第13讲光合作用(一轮复习)

第十三讲光合作用一轮复习考纲要求知识内容要求考点细化―――关键词1.光合作用的基本过程2.影响光合作用速率的环境因素3.叶绿体色素的提取和分离ⅡⅡ实验1.叶绿体中色素的种类及吸光特点，叶绿体的结构。2.光合作用的定义，光合作用过程示意图、反应式、场所。3.提取、分离色素的原理，分析现象考点一捕获光能的色素和叶绿体（一）.提取和分离叶绿体中的色素1.实验原理（1）提取：___________________________________（2）分离：_______________________________________________________________________2.选材要求？3.试剂的作用叶绿体中的色素溶于有机溶剂而不溶于水各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢试剂作用作用无水乙醇提取叶绿体中的色素二氧化硅使研磨更充分碳酸钙防止色素被破坏层析液分离叶绿体中的色素方法：________纸层析法替代品？颜色深的叶片一端剪去两角，目的是使色素在滤纸条上扩散均匀4.实验过程提取色素剪碎加药品研磨过滤迅速，充分制备滤纸条画滤液细线细、直、重复多次•分离色素注意：一定不要让滤纸上的滤液细线接触到层析液捕获光能的色素类胡萝卜素叶绿素胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b(占1/4)(占3/4)滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？胡萝卜素叶黄素叶绿素ａ叶绿素ｂ5.实验结果主要吸收蓝紫光主要吸收蓝紫光和红光拓展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，因而叶子变黄。（3）矿质元素：叶绿素中含N、Mg等矿质元素，若缺乏将导致叶绿素无法合成。拓展2：色素吸收光谱的应用（1）无色透明大棚日光中各色光均能透过，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以用无色透明的大棚光合效率最高。（2）叶绿素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚光合效率最低。（3）实验室中黑暗处理有机物时需要有光条件下操作时最好选用绿光灯。思考：在温室自然光照基础上，给植物人工补充哪些单色光对增产最有利？例1(2013•江苏卷)关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是()A．使用定性滤纸过滤研磨液B．将干燥处理过的定性滤纸条用于层析C．在划出一条滤液细线后紧接着重复划线2～3次D．研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素B色素酶分布：主要分布在绿色植物的叶肉细胞形态：一般呈扁平的椭球形或球形功能：光合作用的场所结构：外膜内膜基粒由两个以上的类囊体堆叠而成，类囊体薄膜上含色素和酶基质含多种光合作用所必需的酶透明，有利于光线的透过（二）.叶绿体考点二光合作用的探究历程年代科学家结论1771普利斯特利植物可以_________1779英格豪斯绿叶______才可以更新空气1845R.梅耶植物在光合作用时把_____转变成_______储存起来1864萨克斯光合作用可以产生_____1939鲁宾和卡门光合作用释放的氧来自___20世纪40年代卡尔文光合产物中有机物的碳来自_____更新空气在光下光能化学能淀粉水CO2阅读教材P101-102《光合作用的探究历程》填空对照？光的作用？更新了空气中的什么成分？普利斯特利的实验一段时间后一段时间后空白对照实验重复了500多次B组A组英格豪斯的实验一半曝光，一半遮光在暗处放置几小的叶片暗处理光照酒精脱色碘蒸汽处理萨克斯的实验暗处理和酒精脱色目的？自变量？因变量？对照？结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。恩格尔曼实验巧妙之处(1)选材：水绵具有细而长的带状叶绿体，呈螺旋状分布，便于观察和分析。(2)实验环境方面：将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了环境中光线和氧气的影响。(3)光源选择方面：选用极细的光束照射，并且用好氧细菌进行检测，从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧气的部位。(4)对比实验设计方面：进行黑暗和曝光的对照实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的。例2.在下面几个著名实验中，相关叙述不正确的是()A．普里斯特利的实验证明了植物可以更新空气B．萨克斯的实验也可证明光是光合作用的必要条件C．恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量D．鲁宾和卡门的实验中，用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用产生的氧气来自于H2O而不是CO2C绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。光合作用的概念：条件场所原料产物光合作用的实质合成有机物储存能量光合作用的意义（1）为生物生存提供了物质来源和能量来源；（2）维持了大气中O2和CO2的相对稳定；（3）对生物的进化有直接意义。考点三光合作用的基本原理1、光反应（1）条件：叶绿体中的色素光能H2O水在光下分解O2[H]光、酶、色素（3）过程：（2）场所：类囊体的薄膜上物质变化H2O光[H]+O2ADP+Pi+光能酶ATP能量变化光能ATP中活跃化学能ADP+Pi酶ATP2、暗反应CO2C5固定2C3[H]供氢酶(CH2O)[糖类]（2）场所：（1）条件：（3）过程：叶绿体的基质酶、[H]、ATP多种酶参加催化CO2+C5酶2C32C3酶(CH2O)C5[H]ATPATP酶ADP+Pi+能量物质变化能量变化ATP中活跃的化学能→糖类中稳定的化学能还原酶ATP供能ADP+Pi光反应和暗反应的比较光反应暗反应场所条件物质变化能量变化联系类囊体薄膜叶绿体基质酶、[H]、ATP光、色素、酶CO2的固定C3的还原水的光解ATP的生成ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能光能→ATP中活跃的化学能（1）光反应为暗反应准备了[H]和ATP（2）暗反应为光反应补充消耗掉的ADP和Pi有光、无光都可以CO2浓度不变光反应[H]ATPC3C5（CH2O）光照减弱光照增强H2OCO2[H]O2酶多种酶ADP+PiATPC52C3（CH2O）H2O水的光解形成ATPCO2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、减少光照不变暗反应C3C5[H]ATP（CH2O）CO2浓度减少CO2浓度增加H2OCO2[H]O2酶多种酶ADP+PiATPC52C3（CH2O）H2O水的光解形成ATPCO2的固定C3的还原(2)CO2浓度条件对各种物质合成量的影响：C3、C5含量变化的两点注意(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的含量变化是一致的。例3.如图为光合作用过程示意图，在适宜条件下栽培小麦，如果突然将c降低至极低水平(其他条件不变)，则a、b在叶绿体中含量的变化将会是()A.a上升、b下降B.a、b都上升C.a、b都下降D.a下降、b上升B例4.对某植株做如下处理：(甲)持续光照10min，再黑暗处理10min，(乙)光照5s后再黑暗处理5s，连续交替进行20min。若其他条件不变，则在甲、乙两种情况下植物所制造的有机物总量是（）A．甲多于乙B．甲少于乙C．甲和乙相等D．无法确定B提示：相同时间内，若光照和黑暗间隔处理比一直光照有机物积累多，因为[H]、ATP基本不积累，利用充分；但一直光照会造成[H]、ATP的积累，利用不充分。①氧元素：CO2H2O→O2→CH2O②碳元素：CO2→C3→(CH2O)③氢元素：H2O→[H]→(CH2O)3.光合作用中元素的去向6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2光能叶绿体光合作用总反应式（以葡萄糖为底物）4.生物的同化作用类型•（1）自养型：将无机物合成为有机物①光合作用：以光能为合成有机物的能量来源绿色植物：CO2+H2O——→（CH2O）+O2光叶绿体②化能合成作用：以氧化无机物产生的化学能为合成有机物的能量来源CO2+2H2O——→（CH2O）+O2+H2O酶2NH3+3O2———→2HNO2+2H2O+能量亚硝酸细菌2HNO2+O2——→2HNO3+能量硝酸细菌•（2）异养型：只能利用现成的有机物光合速率与呼吸速率①绿色植物在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率。②绿色植物组织在光下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。③真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率考点四光合作用的影响因素及应用总光合速率=净光合速率+呼吸速率CO2消耗量CO2吸收量CO2产生量O2产生量O2释放量O2消耗量有机物产生量有机物积累量有机物消耗量光和速率和呼吸速率常见的表示方式例5.采用黑—白瓶(不透光—可透光瓶)法测定池塘群落各深度日代谢的平均氧浓度变化，结果如下表。请据表分析，该池塘一昼夜生产氧气量和消耗氧气量各为多少(单位：g·m－2)()A.9、7B．8、7C．8、11D．5、11B考点四光合作用的影响因素及应用（一）内部因素阳生植物和阴生植物应用：间作套种应用：适时、适量地提供水、肥及其他环境条件使植物茁壮成长。叶面积增大，叶绿体和叶绿素都增多基本稳定叶绿素被破坏应用：农作物、果树管理后期，适当摘除老叶、残叶。光合作用过程图解温度pH强度波长浇水Mg2+施肥空气中的浓度（二）影响光合作用的环境因素光照光照强度光质光照时间光照面积光合作用速率（强度）光合作用能否进行光合作用产量光合作用产量1.光照强度光照面积０２４６８叶面积指数物质量光合量呼吸量净光合量ＡＢＡ点以后，由于很多叶被遮挡，光合作用不再增加下图表示20℃时某植物光合作用强度与光照强度的关系，则下列说法中，错误的是：A、A点叶肉细胞产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体B、B点的生物学意义是光合与呼吸作用达到动态平衡C、光照强度长期维持在B点以下,植物将不能正常生活D、C点以后，光照强度不再是光合作用的限制因素A点：B点：C点：AB段：BD段：CD段：光合速率＝0，|y|代表呼吸速率光合速率＝呼吸速率（x为光补偿点）对应的x值为光饱和点限制光合作用强度的因素：CO2浓度…呼吸速率＞光合速率呼吸速率＜光合速率例6.如图为该植物处于25℃环境中时光合作用强度随光照强度变化的坐标图。下列叙述正确的是()A.a点时叶肉细胞的生理活动只受温度的影响B.b点时植物才开始进行光合作用C.若将温度从25℃提高到30℃时，a点上移，d点下移D.c点时该植物的O2产生量为V1+V2光合：25℃呼吸：30℃最适D思考:下图曲线指的是净光合速率还是总光合速率?释放CO2吸收CO2CO2浓度OCO2饱和点CO2补偿点A′B′2.CO2的浓度应用：正其行，通其风3、温度主要是影响酶的活性对光反应和暗反应都有影响，但主要影响暗反应。4.水分5.矿质元素N:p:Mg:K:光合酶、ATP、DNA、RNA以及叶绿素的组成元素;叶绿体的双层膜上也有NATP、DNA、RNA的组成元素;叶绿体的双层膜上也有P叶绿素的组成元素与糖类的合成、运输有关应用：合理施肥多因子对光合速率影响的分析应用：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。光合作用原理的应用：提高农业产量实质：增加有机物的积累量增强光合作用减弱呼吸作用白天增强净光合作用,夜晚减弱呼吸作用增大昼夜温差微生物分解作用，产生CO2施用有机肥提高CO2浓度正其行，通其风控制叶面积修剪增大光能利用率合理密植延长光合作用时间一年多耕增强光照强度温室挂日光灯原理措施考点五光合作用和呼吸作用的关系1.光合作用和呼吸作用的区别2.光合作用和呼吸作用的联系(1)物质方面：C：CO2(CH2O)C3H4O3CO2O：H2OO2H2OH：H2O[H](CH2O)[H]H2O(2)能量方面：光能ATP中活跃的化学能(CH2O)中稳定的化学能暗反应呼吸Ⅰ呼吸Ⅱ光反应呼吸Ⅲ光反应暗反应呼吸Ⅰ、Ⅱ呼吸Ⅲ细胞呼吸光反应暗反应ATP中活跃化学能→各项生命活