自水向绿色植物提供H218O、CO2,释放的氧是18O2鲁宾和卡门实验光合作用的概念范围场所动力原料产物——绿色植物——叶绿体——光能——二氧化碳和水——储存着能量的有机物和氧气光能叶绿体CO2+H2O（CH2O）+O2实质:合成有机物,储存能量•光合作用是绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并且释放氧的过程。光合作用的概念C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O光能叶绿体光合作用产生葡萄糖的总反应式三、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光合作用的全过程叶绿体中的色素还原多种酶参加催化三碳糖ADP+Pi酶ATP2C3C5固定CO2H2OO2水在光下分解NADPH光反应过程暗反应过程光能2、暗反应多种酶、NADPH、ATP场所条件物质变化能量变化叶绿体基质中（1）CO2的固定（2）三碳的还原ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能光反应为暗反应提供了NADPH和ATP；暗反应为光反应提供ADP，Pi和NADP+。暗反应光反应项目联系能量转换物质变化条件部位ATP→有机物中稳定的化学能多种酶、ATP、NADPH、CO2叶绿体基质中CO2+C52C3酶[H]ATP2C3三碳糖酶①CO2的固定：②C3的还原：光能→ATP中活跃的化学能光、色素、酶、水叶绿体基粒囊状膜上②ATP的合成：ADP+Pi+能量ATP酶①水的光解：2H2O4H++O2光光光合作用光反应与暗反应的区别产物和原料的对应关系：（CH2O）CHOCO2CO2H2OO2H2O能量的转移途径：碳的转移途径：光能ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能CO2C3（CH2O）1、用2H标记的H2O，追踪光合作用中氢的转移，最可能的途径是A、H2O[NADPH]B、H2O[NADPH]C5C3(CH2O)C、H2O[NADPH]C3(CH2O)D、H2O[NADPH]C5(CH2O)色素分子光能C52C3ADP+PiATP2H2OO2[NADPH]CO2吸收光解能固定酶多种酶还原酶三碳糖（CH2O）2、某科学家用含有14C的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子，这种碳原子的转移途径是A、二氧化碳叶绿素ADPB、二氧化碳叶绿体ATPC、二氧化碳乙醇糖类D、二氧化碳三碳化合物糖类色素分子光能C52C3ADP+PiATP2H2OO24[NADPH]CO2吸收能固定酶多种酶还原酶三碳糖光反应和暗反应之间的联系：光反应是暗反应的基础，为暗反应提供NADPH和ATP。光反应停止，暗反应也随即终止。同时，如果暗反应受阻，光反应也会因产物积累而不能正常进行。3、将置于阳光下的盆栽植物移至黑暗处，则细胞内三碳化合物与葡萄糖的生成量的变化是（）A、C3增加，葡萄糖减少B、C3与葡萄糖都减少C、C3与葡萄糖都增加D、C3突然减少，葡萄糖突然增加色素分子光能C52C3ADP+PiATP2H2OO24[NADPH]（CH2O）CO2吸收能固定酶多种酶还原酶4、炎热夏季的上午10：00至正午12：00，植物光合作用强度减弱，在这一时间段内，叶绿体中的[H]、C3、C5的含量变化是A、降低、升高、降低B、降低、降低、升高C、升高、降低、升高D、升高、升高、降低色素分子光能C52C3ADP+PiATP2H2OO24[NADPH]CO2吸收能固定酶多种酶还原酶（CH2O）（1）植物由强光环境转移到弱光环境时：C3含量变化：______C5含量变化:______直接影响的过程:______上升下降光反应下降上升暗反应（2）降低CO2浓度时:C3含量变化：______C5含量变化:______直接影响的过程:______光能色素分子C52C3ADP+PiATP2H2OO2NADPHCO2吸收能固定酶多种酶还原酶（CH2O）ATP和【H】三碳分子五碳糖类突然停止光照突然增加光照突然停止CO2供应突然增加CO2供应下降下降下降下降下降下降下降下降上升上升上升上升上升上升上升上升影响光合作用强弱的因素１．内部因素２．外部因素光合速率或光合速度：是衡量光合作用强弱的指标。其的大小可用单位时间、单位叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量表示,亦可用单位时间、单位叶面积所积累的干物质量表示。光合作用强度１．内部因素影响光合作用的因素同一植物在不同部位的叶片同一植物在不同的生长发育阶段植物种类不同光合强度不同叶龄叶龄在生产上的应用对光合作用的影响内因作物后期,适当摘除老叶、残叶，降低呼吸。1.幼叶不断生长,叶绿体(素)不断增加,光合速率不断加快；2.老叶叶绿体破坏,光合速率减慢。ABC叶龄光合作用强度O叶龄对光合作用的影响在一定的范围内，作物的产量随叶面积指数的增大而提高。当叶面积增加到一定的限度后，呼吸作用加强，净产量反而下降。•叶面积指数:单位土地面积上植物的总叶面积２．外部因素原料6CO2+12H2O*光能叶绿体C6H12O6+6H2O+6O*2条件产物原料光、CO2浓度、温度、水、必需矿质元素等影响光合作用的主要外部因素①.光质(光的波长)1.光照对光合作用的影响复色(白色)光﹥红光﹥蓝紫光﹥绿光②光照时间：时间越长，产生的光合产物越多在一定光照强度范围内，增加光照强度可提高光合作用速率。③光照强度：0吸收量光照强度ABCB：光补偿点：C：光饱和点CO2②B：光补偿点：光合作用和呼吸作用达到平衡时的光照强度，或者光合作用吸收的CO2量等于呼吸作用释放CO2的量③C：光饱和点：光合速率最大时的光照强度。释放量CO2①A点：光照强度为零，只有呼吸作用主要受光反应产物的限制主要受暗反应酶活性和CO2浓度限制③光照强度总光合作用净光合作用总光合作用=净光合作用+呼吸作用消耗真正光合速率=表观光合速率（实测二氧化碳吸收量）+呼吸速率在光照条件下，人们测得的CO2吸收量是指植物从外界环境吸收的CO2总量，叫表观光合速率。〖例〗将某一绿色植物置于密闭的玻璃容器内，在一定条件下不给光照，CO2的含量每小时增加8mg，给予充足光照后，容器内CO2的含量每小时减少36mg，若上述光照条件下光合作用每小时能产生葡萄糖30mg，请回答：（1）比较在上述条件下，光照时呼吸作用的强度与黑暗时呼吸作用的强度。（2）在光照时，该植物每小时葡萄糖净生产量是mg。（3）若一昼夜中先光照4小时，接着放置在黑暗情况下20小时，该植物体内有机物含量变化是（填增加或减少）。相等24.5减少5．将某一绿色植物放置在密封的玻璃容器中，给予充足的光照时，容器内二氧化碳的含量每小时减少440mg；放在黑暗中的时候，容器内二氧化碳含量每小时增加88mg1）在上述光照条件下，这株植物每小时制造mg葡萄糖(2)在上述光照条件下，这株植物每小时积累mg葡萄糖.360300O2CO2CO2O20吸收量光照强度A1B1C1B：光补偿点C：光饱和点CO2阳生植物阴生植物阳生植物的光补偿点和光饱和点大于阴生植物的光补偿点和光饱和点。A2B2C2释放量CO2在强光环境中生长发育健壮，在阴蔽和弱光条件下生长发育不良的植物称阳生植物。在较弱的光照条件下能够生长良好的植物叫阴生植物。•下图为四种植物（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）在不同光照条件下光合作用速率的曲线，其中最适合在阴蔽条件下生长的植物是（）•A．ⅠB．ⅡC．ⅢD．ⅣⅠⅡⅢⅣ光照强度光合作用速度D•点评：由于Ⅳ曲线代表的植物光饱和点较低光合速率光强阴生苔藓阴生草木阳生草木小麦玉米高粱各种植物的光合速率应用：注重阴、阳生植物间作套种阳生植物，如松、杉、小麦、玉米、水稻等。阴生植物，如人参、三七和大多数蕨类植物。间作：在一块地上，同时期按一定行数的比例间隔种植两种以上的作物套种：是在一种作物生长的后期，种上另一种作物，其共同生长的时间短•利用光照对光合作用的影响在生产上的应用1.注重阴、阳生植物间作套种2.一年之内轮作,延长光合作用时间3.通过合理密植,增加光合作用面积4.温室大棚,使用无色透明玻璃5.防止营养生长过强,导致叶面互相遮挡.CO2浓度在生产上的应用对光合作用的影响外因⑴温室：①燃烧植物桔杆；②使用二氧化碳发生器；③与猪舍鸡舍鸭棚连通。⑵温室与大田：①确保良好通风；②增施有机肥料；③深施“碳铵”。CO2是光合作用的原料.CO2浓度0CO2的含量光合作用的强度BCa—b:b—c:c—d:d—e:acbdeCO2的补偿点CO2的饱和点b点c点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浓度超过一定限度，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例在相同光照和温度条件下，空气中CO2含量与植物光合产量（有机物积累量）的关系如图所示。理论上某种C3植物能更有效地利用CO2，使光合产量高于m点的选项是A．若a点在a2，b点在b2时B．若a点在a1，b点在b1时C．若a点在a2，b点在b1时D．若a点在a1，b点在b2时D解析：本题是2004年北京《理综》试题，主要考查的知识点是光合作用，其中能力考查主要是《考试大纲》中的分析综合能力，还有就是获取信息能力。题干中“理论上某种C3植物能更有效地利用CO2”的提示，是解题的重要依据。a1点比a点的CO2浓度低，a2点比a点的CO2浓度高，所以能从a1点开始进行光合作用的情况下，要比从a点和a2点开始进行光合作用的光合产量高。当b点在b2时，也就是说CO2浓度提高了，光合作用仍旧能够继续提高（饱和点右移）。所以D项“若a点在a1，b点在b2时”其他条件不变，能够利用CO2的范围超过a点到b点，此时的光合产量必然超过m点。而A、B、C三项利用CO2的范围均是等于或小于a点到b点，所以光合产量不会超过m点。本题属于中等偏上难度，答案为D。光合作用强度O时间：盛夏A710121418水在生产上的应用对光合作用的影响外因预防干旱合理灌溉1.水是光合作用的原料2.水是体内各种化学反应的介质3.水还影响气孔的开闭,间接影响CO2进入植物体水•A点的含义是：温度过高，为减少蒸腾作用，气孔关闭，CO2供应不足光合速率下降例2：•例：下图是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析回答：1．为什么7～10时的光合作用强度不断增强？2．为什么12时左右的光合作用强度明显减弱？3．为什么14～17时的光合作用强度不断下降？1．