一轮基础精讲-09讲-能量之源——光与光合作用

教学过程

一、复习预习

一、捕获光能的色素和叶绿体的结构1．叶绿体

(1)结构示意图

2．色素的种类和功能

温馨提示

①叶绿体和液泡中都有色素，但只有叶绿体中的色素参与光能的捕获。

②叶绿体中的色素只存在于光反应部位——叶绿体类囊体薄膜上，与光合作用有关的酶存在于两个部位——叶绿体类囊体薄膜上和基质中。

二、光合作用的探究历程

请将科学家和其相关实验的结论连起来

三、光合作用的过程

1．光反应与暗反应

二、知识讲解

考点/易错点1 光合作用过程分析1.识图领悟光合作用过程

必须在光下有光、无光都可以叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质

3.光照和CO2浓度变化对光合作用物质含量变化的影响

当外界条件改变时，光合作用中C3、C5、[H]、ATP的含量变化可以采用下图分析：

过程变化

①过程减弱，②③过程减弱，④过程正常进行①过程增强，②③过程增强，④过程正常进行

④过程减弱，①②③过程正常进行，随C3减少②③减弱，①过程正常

考点/易错点2 影响光合作用的环境因素及其在生产上的应用

一、内部因素对光合作用速率的影响

1．同一植物的不同生长发育阶段

曲线分析：在外界条件相同的情况下，光合作用速率由弱到强依次是幼苗期、营养生长期、开花期。应用：根据植物在不同生长发育阶段光合作用速率不同，适时、适量地提供水肥及其他环境条件，以使植物茁壮成长。

2．同一叶片的不同生长发育时期

曲线分析：随幼叶发育为壮叶，叶面积增大，叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合速率增大；老叶内叶绿素被破坏，光合速率随之下降。

应用：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶使蔬菜及时换新叶，都是根据其原理，可降低其细胞呼吸消耗的有机物。

二、单因子变量对光合作用的影响(外界因素)

1．光照——光合作用的动力

①光照时间越长，产生的光合产物越多。

②光质，由于色素吸收可见光中的红光和蓝紫光最多，吸收绿光最少，故不同波长的光对光合作用的影响不一样，建温室时，选用无色透明的玻璃(或塑料薄膜)做顶棚，能提高光能利用率。

③光照强度：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。

曲线分析：A点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放CO2量表示此时的呼吸强度。AB段表明光照强度加强，光合作用速率逐渐加强，CO2的释放量逐渐减少，有一部分用于光合作用；而到B点时，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度＝细胞呼吸强度，B点对应的光照强度称为光补偿点。BC段表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强。C点对应的光照强度称为光饱和点。

应用：阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，如上图虚线所示。间作套种时农作物的种类搭配、林带树种的配置、冬季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关。

特别提醒

外界条件变化时，CO2(光)补偿点移动规律

(1)呼吸速率增加，CO2(光)补偿点应右移；呼吸速率减小，CO2(光)补偿点应左移。

(2)呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降，CO2(光)补偿点右移；条件的改变使光合速率上升时，CO2(光)补偿点左移。

2．光照面积

曲线分析：

OA段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，A点为光合作用面积的饱和点。随叶面积的增大，光合作用强度不再增加，原因是有很多叶被遮挡，光照不足。

OB段表明干物质量随光合作用增加而增加，而由于A点以后光合作用强度不再增加，但叶片随叶面积

的不断增加，呼吸量(OC段)不断增加，所以干物质积累量不断降低(BC段)。

2．光照面积

曲线分析：

OA段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，A点为光合作用面积的饱和点。随叶面积的增大，光合作用强度不再增加，原因是有很多叶被遮挡，光照不足。

OB段表明干物质量随光合作用增加而增加，而由于A点以后光合作用强度不再增加，但叶片随叶面积的不断增加，呼吸量(OC段)不断增加，所以干物质积累量不断降低(BC段)。

3．CO2浓度

曲线分析：图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点；图2中的A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。两图中的B和B′点都表示CO2饱和点，两图都表示在一

定范围内，光合作用速率随CO2浓度增加而增大。

应用：大田要“正其行，通其风”，多施有机肥；温室内可适当补充CO2，即适当提高CO2浓度可提高农作物产量。

4．必需矿质元素

曲线分析：在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物光合作用速率下降。

5．温度

曲线分析：温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。

应用：冬天，温室栽培可适当提高温度；夏天，温室栽培可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，

以提高光合作用速率；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。

三、多因子变量对光合作用速率影响的分析(外界因素)

曲线分析：P点时，限制光合速率的因素应为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中的其他因子的方法。

应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合作用酶的活性，提高光合速率，也可同时充入适量的CO2，进一步提高光合速率，当温度适宜时，要适当提高光照强度和CO2浓度以提高光合速率。总之，可根据具体情况，通过提高光照强度、调节温度或增加CO2浓度等来充分提高光合速率，以达到增产的目的。

特别提醒