5.4 光合作用与能量转化第3,4课时课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

第四节 光合作用与能量转化 ——光合作用的原理和应用 同学们：大家好！我是来自人大附中的王润英老师，今天由我给大家讲解光合作用的原理和应用。光合作用在《必修一》是非常重要的内容，希望大家跟着我 一起把这一内容学好。 1 光合作用的原理 (1)概念: (2)过程: 指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。 阅读P102的探索实验，回答书中问题。 高中生物学 2 探究光合作用原理 19世纪末，科学界普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，O2被释放，C与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。1928年，科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖。 探索光合作用原理的部分实验 思考·讨论 CO2 O2 C + H2O 甲醛 (CH2O) 糖 高中生物学 下面我们进入活动2，根据科学家所做的实验来分析得出光合作用原理。那我们先看一下希尔实验。★科学家希尔在研究时的 实验思路主要是★在实验中施以单一变量，然后观察实验结果来得出实验结论。在探究氧气是来自水还是CO2时，他在加入H2O的时候不加入CO2进行来实验研究。 以此确定氧气的来源。希尔实验的材料是从叶肉细胞中分离出来得到的离体叶绿体。★实验处理是★给离体叶绿体悬浮液中加入氧化剂，但是不加CO2，然后给予光照； 实验结果是★离体叶绿体有氧气释放。由此实验，同学们分析一下能得出什么实验结论。★对了，★离体叶绿体可以在光照条件下发生水的分解产生氧气。 那接下来思考一下，★希尔反应能否说明O2就一定不来自CO2呢？考虑到实验中并没有加入CO2，不能确定CO2到底能否参与O2的生成。为了确定这一问题的答案，科学家又做了下面的实验。 3 探究光合作用原理 1937年，英国植物学家希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入氧化剂（悬浮液中有H2O,没有CO2)，在光照下可以释放出氧气。像这样，离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应称作希尔反应。 探索光合作用原理的部分实验 思考·讨论 H2O 1/2 O2 + 2H+ + 2e- 光能 叶绿体 问题：希尔实验中的氧化剂起到什么作用？ 结合H2O光解产生的H+和e- 问题：叶绿体内参与光合作用的氧化剂是什么？ NADP+ 高中生物学 下面我们进入活动2，根据科学家所做的实验来分析得出光合作用原理。那我们先看一下希尔实验。★科学家希尔在研究时的 实验思路主要是★在实验中施以单一变量，然后观察实验结果来得出实验结论。在探究氧气是来自水还是CO2时，他在加入H2O的时候不加入CO2进行来实验研究。 以此确定氧气的来源。希尔实验的材料是从叶肉细胞中分离出来得到的离体叶绿体。★实验处理是★给离体叶绿体悬浮液中加入氧化剂，但是不加CO2，然后给予光照； 实验结果是★离体叶绿体有氧气释放。由此实验，同学们分析一下能得出什么实验结论。★对了，★离体叶绿体可以在光照条件下发生水的分解产生氧气。 那接下来思考一下，★希尔反应能否说明O2就一定不来自CO2呢？考虑到实验中并没有加入CO2，不能确定CO2到底能否参与O2的生成。为了确定这一问题的答案，科学家又做了下面的实验。 4 探究光合作用原理 1937年，英国植物学家希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入氧化剂（悬浮液中有H2O,没有CO2)，在光照下可以释放出氧气。像这样，离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应称作希尔反应。 探索光合作用原理的部分实验 思考·讨论 讨论1.希尔的实验说明水的光解产生氧气，是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水？ 不能说明。希尔反应仅说明了离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光解，产生氧气。该实验没有排除叶绿体中其他物质（如CO2）。 高中生物学 下面我们进入活动2，根据科学家所做的实验来分析得出光合作用原理。那我们先看一下希尔实验。★科学家希尔在研究时的 实验思路主要是★在实验中施以单一变量，然后观察实验结果来得出实验结论。在探究氧气是来自水还是CO2时，他在加入H2O的时候不加入CO2进行来实验研究。 以此确定氧气的来源。希尔实验的材料是从叶肉细胞中分离出来得到的离体叶绿体。★实验处理是★给离体叶绿体悬浮液中加入氧化剂，但是不加CO2，然后给予光照； 实验结果是★离体叶绿体有氧气释放。由此实验，同学们分析一下能得出什么实验结论。★对了，★离体叶绿体可以在光照条件下发生水的分解产生氧气。 那接下来思考一下，★希尔反应能否说明O2就一定不来自CO2呢？考虑到实验中并没有加入CO2，不能确定CO2到底能否参与O2的生成。为了确定这一问题的答案，科学家又做了下面的实验。 5 探究光合作用原理 1937年，英国植物学家希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入氧化剂（悬浮液中有H2O,没有CO2)，在光照下可以释放出氧气。像这样，离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应称作希尔反应。 探索光合作用原理的部分实验 思考·讨论 讨论2.希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？ 是；悬浮液中有H2O，没有CO2，因此，水的光解并是相对独立的反应阶段。 高中生物学 下面我们进入活动2，根据科学家所做的实验来分析得出光合作用原理。那我们先看一下希尔实验。★科学家希尔在研究时的 实验思路主要是★在实验中施以单一变量，然后观察实验结果来得出实验结论。在探究氧气是来自水还是CO2时，他在加入H2O的时候不加入CO2进行来实验研究。 以此确定氧气的来源。希尔实验的材料是从叶肉细胞中分离出来得到的离体叶绿体。★实验处理是★给离体叶绿体悬浮液中加入氧化剂，但是不加CO2，然后给予光照； 实验结果是★离体叶绿体有氧气释放。由此实验，同学们分析一下能得出什么实验结论。★对了，★离体叶绿体可以在光照条件下发生水的分解产生氧气。 那接下来思考一下，★希尔反应能否说明O2就一定不来自CO2呢？考虑到实验中并没有加入CO2，不能确定CO2到底能否参与O2的生成。为了确定这一问题的答案，科学家又做了下面的实验。 6 探究光合作用原理 1941年，美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源。他们用16O的同位素18O分别标记H2O和CO2,使它们分别变成H218O和C18O2。然后，进行了两组实验：第一组给植物提供H2O和C18O2，第二组给同种植物提供H218O和CO2。在其他条件都相同的情况下，第一组释放的都是O2,第二组释放的都是18O2。 探索光合作用原理的部分实验 思考·讨论 光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于水，而并不来源于CO2（P103） 高中生物学 下面我们进入活动2，根据科学家所做的实验来分析得出光合作用原理。那我们先看一下希尔实验。★科学家希尔在研究时的 实验思路主要是★在实验中施以单一变量，然后观察实验结果来得出实验结论。在探究氧气是来自水还是CO2时，他在加入H2O的时候不加入CO2进行来实验研究。 以此确定氧气的来源。希尔实验的材料是从叶肉细胞中分离出来得到的离体叶绿体。★实验处理是★给离体叶绿体悬浮液中加入氧化剂，但是不加CO2，然后给予光照； 实验结果是★离体叶绿体有氧气释放。由此实验，同学们分析一下能得出什么实验结论。★对了，★离体叶绿体可以在光照条件下发生水的分解产生氧气。 那接下来思考一下，★希尔反应能否说明O2就一定不来自CO2呢？考虑到实验中并没有加入CO2，不能确定CO2到底能否参与O2的生成。为了确定这一问题的答案，科学家又做了下面的实验。 7 探究光合作用原理 1954年，美国科学家阿尔农发现，在光照下，叶绿体可合成ATP。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。 探索光合作用原理的部分实验 思考·讨论 讨论4. 尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。 H2O O2 + NADPH 叶绿体 ADP+Pi +能量 ATP 酶 高中生物学 下面我们进入活动2，根据科学家所做的实验来分析得出光合作用原理。那我们先看一下希尔实验。★科学家希尔在研究时的 实验思路主要是★在实验中施以单一变量，然后观察实验结果来得出实验结论。在探究氧气是来自水还是CO2时，他在加入H2O的时候不加入CO2进行来实验研究。 以此确定氧气的来源。希尔实验的材料是从叶肉细胞中分离出来得到的离体叶绿体。★实验处理是★给离体叶绿体悬浮液中加入氧化剂，但是不加CO2，然后给予光照； 实验结果是★离体叶绿体有氧气释放。由此实验，同学们分析一下能得出什么实验结论。★对了，★离体叶绿体可以在光照条件下发生水的分解产生氧气。 那接下来思考一下，★希尔反应能否说明O2就一定不来自CO2呢？考虑到实验中并没有加入CO2，不能确定CO2到底能否参与O2的生成。为了确定这一问题的答案，科学家又做了下面的实验。 8 类囊体薄膜上 的色素分子 可见光 ADP+Pi ATP H2O O2 NADP+ 酶 吸收 光解 H+ NADPH 酶 氧化型辅酶Ⅱ 还原型辅酶Ⅱ （1）条件： 光、色素、酶 （2）场所： 类囊体薄膜上 （4）产物： O2、ATP、NADPH 1.光反应阶段 H2O、ADP、Pi、NADP+ （3）原料： （5）能量变化： 光能→ATP和NADPH中活跃的化学能 高中生物学 我给大家看一张叶绿体类囊体膜结构的电镜图。★，通过电镜图可以看到类囊体膜的两层磷脂分子之间有很多蛋白，就是图中的小颗粒。旁边的 叶绿体类囊体膜结构的示意图中显示磷脂双分子层之间的有些蛋白还是绿色的。 9 黑暗条件下，CO2合成糖类需要ATP和NADPH。 阿尔农的实验2：将离体叶绿体悬浮液置于黑暗环境中，为其供给ATP、NADPH和CO2，最后离体叶绿体中检测有糖类生成。 探索光合作用原理的部分实验 思考·讨论 思考：光合作用产生的有机物又是怎样合成的？ 探究光合作用原理 讨论4.阿尔农第二个实验的结论是什么？ 高中生物学 看一下阿尔农的第二个实验。实验材料还是用离体叶绿体★；实验处理是★给离体叶绿体加入ATP、NADPH和CO2，在黑暗条件下竟然发现★离体叶绿体中有糖类的生成。如果没有加ATP和NADPH则没有糖类的生成。这就说明★在黑暗条件下，CO2合成糖类需要ATP和NADPH。★由此可以看出光合作用包括光照下才能进行的光反应外，还包括一系列在黑暗中就能进行的反应，称为暗反应。后者是在ATP、NADPH参与下，CO2合成糖类的过程。 CO2合成糖类发生的物质变化也非常复杂，是由科学家卡尔文及其同事花费了8年时间才弄清楚的。我们先看一下卡尔文的实验 10 探究光合作用原理 20世纪40年代，美国科学家卡尔文用小球藻（一种单细胞绿藻）做了这样的实验：用经过14C标记的14CO2，供小球藻进行光合作用，然后追踪放射性14C的去向，结果发现先出现14C3，最后出现14C5、14C6。 探索光合作用原理的部分实验 思考·讨论 讨论5.卡尔文实验的结论是什么？ （教材P104） 高中生物学 11 ADP+Pi ATP NADP+ C5 2C3 多种酶 (CH2O)糖类 CO2 固定 还原 酶 NADPH 酶 2.暗反应阶段 （1）条件： 有无光都可以、酶 （2）场所： 叶绿体基质 （4）产物： （CH2O）、ADP 、Pi、NADP+ CO2、ATP、NADPH （3）原料： 高中生物学 先总结一下物质变化过程。光反应中色素吸收光能将水光解产生氧气和氢离子，ADP和Pi在酶的作用下，利用光能形成ATP，同时还有NADP+结合H+和电子，在酶的催化下合成NADPH，暗反应则是CO2与C5合成C3，然后C3接受光反应的产物ATP、DANPH，被还原生成C5或糖类。除此之外，我们再对这两个过程进行一下比较，比较一般从相同点与不同点以及联系上去考虑。这里我们主要从不同点和两者之间的联系上进行比较。具体地从场所★、能量变化和两者之间的联系上进行。首先，光反应场所在叶绿体类囊体膜上★，暗反应在叶绿体基质中★；光反应中光能转变为ATP和NADPH中活跃的化学能，★暗反应把两者中的能量转变为糖类中稳定的化学能★。光暗反应关系就是如图所示的光反应为暗反应提供还原剂和能量。★ 12 ADP+Pi ATP NADP+ C5 2C3 多种酶 (CH2O)糖类 CO2 固定 还原 酶 NADPH 酶 2.暗反应阶段 （5）过程： （6）能量变化： ATP和NADPH中活跃的化学能→糖类中稳定的化学能 CO2的固定： C3的还原： CO2＋C5 2C3 酶 2C3 (CH2O)+C5 酶 ATP ADP+Pi NADP+ NADPH 高中生物学 先总结一下物质变化过程。光反应中色素吸收光能将水光解产生氧气和氢离子，ADP和Pi在酶的作用下，利用光能形成ATP，同时还有NADP+结合H+和电子，在酶的催化下合成NADPH，暗反应则是CO2与C5合成C3，然后C3接受光反应的产物ATP、DANPH，被还原生成C5或糖类。除此之外，我们再对这两个过程进行一下比较，比较一般从相同点与不同点以及联系上去考虑。这里我们主要从不同点和两者之间的联系上进行比较。具体地从场所★、能量变化和两者之间的联系上进行。首先，光反应场所在叶绿体类囊体膜上★，暗反应在叶绿体基质中★；光反应中光能转变为ATP和NADPH中活跃的化学能，★暗反应把两者中的能量转变为糖类中稳定的化学能★。光暗反应关系就是如图所示的光反应为暗反应提供还原剂和能量。★ 13 ATP NADPH ADP+Pi NADP+ C3 C5 O2 光合作用的过程 高中生物学 这一节我们讲了光合作用的原理，我们用光合作用原理的模式图来小结一下，看同学们能不能正确的填出来。首先，在叶绿体的类囊体上进行光反应，水在光下分解产生什么？对是氧气★，利用类囊体上色素吸收光能将ADP和★磷酸生成ATP★，同时，NADP+★和氢离子和电子生成NADPH★。暗反应发生在叶绿体的基质中。CO2和C5反应生成C3★为CO2的固定。C3接受光反应产生的ATP和NADPH，被还原成C5★或糖类。大家是不是都填对了？光合作用的原理我们就学习到这里。 14 光合作用的过程 光、色素、酶 有无光均可、酶 叶绿体类囊体薄膜 叶绿体基质中 光反应为暗反应提供ATP和NADPH，暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+等原料； 光能→ATP、NADPH中活跃的化学能 ATP、NADPH中活跃的化学能→糖类中的化学能 H2O → O2 + H+ +e- NADP＋＋H+ +2e- → NADPH ADP+Pi +能量 → ATP 酶 CO2＋C5 2C3 酶 2C3 （CH2O）＋C5 ATP 、 NADPH 酶 光反应阶段 暗反应阶段 条件 场所 物质变化 能量变化 联系 高中生物学 这一节我们讲了光合作用的原理，我们用光合作用原理的模式图来小结一下，看同学们能不能正确的填出来。首先，在叶绿体的类囊体上进行光反应，水在光下分解产生什么？对是氧气★，利用类囊体上色素吸收光能将ADP和★磷酸生成ATP★，同时，NADP+★和氢离子和电子生成NADPH★。暗反应发生在叶绿体的基质中。CO2和C5反应生成C3★为CO2的固定。C3接受光反应产生的ATP和NADPH，被还原成C5★或糖类。大家是不是都填对了？光合作用的原理我们就学习到这里。 15 ATP NADPH ADP+Pi NADP+ C3 C5 O2 光合作用的过程拓展 1.如果停止光反应，暗反应能否继续？如果停止暗反应呢？说明了什么 2.图中有三个循环，每个循环的意义是什么？ 3.如果产物是葡萄糖，请写出光合作用总反应式，并标出元素的去向？ 4.如果改变外界条件，C3、C5的变化如何？ 叶绿体 6CO2+ 12H2O C6H12O6+ 6O2+ 6H2O 光能 高中生物学 这一节我们讲了光合作用的原理，我们用光合作用原理的模式图来小结一下，看同学们能不能正确的填出来。首先，在叶绿体的类囊体上进行光反应，水在光下分解产生什么？对是氧气★，利用类囊体上色素吸收光能将ADP和★磷酸生成ATP★，同时，NADP+★和氢离子和电子生成NADPH★。暗反应发生在叶绿体的基质中。CO2和C5反应生成C3★为CO2的固定。C3接受光反应产生的ATP和NADPH，被还原成C5★或糖类。大家是不是都填对了？光合作用的原理我们就学习到这里。 16 （学以致用）下面表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下，小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后，以下相关实验比较不正确的是 A.Y2的质量大于Y3的质量 B.④中小球藻的质量大于①中小球藻的质量 C.②中水的质量大于④中水的质量 D.试管①的质量大于试管②的质量 C 17 光照与CO2变化对光合作用的影响 条件 停止光照 CO2供应不变 突然光照 CO2供应不变 光照不变 停止CO2供应 光照不变 增加CO2供应 C3 C5 ATP NADPH 增加 减少 减少 增加 减少 增加 增加 减少 减少 增加 增加 减少 减少 增加 增加 减少 相同 相反 高中生物学 这一节我们讲了光合作用的原理，我们用光合作用原理的模式图来小结一下，看同学们能不能正确的填出来。首先，在叶绿体的类囊体上进行光反应，水在光下分解产生什么？对是氧气★，利用类囊体上色素吸收光能将ADP和★磷酸生成ATP★，同时，NADP+★和氢离子和电子生成NADPH★。暗反应发生在叶绿体的基质中。CO2和C5反应生成C3★为CO2的固定。C3接受光反应产生的ATP和NADPH，被还原成C5★或糖类。大家是不是都填对了？光合作用的原理我们就学习到这里。 18 考虑含量变化的几点注意 (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，NADPH和ATP的含量变化是一致的。 (3)对于O2与（CH2O）只考虑产生量而不考虑含量，因为它们是最终的产物，而不是中间产物。 高中生物学 C 1.光合作用的光反应和暗反应两个阶段是相辅相成，紧密联系，不可分割的。在植物正常进行光合作用的过程中，如突然改变某种条件则会引起某些指标（比值)发生变化，下列有关说法正确的是（ ） A.突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP比值增大 B.突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中C5/C3比值减小 C.突然将红光改变为绿光会暂时引起叶绿体基质中C3/C5比值减小 D.突然将绿光改变为红光会暂时引起叶绿体基质中ADP/ATP比值增大 A B 2.下面为绿色植物光合作用过程示意图(图中a～g为物质，①～⑥为反应过程，物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示)。有关判断错误的是 3.阳光穿过森林中的空隙形成“光斑”，右图表示一株生长旺盛的植物在“光斑”照射前后光合作用吸收CO2和释放O2量的变化，据此正确的分析是 A.光斑照射前，光合作用无法进行 B.光斑照射后，光反应和暗反应迅速同步增加 C.虚线与X轴围成的面积等于实线与X轴围城的面积 D.光斑照射后，暗反应对光没有限制作用 C 拓展：连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析 问题：在总光照时间、总黑暗时间均相同的条件下，光照和黑暗间隔处理（间隔时间很短）比一直连续光照处理有机物的积累量要多。 原因是： 。 连续光照下，光反应中间产物的积累会限制光合作用。 光照和黑暗的交替进行，光反应产生的NADPH和ATP能够充分利用和再生，从而促进了暗反应有机物合成。 若间隔时间过长，则会导致呼吸时间长，消耗较多的有机物 24 色素 复合 体 膜蛋白 膜蛋白 ATP 合成酶 色素复合 体 拓展：光反应 光反应又称：光系统电子传递反应，反应包括：光能吸收、电子传递、光合磷酸化三个阶段。 高中生物学 我们看这张放大的类囊体膜结构的模式图。★绿色的膜蛋白是色素和一些蛋白形成的色素复合体，上面的色素可以吸收光能，分解水产生氧气、氢离子和电子，有的膜蛋白用来传递氢离子造成膜两侧氢离子具有浓度差；有的膜蛋白传递电子给NADP+，在某种膜蛋白的催化下合成NADPH。还有的膜蛋白是ATP合成酶，利用膜两侧的氢离子浓度差催化合成ATP。同时，光能转变成的化能就储存在ATP和DADPH中了，显然，物质合成的同时伴随着能量的储存。总之，光反应是非常复杂的，能顺利完成其功能与类囊体膜的复杂结构特别是膜蛋白的结构相适应的。这张图是帮助大家全面理解光反应过程的，高中阶段不需要完全掌握，只要理解之后能够明确反应物、产物及反应条件就可以了。 了解了光照下叶绿体的类囊体薄膜进行光反应产生了氧气，那我们接下来再猜一猜， 产物糖类又是如何生成的呢？ 25 A.自然界中能发生光合作用的生物， 　不一定具备PSⅡ和PSⅠ系统 B.光反应过程将吸收的光能转换为活 　跃的化学能全部储存在ATP中 C.在ATP合成酶的作用下，H＋顺 浓度梯度转运提供分子势能，促进 ADP和Pi合成ATP D.PSⅡ中的色素吸收光能后，将H2O分解为O2和H＋，产生电子传递给 　PSⅠ将NADP＋和H＋结合形成NADPH 学以致用.下图是番茄植株的叶肉细胞中进行光合作用的示意图，PSⅡ和PSⅠ是由蛋白质和光合色素组成的复合物，是吸收、传递、转化光能的光系统。下列叙述错误的是( ) B 能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用。 例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类。 2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量 硝化细菌 2HNO2+O2 2HNO3+能量 硝化细菌 CO2+H2O (CH2O)+ O2 能量 化能合成作用 1.影响光合作用强度的因素及应用 1．光（光照强度、光质） 光合作用强度：一般用植物在单位时间内单位面积通过光合作用制造糖类的量（即光合作用速率）来衡量。 2.光合作用强度 表示方法：以单位时间内单位面积光合作用消耗CO2量、产生O2量、制造有机物量来衡量。 真正（总）光合作用速率 = 净光合作用速率 + 呼吸作用速率。 净光合作用往往是可以直接测定的 鱼票月半出品，必是精品 检测指标 呼吸速率 净光合速率 真正(总) 光合速率 CO2 O2 有机物 释放量 (黑暗) 固定量 吸收量 (黑暗) 吸收、释放量 产生量 消耗量 (黑暗) 积累、消耗量 制造量、产生量 三种速率的表示方法： 理解：净光合反映了光合呼吸作用谁强谁弱，谁强则细胞的净光合体现为谁。如：净光合描述为细胞吸收CO2时，光合强于呼吸；净光合描述为细胞释放CO2时，呼吸强于光合。 当植物的净光合为0时，叶肉细胞的净光合大于0 鱼票月半出品，必是精品 （学以致用）图甲表示某植物叶肉细胞光合速率随光照强度变化的关系曲线（其他条件均适宜，温度为光合作用最适温度），图乙～戊表示叶肉细胞内叶绿体和线粒体两种细胞器的气体代谢过程。下列有关叙述中错误的是     衡阳市第八中学 高三生物备课组 下列有关叙述中错误的是（ ）       A.图甲中c点对应图乙所处的状态 B.图丁对应图甲的a点所处的状态 C.图丙中CO2从产生部位到利用部位穿过8层磷脂分子 D.在图甲光补偿点b时，若温度变化，则叶肉细胞从空气中吸收的CO2减少 D 衡阳市第八中学 高三生物备课组 衡阳市第八中学 高三生物备课组 1.（不定项）如图表示20 ℃时玉米CO2吸收量与光照强度的关系，SA、SB、SC依次表示有关物质量的相对值，下列说法中正确的是（ ） A.SA＋SB＋SC 表示光合作用总量 B.SC－SA 表示净光合作用量 C.光照强度从B 到D 点变化过程中， C3相对含量减少 D.若提高CO2浓度，则B点左移 BCD 解题思路： 用物理思维表达生物学意思 衡阳市第八中学 高三生物备课组 补充关键点移动 35 2.图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内CO2释放量和叶绿体O2产生总量的变化。图乙表示蓝藻光合速率与光照强度的关系，下列说法正确的是 A.图甲光照强度为b时，光合速率等于呼吸速率 B.图甲光照强度为d时，单位时间内细胞从周围吸收2个单位的CO2 C.图甲光照强度为c时，对应的是图乙中的g点 D.图乙中，限制e、f、g点光合作用速率的因素主要是光照强度 B 用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.5 m 处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如下(不考虑化能合成作用)。有关分析合理的是 透光玻璃瓶甲 透光玻璃瓶乙 不透光玻璃瓶丙 4.9 mg 5.6 mg 3.8 mg A.丙瓶中浮游植物的细胞产生[H]的场所是线粒体内膜 B.在一昼夜后，乙瓶水样的pH比丙瓶的低 C.在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1 mg D.在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为1.1 mg C 黑白瓶法测量光合作用 探究环境因素对光合作用强度的影响 问题：阅读P105实验，思考该实验步骤有哪些注意事项？ 探究环境因素对光合作用强度的影响 项目　 　 烧杯　 　 小圆形叶片 加富含CO2 的清水 光照强度 叶片浮 起数量 1 10片 20 mL 强 多 2 10片 20 mL 中 中 3 10片 20 mL 弱 少 在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强。 1.盛水玻璃柱的作用？ 2.该实验是通过一组还是多组对照得出实验结论的？ （2）CO2浓度 应用： 1.多施有机肥/农家肥. 2.温室栽培通入CO2. 3.栽培注意通风透气 （正其行，通其风）. A点：CO2补偿点（表示光合作用速率=呼吸速率时的CO2浓度）； A′点：表示进行光合作用所需CO2的最低浓度； B和B′点：CO2饱和点（两组都表示在一定范围内CO2浓度达到该点后，光合作用强度不再随CO2浓度增加而增加）。 原理：CO2影响暗反应阶段，制约C3的形成影响光合作用的速率。 （3）温度 原理：温度通过影响酶的活性影响光合作用。 （植物光合最适酶活性温度往往低于呼吸作用） 应用： 1.适时播种 2.温室中,白天适当提高温度,晚上适当降温 （4）水和矿质元素 a. 缺乏：缺N：影响_____合成；缺Mg：影响__________合成；缺N、P：影响_________和________的合成 b.过多(B点以后)：可导致土壤溶液浓度______而导致植物________________； c.应用：合理施肥 ①水分既是光合作用的________，又是化学反应的媒介； ②缺水→__________→CO2进入受阻→间接影响光合作用 应用：合理灌溉 酶 叶绿素 NADPH ATP 过高 根细胞失水 原料 气孔关闭 多因子（光照强度、CO2浓度、温度）影响光合作用强度 曲线分析：P点之前限制因素主要为横坐标所表示的因子；PQ之间限制因素可有两个；当到Q点时，限制因素主要是不同曲线所表示的因子。 实例1：夏季的一天中CO2的吸收和释放变化曲线 a点：凌晨3时～4时，温度降低，细胞呼吸强度减弱，CO2释放减少。 b点：上午6时左右，太阳出来，开始进行光合作用。 c点：光合作用强度等于细胞呼吸强度。 d点：温度过高，部分气孔关闭，出现“午休”现象。 e点：光合作用强度等于细胞呼吸强度，一天中有机物积累最多的点。 f点：太阳落山，光合作用停止，只进行细胞呼吸。 （一天中有机物的积累量？） 实例2 密闭容器中植物一天光合作用曲线 D点：光合作用强度＝呼吸作用强度。BC? DH段：光照继续增强，光合作用强度＞呼吸作用强度。 其中FG段表示“光合午休”现象。 H点：随光照减弱，光合作用强度下降，光合作用强度＝呼吸作用强度。 “装置图法”测定光合速率 CO2缓冲液，维持玻璃钟罩内CO2浓度稳定：2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2 测定的是呼吸速率 测定的是净光合速率 1.如图是探究绿色植物光合作用速率的实验装置示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度。将该装置放在20℃环境中。实验开始时，针筒的读数是0.2mL，毛细管内的水滴在位置X。30分钟后，针筒的容量需要调至0.6mL的读数处，才能使水滴仍维持在位置X。据此回答下列问题： (1)若以释放出的氧气量代表光合作用速率，该植物的光合作用速率是____mL/h。 (2)与植物的实际光合速率相比，用上述装置所测得的光合作用速率数值________(填“偏高”、“偏低”或“相同”)，原因是_______________ ________________________________。 0.8 偏低 呼吸作用，消耗了部分氧气 植物同时进行 (3)若在叶片上涂一层凡士林，光合作用速率会大幅度下降，这主要限制了光合作用的_______反应阶段。 (4)如果在原实验中只增加光照强度，则针筒容量仍维持在0.6mL处。在另一相同装置中，若只将温度提升至30℃，针筒容量需调至0.8mL处，才能使水滴维持在位置X。比较两个实验可得出什么结论？ 暗 在光照充足的条件下，提高温度可提高光合作用速率 2.将某绿色盆栽植物置于密闭容器内暗处理后，测得容器内CO2和O2浓度相等(气体含量相对值为1)，在天气晴朗时的早6时移至阳光下，日落后移到暗室中继续测量两种气体的相对含量，变化情况如下图所示。下列对此过程的分析正确的是 A．只有在8时光合作用强度与呼吸作用强度相等 B．在9～16时之间，光合速率＞呼吸速率，O2浓度不断上升 C．该植物体内17时的有机物积累量小于19时的有机物积累量 D．该植物20时前进行了无氧呼吸 B 3.在天气晴朗的夏季，将用全素营养液培养的植株放入密闭的玻璃罩内放在室外进行培养。每隔一段时间用CO2浓度检测仪测定玻璃罩内CO2浓度，绘制成下图所示的曲线(水平虚线表示实验开始时玻璃罩内CO2浓度)。据图得出的判断不正确的是 A.d点和h点表示光合速率等于呼吸速率 B.bc段和ab段曲线斜率差异可能主要是温度造成的 C.光合速率最大值可能出现在h点 D.呼吸速率最小值可能出现在b点 C 4.如图表示在不同温度下，测定某植物叶片重量变化情况的操作流程及结果，据图分析回答问题： (1)由图分析可知，该植物的总光合速率可表示为_______ (2)恒定在上述____ ℃温度下，维持10小时光照，10小时黑暗，该植物叶片增重最多，增重了____ mg。 Y+2X 14 30 （学以致用）在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%环境中，其叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如右图。据图判断下列叙述错误的是 A．图中甲是C3化合物 B．降低CO2浓度，乙浓度升高的原因是C3的还原正常进行， 而CO2固定减慢 C．若该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，稳定后， 甲的浓度比乙的浓度低 D．CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需光照强 度比CO2浓度为1%时的低 A．图中①表示水分的吸收，③表示水的光解 B．c为ATP，f为NADPH C．将b物质用18O标记，最终在(CH2O)中能检测到放射性 D．图中a物质主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它 将光能转换成活跃的化学能 (1)原理：光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。光照强度增加，光反应速度加快，产生的[H]和ATP增多，使暗反应中还原过程加快，从而使光合作用产物增加。 (2)曲线分析： $$