生物：2010届高三一轮复习《光合作用》课件(新人教版必修1)

1、光
（1）光质 不同波长的光
最强： 白光
次之： 红光 最弱： 绿光
（2）光强度
CO2 吸 收
C1
B 0 c A
C2
B：光补偿点
光补偿点：光合 作用吸收的CO2 和呼吸放出CO2 a 相等时的光强度 b 。 光照强度 光饱和点：光合 作用达到最强时 所需的最低的光 C2：光饱和点 强度。
a(净光合作用 )=b(总光合作用 ) – c(呼吸作用)
ATP、NADPH中活跃的化学能
3、条件： 光、H O、色素分子和酶 2 4、场所：叶绿体类囊体膜（叶绿体基粒）
二、碳反应
场所：叶绿体基质
CO2+核酮糖二磷酸
酶
C6 NADP+
酶
2C3
ATP ADP+Pi NADPH
三碳糖磷酸
？
如何再生核酮糖二磷酸（RuBp）？生成 一个C6H12O6要经过几次卡尔文循环？ 6个三碳 糖磷酸 1个保持用于糖的生成或其他
ADP+Pi+能量 H2O 光 1/2O2+2H+ +2e酶 ATP
叶绿体基质中
酶、NADPH 、ATP(有无光均可) ①CO2的固定： CO2+C5 酶 2三碳酸 ②CO2的还原： 2三碳酸 NADPH、 AT P 三碳糖 酶 C5 ATP 、NADPH中活跃的化学 能→有机物中稳定的化学能
区
别
物质 变化
叶绿体中色素的吸收光谱
色素的种类
颜 色 蓝 绿
含 量 最 多 较 多 最 少 较 少
溶解 度 较低 最低 最高 较高
扩散 速度 较慢 最慢 最快
吸收光 的颜色
作 用 吸 收 传 递 转 化 光 能
叶绿素（占 叶绿素a 总量的 黄 3/4） 叶绿素b 绿 胡萝卜 类胡萝卜素 素 （占总量的 1/4） 叶黄素 橙 黄 黄 色
—。 ——————————————————— 胡萝卜素
（3）某同学在做提取叶绿体中色素的实验时，收集到 的色素提取液为淡绿色。分析产生该结果的可能原因是 什么？ 1).研磨不充分,色素未能充分提取出来. 2)称取绿叶过少或加入乙醇过多,色素溶液浓度小.
3)未加碳酸钙或加入过少,色素分子部分被破灭.
（4）你认为本实验成功的关键是什么？
（3）乙图中FG段C02吸收量逐渐减少是因为 ，以致光反应产生的 逐渐减少，从而影响了暗反应强度，使化合物数量减少，影响了C02固定。 和
（4）乙图曲线中间E处光合作用强度暂时降低，可能是因为
。
温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了C02原料的供应
例：下图所示是测定金鱼藻光合作用的实验装置，表中数据是在适 宜（恒定）温度条件下，改变光源与烧杯距离测得的金鱼藻放出的 气泡数，如下表所示，请仔细分析后回答下列问题：
溶液中的CO2减少
（4）金鱼藻细胞内合成蛋白质所需要的直接能源物质，其产生部 位是 细胞质基质和线粒体 。
高考回顾
[例3]光合作用受光照强度、CO2浓度、温度等影响，图 中4条曲线（a、b、c、d）为不同光照强度和不同CO2浓度 下，马铃薯净光合速率随温度变化的曲线。a光照非常弱， CO2很少（远小于0.03%）；b适当遮荫（相当于全光照的 1/25）CO2浓度为0.03%，c全光照（晴天不遮荫），CO2浓 度为0.03%；d全光照，CO2浓度为1.22%。请据图回答： （1）随着光照强度和CO2浓度的提高，植物光合作用（以 净光合速率为指标）最适温度的变化趋势是 逐渐提高 。 （2）当曲线b净光合速率降为零时，真光合速率是否为 零？为什么？
红橙光 蓝紫光
蓝紫光 较快
叶绿体中色素的含量曲线图：
含 量
叶绿素（镁元素）
类胡萝卜素
0
叶龄
例1、下图表示叶绿体中色素的吸收光谱 （颜色深、浅分别表示吸收量多、 少）．甲、乙两图分别是
A．胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱 B．叶绿素、胡萝卜素的吸收光谱 C．叶黄素、叶绿素的吸收光谱 D．叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱
光合作用
一、光合作用概念
• 绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二 氧化碳和水转化成贮存能量的有机物， 释放氧气的过程。
6CO2+12H2O
光能
C6H12O6+6H2O+6O2 叶绿体
二、叶绿体的结构和功能
外膜 内膜
基粒
色素 与光反 应有关 的酶
基质
与暗反应有关 的酶
2、光合色素的提取和分离——纸层析法
2．有甲、乙、丙、丁4盆长势均匀的植物置于阳光 下，甲品红光照射；乙绿色光照射；丙添加品红色滤 光片A；丁添加绿色滤光片B(如图)，经过一段时间， 各盆中长势最旺的和长势最差的依次是下列哪一组 A 甲、乙 B 乙、丙 C 甲、丁 D 丙、丁
例3：分别在A、B、C三个研钵中加2g剪碎的新 鲜菠菜叶，并按下表所示添加试剂，经研磨，过 滤得到三种不同颜色得溶液，即：深绿色、黄绿 色（或褐色）、几乎无色。 试回答： A B C 处理
能量 转换
③NADP+被还原成 NADPH 光能→ATP 、NADPH 中活跃的化学能
1、光反应是碳反应的基础，光反应为碳反应的进行提供 NADPH和ATP 联系 2、碳反应是光反Hale Waihona Puke Baidu的继续，碳反应水解ATP生成ADP和Pi 为光反应的物质(ATP)合成提供原料
2.叶绿体处于不同的条件下， C3 、C5、 NADPH、 ATP和(CH2O)合成量的动态变化
下图为光照和CO2浓度改变后，与光合作用有关的C5化合物和C3化 合物在细胞内的变化曲线。 (1)曲线a表示 ，在无光照时其含量下降的原因 五碳化合物 是 C02在还原过程中因缺NADPH 和ATP不能进行C5化合物的再 ； 生，而C02仍然可以固定形成C3化合物 曲线b表示 ，在C02浓度降低时含量下降的原因是 三碳化合物 C02的减少导致C3化合物产生减少，而C3化合物仍然被还原为 C5化合物 (2)由(1)得出光照强度和C02浓度与光合作用的关系是：前者主 要影响 ；后者主要影响 碳反应阶段 。 光反应阶段
光合速率随光照强度的变化而变化
（1）从图或表中可以得出的结论是 。 （2）若将灯与烧杯间的距离固定在15cm处，温度适宜，光照较长 时间后发现产生的气泡数逐渐减少。产生这一现象的原因是 ， 导致 消耗减少，从而抑制了光反应。 NADPH和ATP （3）据表中数据估计，呈现如右图量变关 系时的灯与烧杯间的距离为 45 cm。
选材：叶片要新鲜，颜色深绿
研磨：要迅速充分，充分研磨使色素被释放出来，迅 速研磨因为丙酮有挥发性。
研磨前加入的物质的量：不能太多 画滤液细线：要细、直、齐，而且应有较多的色素 层析：层析液不能没及滤液细线
实验设计要求：
（1）实验设计的关键：
1、抓变量：自变量 2、抓对照 3、抓测量指标：因变量
（2）实验设计三步曲：
[同类变式]
四、环境因素影响光合速率
环境条件
光、CO2、温度、水分、矿质元素等
内部条件
不同部位、不同生育期
光合速率：是指一定量的植物（如一定 的叶面积）在单位时间内进行多少光合 作用（如释放多少氧气、消耗多少二氧 化碳、产生多少淀粉）
表观光合速率（净光合速率）—— 真正光合速率（总光合速率）—— 表观光合速率 = 真正光合速率—呼吸速率
高考回顾
[例2]施用农家肥能提高温室作物光合作用效率 的理由中，正确的是 A. 促进植物对水的吸收 B. 提高了温室内C02的浓度 C. 提高了光照强度 D. 矿质元素含量高
[解析]在温室内施用农家肥，能提高光合作用的效率，其原因有二：一是 提供了矿质元素，但其中矿质元素不一定含量高，与化肥比较其含量显然要 低得多；二是提供了二氧化碳。农家肥中含有家畜的排泄物以及未消化吸收 的有机物，这些有机物被土壤中的分解者分解后，一方面将其中的矿质元素 直接归为无机界，另一方面将其转化为C02和H20等后也归为无机界，释放 的热量还可以对温室升温。 [答案]B
[同类变式]
下图中的甲、乙两图为—昼夜中某作物植株对C02的吸收和释放状况的示 意图。甲图是在春季的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问 题： （1）甲图曲线中C点和E点(外界环境中C02浓度变化为零)处，植株处于何 种生理活动状态？
呼吸作用释放C02的量等于光合作用吸收C02的量时
（2）根据甲图推测该植物接受光照的时间是曲线中的 BF 段，其中光合 作用强度最高的是 D 点，植株积累有机物最多的是E 点 ATP NADPH 光照强度逐步减弱
实验结果及相关结论：
（1）A变绿B不变，则光是叶绿素合成的必备条件 （2）A不变B变绿，则叶绿素合成需要在无光条件下进行 （3）AB都变绿，则叶绿素的合成与光照无关
。
1、物质转化： H2O
光
1/2O2+2H+ +2e酶 酶
ADP+Pi+能量 NADP++H++2e2、能量转变： 光能 电能
ATP NADPH
1、分组编号 2、单一变量处理
3、同等条件培养观察测量比较
例5、为了探索叶绿素的合成是否与光照有关系，取 若干植物幼苗，请选用合适器材设计实验并推测结果 及结论。 实验步骤： 。
①取生长状况基本相同的健康幼苗若干，平均分为两组，分别 标记为A、B（分组编号） ②A组幼苗放在有光照的环境中，B组幼苗放在无光的暗室中 （单一变量处理搞对照） ③放在其它条件相同且适宜的环境中培养一段时间，观察幼苗 的颜色（测量指标）
CO2 吸 收 C′
C
阳生植物
阴生植物
光照强度
0
A
B′
B B：光补偿点
C：光饱和点
• 应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。
光补偿点、光饱和点 ： 阳生植物
> 阴生植物
3、影响光合作用的因素——温度
光合作用是在酶的催化下进行的，温度直接影 响酶的活性。一般植物在10℃～35℃下正常进 行光合作用。
4、影响光合作用的因素——矿质营养 N：酶及NADP+和ATP的重要组分 P：NADP+和ATP的重要组分；维持叶 绿体正常结构和功能 K：促进光合产物向贮藏器官运输 Mg：叶绿素的重要组分
5、 CO2浓度
光合 速率
B
0
A
CO2浓度
二氧化碳含量很低时，绿色植物不能制造有机物，在 一定的浓度范围内,光合作用速率随CO2的浓度增大而 加快，超过一定浓度光合作用速率趋于稳定。
• （1）提取色素：研磨（碳酸钙、二氧化硅、 95%乙醇），过滤（单层尼龙布）。 • （2）制备滤纸条：剪去两角（防止两边滤 液扩散速度太快），画铅笔线 • （3）点样:画滤液细线,细、直、齐，重复 几次。 • （4）分离：用层析液，液面不能淹没滤液 细线。
分离色素
宽度 胡萝卜素 4最窄 3 叶黄素 叶绿素a 1最宽 叶绿素b 2
SiO2(少量） CaCO3(少量） 95％乙醇 （10ml) 蒸馏水 （10ml） ＋ － ＋ － ＋ ＋ － ＋ ＋ ＋ ＋ －
（1）A、B、 C处理得到 得溶液得颜 色分别是什 么？并分析 原因？
A黄绿色
部分叶绿素受破坏
B几乎无色
C深绿色
叶绿素不溶于水
大量叶绿素溶于乙醇中
（2）利用乙醇提取叶绿体色素，经过层析，在滤 纸上可出现黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色得色 素带，这些色素是： 叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、
条件
停止光照 CO2供应量不变 突然光照 CO2供应量不变 光照不变 停止CO2 光照不变 CO2供应增加
C3
C5
NADPH和 ATP 减少或 没有 增加 增加 减少
(CH2O) 合成量 减少或没有 增加 减少或 没有
增加 下降 减少 增加 减少 增加
增加 减少
增加
高考回顾
[例1] 将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的C02条件下。 如果将环境中C02含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的 C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况依次是 A. 上升；下降；上升 B. 下降；上升；下降 C. 下降；上升；上升 D. 上升；下降；下降 [解析]从光合作用的反应过程进行分析：在光合作用过程 中，C02参与暗反应，C02与C5化合物结合，生成两个C3化合 物，当C02突然减少时，这个过程必然受阻，因而导致C5化 合物的含量上升和C3化合物含量下降。而C3化合物的减少， 又使暗反应中C3化合物还原成葡萄糖的过程受阻，消耗光反 应提供的ATP量也减少，使细胞中ATP含量上升。 [答案] C
能量变化：
ATP和NADPH中活跃的化学能转变 为糖类等有机物中稳定的化学能
碳反应的产物又是如何被植物体利用的呢？
CO2
卡尔文循环 （3轮）
叶 绿 体
淀粉
三碳糖
氨基酸
脂质
蛋白质
三碳糖 其他代谢 细胞呼吸
蔗糖
细 胞 溶 胶
光反应阶段与碳反应阶段的比较
项目 场所 条件 光反应阶段 碳反应阶段
叶绿体类囊体膜上 光、色素、酶 ①水在光下裂解 ②ATP的合成
5个经一系列变化再生为3个RuBp
3个CO2
碳反应总结
场所： 叶绿体的基质中
条件：
多种酶、 NADPH 、ATP
CO2的固定： CO2＋C5 酶 2C3
酶 2C3 (CH2O) C3的还原： NADPH ATP ADP+Pi 物质变化： 糖类 酶 C5的再生： 3 2C C NADPH ATP ADP+Pi 5