内容正文:
第5章
细胞的能量供应和利用
第1讲 描述运动的基本概念
07 光合作用过程及其影响因素
重难点
第1讲 描述运动的基本概念
光合作用过程
第1讲 描述运动的基本概念
光反应阶段 暗反应(碳反应)阶段
场所 类囊体膜 叶绿体基质
条件 光、光合色素、酶、水、ADP、Pi、NADP+等 CO2、酶、ATP、NADPH等
物质变化 ①水的光解:
H2O H++O2+e-
②NADP++H++2e- NADPH
③ADP+Pi+能量 ATP ①CO2的固定:
CO2+C5 2C3
②C3的还原:
2C3 C5+(CH2O)
能量转化 光能→ATP和NADPH中的化学能 ATP和NADPH中的化学能→(CH2O)中的化学能
第1讲 描述运动的基本概念
联系 ①物质联系:光反应生成的ATP和NADPH供暗反应中C3的还原,而暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+;
②能量联系:光反应为暗反应提供了活跃的化学能,暗反应将活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能
第1讲 描述运动的基本概念
特别提醒 叶绿体的形态结构与功能相适应
第1讲 描述运动的基本概念
易错警示
1.C3还原消耗的能量来自ATP和NADPH,同时NADPH(还原型辅酶Ⅱ)还作为还原剂。
2.暗反应不直接依赖光,若光反应停止,而NADPH和ATP还没有消耗完,暗反应可继续进行一段时间。
归纳总结
1.反应物中,H2O中的O以O2的形式释放出去,CO2中的O进入有机物。
2.反应物CO2中C的转移途径:CO2→C3→(CH2O)、C5。
第1讲 描述运动的基本概念
1.环境变化时光合作用过程中各物质的含量变化分析
第1讲 描述运动的基本概念
光照强度 CO2浓度
变化 由强到弱 由弱到强 由充足到不足 由不足到充足
分析 ①过程减弱
↓
ATP、NADPH减少
↓
②过程减弱,
③过程正常
↓
C5减少,C3增加 ①过程增强
↓
ATP、NADPH增加
↓
②过程增强,
③过程正常
↓
C5增加,C3减少 ③过程减弱
↓
C3减少,C5增加
↓
②过程减弱,
①过程正常
↓
ATP、NADPH增加 ③过程增强
↓
C3增加,C5减少
↓
②过程增强,
①过程正常
↓
ATP、NADPH减少
第1讲 描述运动的基本概念
模型
第1讲 描述运动的基本概念
2.影响光合作用强度的环境因素及其应用
原理 应用
光照强度 光照影响光反应阶段ATP、NADPH的产生,进而影响暗反应阶段 ①间作套种的农作物合理搭配,林带树种合理配置,充分利用光能;
②适当提高光照强度可增加大棚作物产量
CO2浓度 CO2作为原料通过影响暗反应阶段C3的合成,从而影响光合作用强度 在农业生产上可以通过“正其行,通其风”、增施农家肥等增大CO2浓度,提高光合作用强度
温度 主要通过影响与光合作用有关酶的活性来影响光合作用强度 冬季种植蔬菜用大棚来提高温度
第1讲 描述运动的基本概念
水 ①主要影响叶片气孔的开闭,进而影响CO2进入叶片进行暗反应;
②水是光合作用的原料之一 合理灌溉等
无机盐 ①N:酶、ATP的组成元素之一;
②P:参与ATP、生物膜的组成;
③Mg:参与叶绿素的组成 合理施肥:在一定浓度范围内,增大必需元素的供应,可提高光合作用强度
第1讲 描述运动的基本概念
3.光合作用过程与呼吸作用过程的区别与联系
第1讲 描述运动的基本概念
物质联系 氧元素
碳元素
氢元素
能量联系
第1讲 描述运动的基本概念
勘破疑难
1.C3的初始值高于C5。
2.光照强度影响C3的还原(即C3的消耗)。
3.CO2浓度影响CO2的固定(即C3的生成)。
4.C5、ATP、NADPH变化一致,与C3变化相反。各物质的含量取决于其生成速率和消耗速率的大小关系。
5.左栏的过程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。
第1讲 描述运动的基本概念
勘破疑难 光合作用的影响因素
若叶肉细胞运输(CH2O)受阻,使产物积累,也会抑制光合作用。
第1讲 描述运动的基本概念
知识拓展
1.间作主要考虑阴生植物和阳生植物间行种植,合理利用光能。
2.轮作主要考虑不同作物对无机盐需求的差异,有利于均衡土壤养分。
易错警示
合理施肥需要注意不能“过度施肥”,超过一定浓度后,植物会因土壤溶液浓度过高发生渗透失水
而萎蔫甚至死亡。
第1讲 描述运动的基本概念
知识拓展
硝化细菌通过化能合成作用,利用CO2等合成有机物。
第1讲 描述运动的基本概念
典例1光合作用与细胞呼吸相互依存、密不可分,各自又具有相对的独立性。如图是某植物光合作用
和细胞呼吸过程示意图,其中Ⅰ~Ⅵ代表物质,①~⑤代表过程。下列叙述错误的是 ( )
A.图中Ⅵ被相邻细胞利用至少需要穿过6层生物膜
B.图中Ⅱ和Ⅴ是同一种物质,Ⅰ和Ⅳ是不同物质
C.图中①~⑤均伴随着ATP的合成或水解,在③④⑤中,
④合成的ATP最多
D.若光照强度突然减弱,短时间内叶绿体中含量随之减
少的物质有C3、ATP、NADPH
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析
A(√) Ⅵ(CO2)在线粒体基质产生,在相邻细胞叶绿体基质中被利用,至少需要穿过6层生物膜(2层线粒体膜+1层细胞膜+1层相邻细胞的细胞膜+2层相邻细胞的叶绿体膜)
D(✕) 若光照强度突然减弱,短时间内光反应产生ATP、NADPH减少,被还原的C3减少,即生成C5减少,则剩余的C3增多,C5含量减少
第1讲 描述运动的基本概念
题图解读
①CO2的固定;
②C3的还原;
③有氧呼吸第一阶段;
④有氧呼吸第三阶段;
⑤有氧呼吸第二阶段;
Ⅰ是NADPH;
Ⅱ是O2(水光解产物);
Ⅲ是CO2,与C5结合形成C3;
Ⅴ与有氧呼吸前两个阶段产生的Ⅳ参与有氧呼吸第三阶段形成水→Ⅴ是O2,Ⅳ是NADH;
Ⅵ是有氧呼吸第二阶段的产物CO2。
第1讲 描述运动的基本概念
典例2研究光合作用的原理可用于指导农业生产实践,下列相关叙述错误的是 ( )
A.光照充足,昼夜温差大,有利于光合产物的积累
B.植物工厂可通过延长光照时间、补充红蓝组合光等方式提高产量
C.施加有机肥既可补充CO2,又可为作物生长提供多种无机盐
D.“通风”是为了确保大田中氧气的含量,从而提高作物产量
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析
A(√) 光照充足时,光反应产生的ATP和NADPH多,促进暗反应进行;昼夜温差大,夜间呼吸作用减弱,有机物消耗减少,有利于有机物积累
B(√) 红光和蓝紫光是光合色素主要吸收的光,延长光照时间可增加光反应时长,增加光合产物
C(√) 有机肥分解产生CO2(暗反应原料)和矿质元素(如N、P等无机盐)
D(✕) “通风”的主要目的是增加CO2浓度以促进暗反应,而非提高O2含量
第1讲 描述运动的基本概念
题后反思
白天大田内作物进行旺盛的光合作用(净光合作用速率大于0),作物不断吸收CO2、释放O2,造成局
部CO2少、O2多,此时“通风”(即促进空气的流通)可增加CO2、降低O2。
第1讲 描述运动的基本概念
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